[发明专利]一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统及方法

说明书

本发明公开了一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统及方法。从燃气电厂空分装置引出压缩空气辅助雾化电厂含盐废水，辅助雾化后的空气(废气)作为热泵热源经风机送至热泵蒸发器，废气被冷却除湿，回收废热，空气中水蒸气在蒸发器冷凝后的冷凝水定期排放；电厂预处理废水首先流进热泵冷凝器与制冷剂蒸汽换热预热；预热后的废水与经蒸发器冷却除湿后的废气在浓缩室进行接触式传质浓缩，浓缩后的较高浓度的废水流进多级闪蒸装置进行闪蒸。闪蒸过程产生的淡化水汇集至集水槽，闪蒸装置中的循环废水流进喷雾室进一步被压缩空气辅助雾化浓缩，含盐废水在喷雾室蒸发至完全结晶，生成的结晶盐堆积喷雾室底部出料口并由刮板定期清除。该系统充分利用了废热，实现了能源梯级利用，实现电厂废水零排放。

技术领域

本发明涉及一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统及方法，属于电厂废水处理和热泵技术领域。

背景技术

水资源和水环境问题已成为制约工业发展的瓶颈。“废水零排放”在火电企业越来越多地被提及，电厂中的高含盐废水是实现废水零排放的关键。对于浓缩盐水的循环利用或产品化再处理，实现盐水脱盐淡化过程的零排放将是一项极富挑战而且意义重大的工作。

热泵技术是利用低品味热源的一项成熟和节能技术，应用热泵技术用于回收废热和预热废水，是节省能耗的一种有效方法。

多级闪蒸MSF最突出的特点是蒸发面在料液与蒸汽接触面上，而不是在容器的壁面上，因此在蒸发过程中不存在结垢的问题。另外，闪蒸技术的单级容量很大，淡水生产量可达76000m³/d。但此工艺技术也有很多缺点：动力消耗大，设备的操作弹性小，不适用于造水量变化大的场合等。与多效蒸发相比每立方米淡水多消耗3kWh。因此，如何降低能耗是该技术需要解决的问题。

液体介质的雾化过程依赖于转化为动能的压力能量，以产生分散的液相。燃气电厂空分装置引出的压缩空气具有巨大压力能和热能，若能得到充分利用来辅助雾化浓盐水，将大大降低废水处理的能耗，这样浓盐水的处理问题将有一个很大的改善。压缩空气用于雾化后的废气，仍有一定的压力和温度，还有利用的价值，直接排放势必造成能源上的浪费。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统。

一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统，该系统包括预处理模块、热泵模块、浓缩模块、多级闪蒸模块，还包括雾化模块，预处理模块通过将预处理的废水通过废水管输入热泵模块预热，预热后的废水经由浓缩模块浓缩，浓缩废水由多级闪蒸模块闪蒸，闪蒸后的废水经雾化模块雾化。

所述的预处理模块设有钠离子过滤器，浓缩模块设有浓缩室，多级闪蒸模块设有多组闪蒸器，所述雾化模块设有喷雾室。

所述钠离子过滤器入口通过废水管接入电厂含盐废水，出口依次通过循环泵I和废水管与冷凝器入水口连接。

所述的热泵模块为空气源热泵包括蒸发器、压缩机、冷凝器和电磁膨胀阀，相互之间通过制冷剂管依次连接，形成一条闭合的制冷剂循环通道；冷凝器入水口与预处理模块的废水管连接，

所述冷凝器为不锈钢螺旋管式换热器，浸没式置于管壳内，管壳外层铺设保温层。

所述的浓缩模块为气液直接接触式浓缩模块，蒸发器空气出口依次通过风道、引风机II与浓缩室空气入口连接，浓缩室空气出口依次通过风道、引风机III、风道排出废气；

浓缩室出水口依次通过循环泵III和废水管连接至冷凝管束入口；

所述浓缩室呈长方形；螺旋式喷水管由上至下均布在浓缩室中，其上设有若干带喷嘴的分水管；浓缩室的废气出口侧设有折流挡板；所述折流挡板为用镀锌钢板或玻璃钢条加工而成的多折形挡水板。