[发明专利]一种热泵水处理系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种热泵水处理系统及其工作方法，所述系统包括多效蒸发循环和压缩式热泵循环。所述方法是：利用压缩式热泵循环的高温高压制冷剂蒸汽通入一效蒸发器内放热冷凝的热能来驱动多效蒸馏系统，并通过压缩式热泵的两个蒸发器分别回收多效蒸发循环末端产生的二次蒸汽的冷凝热和一效冷凝水的热量。本发明利用性能稳定的压缩式热泵回收多效蒸发系统末端蒸汽的冷凝热以及一效冷凝水的热量，进而不需要额外热源就能实现污水或废水的蒸发处理，既能极大限度地降低多效蒸发循环的能耗，又能有效降低废水排放到环境中造成的能量浪费和环境影响。

技术领域

本发明属于工业水处理及热回收技术领域，涉及一种热泵水处理系统，尤其涉及一种利用多效蒸发与压缩式热泵相耦合的水处理系统及其工作方法。

背景技术

在工业领域，尤其是化工、石油、制药等行业，大多会利用蒸发技术对工业废水进行处理，但是蒸发技术却是一道能耗较高的单元操作，一直是废水处理方面的耗能大户，传统工业在能源的消耗和蒸发系统余热的浪费还是比较严重的，传统单效蒸馏的浓缩方法，二次蒸汽得不到再利用，大多仅循环利用和回收了约30％的废热和余热，二次蒸汽排放不仅浪费了蒸汽的潜热而且部分物料也会随着二次蒸汽一同流出蒸发系统，会对环境造成一定的污染。因此废热的循环利用和余热回收是节能减排的重要环节之一，也是为企业降本、环保、增效的必要措施。

目前，最为常用的低温二次蒸汽余热的回收方法是机械蒸汽再压缩，但是，当废水温度过低时，二次蒸汽的压力和温度较低，蒸汽的比热容较大，压缩机流量和压比大，而且当下大流量大压比的蒸汽压缩机技术尚不成熟，压缩机不仅故障率高，而且系统的稳定性差，所以亟需一种能替代机械压缩蒸汽压缩机，用于回收多效蒸发系统二次蒸汽热量实现废水的热回收与浓缩处理的方法，最好是取消多效蒸发系统对热源蒸汽的依赖。

采用制冷剂的压缩式热泵是一种供热的余热回收节能技术，随着高温制冷剂的发展，实现100℃以上的冷凝温度以不再是压缩式热泵技术的限制，如何将高温热泵技术与多效蒸发水处理技术相结合，提出一种既能保障高温热泵效率和稳定性，又能降低多效蒸发水处理的能耗，完全克服对锅炉蒸汽的依赖，是未来技术发展的迫切需求。

发明内容

本发明是针对上述现有技术存在的问题，提出一种热泵水处理系统及其工作方法。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种热泵水处理系统，包括多效蒸发循环系统和压缩式热泵循环系统，其特征在于，所述多效蒸发循环包括：离心泵1、第一预热器2、第二预热器3、三通调节阀4、第三预热器5、一效蒸发器6、二效蒸发器7、减压阀8；待处理水通过管路连接到离心泵1，离心泵1出口通过管路经第一截止阀21连接到第一预热器2入口a1，第一预热器2出口a2通过管路连接到第二预热器3入口b1，第二预热器3出口b2通过管路连接到三通调节阀4入口c1；所述三通调节阀4出口c2通过管路连接到第三预热器5入口d1，三通调节阀4出口c3和第三预热器5的溶液出口d2通过管路共同连接至一效蒸发器6的溶液入口e1,一效蒸发器6的溶液出口e2通过管路经减压阀8连接到二效蒸发器7的溶液入口f1，二效蒸发器7的溶液出口f2通过管路经第二截止阀22接至第二预热器3入口b3，并由出口b4排出；

所述一效蒸发器6顶部蒸汽出口通过管路接至第四截止阀24以及经第一调节阀17接至二效蒸发器7的蒸汽入口f3；所述二效蒸发器7的顶部二次蒸汽出口通过管路分别接至第五截止阀25以及经第二调节阀18接至第一蒸发器10的蒸汽入口g1,所述第四截止阀24和第五截止阀25通过管路共同接至真空泵9；所述第一蒸发器10冷凝水出口g2通过管路经第六截止阀26接至第一预热器2的冷凝水入口a3，并由冷凝水出口a4排出；所述二效蒸发器7的冷凝水出口f4通过管路经第三截止阀23接至第二蒸发器13的冷凝水入口h1,并由冷凝水出口h2排出；