[发明专利]高效节能环保的蒸发结晶系统及应用

说明书

本发明涉及高效节能环保的蒸发结晶系统及应用。本发明的蒸发结晶系统，包括蒸发模块(1)、冷凝模块(2)、原液预热模块(3)、空气补热模块(4)、热风循环模块(5)、原液循环模块(7)、气体搅动模块(9)和结晶/固化模块(10)，其中热风循环模块(5)连接冷凝模块(2)和蒸发模块(1)形成空气循环回路，气体搅动模块(9)连接蒸发模块(1)。应用本发明的蒸发结晶系统，可以减少废液废气废渣排放，降低环保收费，提高蒸发效率。

技术领域

本发明涉及废水蒸发结晶领域，提供了一种高效节能环保的蒸发结晶系统及方法。

背景技术

工业生产产生的废水由于含有较高的含盐量和其他污染物，采用常规的物化或者生化处理极其困难，甚至不能进行，因而蒸发成为目前处理高含盐高污染废水的主要手段。

蒸发器是发生蒸汽的重要装置，为了提高蒸发效率，通常给蒸发器增加腔内温度和压力，而在运行过程中普遍存在一个问题：需提供高温高压的热源给蒸发器提升温度，需要消耗大量的新鲜蒸汽或电能。在原液蒸发运行过程中，热能的循环利用程度低，流失的热能较多。另外，高含盐废水对蒸发器的材质要求很高，需要耐腐蚀、耐高压、耐高温。因此，一般均采用双相钢、钛材等高价材料，但使用寿命仍较短。

目前，市场采用的蒸发器大多为机械压缩蒸汽法(MVR)和多效蒸发器，其构造均采用列管换热，高温高压及腐蚀性废水经常导致列管污堵、结垢、腐蚀、爆管，维护维修费用高昂，经常性的需要停产维修维护，影响生产。

何玮峰等人(CN107019925A)公开了一种闭式溶液循环零排放蒸发浓缩系统。其公开的系统包括溶液泵、脱湿器、冷凝器、加湿器、循环泵、蒸发结晶器、搅拌斧、离心机、节流阀、鼓风机、压缩机、引风机等。系统利用空气温度不同携带水分能力不同的特点，通过对空气加湿脱湿，实现低温常压下蒸发浓缩；采用低沸点工质循环实现热量从低温向高温转移，无需利用外在热源加热溶液，也无需采用外在冷源即可实现浓溶液的冷却结晶，只需提供少量电能即可保证系统连续工作。该系统加热废液的热能来自于压缩机压缩低沸点工质产热，也就是将电能转化成热能，需要消耗大量电能。另外，该系统用于蒸发的空气在进行冷凝脱湿析出水分后，在引风机吸力的作用下排入环境。由于废液中通常含有大量有毒有害物质，蒸发时有毒有害气体会随着空气排出，影响环境，造成新的环境污染，并且危害更大。

发明内容

目前现有技术中存在的技术问题是，对于目前采用列管换热的蒸发装置，不仅会发生结垢、腐蚀、堵塞、爆管等问题，而且蒸发面积就是各个列管表面积之和，其蒸发面积较小，蒸发效率低。另外，目前的蒸发系统电力消耗高，蒸发结晶时不断向外排放有毒有害气体，造成新的环境污染。

本发明人为解决上述技术问题，提出了新的废水处理蒸发结晶系统，蒸发器采用腔体结构，避免常规蒸发设备列管换热易发生的结垢、腐蚀、堵塞、爆管等问题；并采用了热风和溶液直接接触蒸发的方式，加大蒸发表面积；提高液体表面的风速，获得较高的蒸发速度；降低蒸发腔室气压，大大提高了蒸发效率。同时蒸发系统中空气采用全密闭循环，避免产生新的可能更为严峻的废气污染。

本发明为了避免蒸发过程产生的有毒有害气体向外界无序排放，采取了几个措施：

1.尽量减少从外界吸入空气，因而采用的是空气循环系统，大大减少了从外界吸入的空气量，从而大大减少了气体排放量；

2.为了使系统在真空下运行，还要适当定期排放一定量的气体，另外随着蒸发的循环进行，空气中会集聚越来越多的不凝气和有毒有害废气，因而必须定期排放，本发明配置了专门的废气排放口，一方面使废气从无组织排放变为有组织排放，另一方面，有组织排放的废气经过本公司配置的废气处理装置处理后达到废气排放标准排放到大气中，从而实现零排放和保护环境的目的。

具体来说，本发明提出了如下技术方案：