一种新型蒸发浓缩处理装置的制作方法

1.本实用新型涉及蒸发浓缩处理装置领域，具体涉及一种新型蒸发浓缩处理装置。


背景技术：

2.在工业化加速的大环境下，废水处理行业成为新兴产业，并且在国家和各级政府部门对环境保护重视程度的不断提高和推进下，废水处理行业会快速发展，废水处理率会不断提高，尽管如此，在控制环境污染，提高废水处理总量的同时，减少能耗、节能高效会成为企业排污过程中的下一个问题，因此在工业废水处理时，控制能源消耗和优化处理工艺具有重大的意义；
3.农药、染料、医药、精细化工等行业在生产中会产生大量高盐高有机废水，此类废水通常具有高cod、高盐分、高毒性、难生物降解的特征，实际处理中难以稳定达标，已成为制约行业发展的瓶颈，近年来，随着环保法规的日益严格及大众对环保意识的提高，高盐高有机工业废水引起人们的高度重视，但目前该类废水处理技术单一，能耗高，系统集成度差，废盐刺激性气味夹杂有毒有害物质，造成资源的浪费，蒸发浓缩结晶成为这些行业的关键处理工序之一，也是能耗较大的工序之一；
4.目前，常见的蒸发浓缩工艺有反应釜蒸馏、单效蒸发、多效蒸发、mvr蒸发，这几种蒸发工艺都存在着应用的缺点和不足；
5.反应釜蒸馏、单效蒸发工艺运行能耗高，只适用于小水量及蒸汽、电价格较低的企业及地区使用，且间歇运行的方式使得设备的时间利用率极低，企业生产设备占用率也较高；
6.多效蒸发工艺是利用二次蒸汽用于加热，具有节能的效果，但是随着效数的增加，多效蒸发设备的投资费用显著增加，在结构形式上，多效蒸发器有多效降膜蒸发、多效逆流闪蒸蒸发、多效强制循环蒸发等，大多采用列管式、错流式及管壳式，对易结垢及结晶物料的耐受性较差，且发生堵塞结垢后，清通困难，工作量大，多效的负压操作条件对设备的加工、维护及操作提出很高要求，导致设备的使用寿命较短；
7.mvr蒸发工艺是利用对二次蒸汽进行做功来重复利用热能的技术，mvr蒸发设备的核心部件是机械蒸汽再压缩泵，造价高，且对蒸发介质的要求很高，特别是气相组成中不能含有对压缩机转子、叶片产生腐蚀、磨损或过载做功的物质，另外，mvr的连续运行要求蒸发过程中必须产生一定量的蒸汽维持系统平衡，因此蒸发介质的含水率往往较高时系统即必须停止，这也限制了mvr的应用范围，对于要求深度浓缩或结晶的场合，mvr应用较少；
8.随着越来越多的行业和企业对废水零排放和高难度废水深度处理的重视和关注，目前常规处理工艺不能满足处理需求，同时为了进一步降低蒸发工艺的系统能耗和故障频率，一款新型的低温常压蒸发浓缩处理装置可以弥补常规蒸发工艺在很多条件下应用的不足。


技术实现要素：

9.本实用新型要解决的技术问题是目前常规处理工艺不能满足废水处理的需求，常见的蒸发浓缩工艺有反应釜蒸馏、单效蒸发、多效蒸发、mvr蒸发，这几种蒸发工艺都存在着应用的缺点和不足，本实用新型提供一种新型蒸发浓缩处理装置，采用热泵工艺，有效回用了系统中的低位热源，热能回用量可达50％-60％；充分利用蒸发产水作为冷却水，冷却后的热能经热泵后再次回用；采用外置式的板式换热器，传热效率高，热损失小，结构紧凑轻巧，占地面积小，应用广泛，使用寿命长的特点，整体结构为可拆式，板片穿孔、堵塞或者损坏后更换方便，同时，外置式防止了废液与换热器在蒸发器内直接接触结垢；第一蒸发器、第二蒸发器内采用实心圆锥形喷嘴的喷头，流量分布均匀，可采用聚丙烯树脂材质，耐药性与耐热性佳，拆卸简单，避免了现有装置给水不均匀易堵塞的缺点；采用气体循环冷凝的方式，避免了设置多个冷却塔的问题，节省造价的同时，减小了占地面积，第一蒸发器、第二蒸发器内的填料采用铜质填料等具有热导性的填料，增加蒸发器的传热面积，进一步保证了蒸发的效果，用以解决现有技术导致的缺陷。
10.为解决上述技术问题本实用新型提供以下的技术方案：
11.一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，包含蒸发组件、结晶组件、冷却组件、废气处理组件、控制器；
12.所述蒸发组件包含原水进液管路以及依次连接在所述原水进液管路上的原水箱、原水泵、换热器、第一蒸发器、第二蒸发器，所述第二蒸发器的出液口连接有浓缩液回流管，所述浓缩液回流管的另一端与所述原水泵、所述换热器之间的所述原水进液管路连通，所述第一蒸发器与所述第二蒸发器之间的所述原水进液管路上安装有第二循环泵，所述浓缩液回流管上安装有第一循环泵；
13.所述结晶组件包含结晶管路以及依次连接于所述结晶管路上的浓缩液泵、结晶器、离心机，所述浓缩液泵的进液管分别与所述第一蒸发器、所述第二蒸发器的底部连通，所述离心机上设有与所述原水箱、所述原水泵之间的所述原水进液管路连通的离心液回流管；
14.所述冷却组件包含冷却箱、产水箱、热泵，所述产水箱上连接的冷却水进液管路进入所述冷却箱后连接于所述热泵，所述热泵与所述换热器连通，所述换热器的另一端与所述产水箱连通，所述冷却箱上设有连接于所述产水箱的产水出水管，所述冷却水进液管路上设有冷却水泵，所述产水箱上设的所述冷却水进液管路经所述冷却水泵进入所述冷却箱后经充分冷却换热后与所述热泵连接进行热量的回收，所述冷却箱内部设有与所述冷却水进液管接触的冷却箱内气管，所述冷却箱内气管进气端与分别与所述第一蒸发器、所述第二蒸发器顶部连通的气体管路连通，所述冷却箱内气管的排气端连接有与所述气体管路连通的气体回流管、与所述废气处理组件连通的废气管，所述气体回流管上设有第一阀门，所述废气管设有第二阀门；所述控制器分别控制连接所述原水泵、所述换热器、所述第一循环泵、所述第二循环泵、所述浓缩液泵、所述结晶器、所述离心机、所述热泵、所述冷却水泵、所述第一阀门、所述第二阀门；
15.在使用时，原水从所述原水箱经所述原水泵通过所述换热器加热后由所述第一蒸发器的进液口进入所述第一蒸发器内进行初步蒸发浓缩，所述第一蒸发器底部的液体通过所述第一蒸发器的出液口经所述第二循环泵由所述第二蒸发器的进液口进入所述第二蒸
发器内，所述第二蒸发器对进液再次蒸发后，底部液体从所述第二蒸发器的出液口经所述第一循环泵排出后与原水进行混合，经所述换热器换热后再次进入所述第一蒸发器内部进行蒸发浓缩，最后所述第一蒸发器、所述第二蒸发器内部的浓缩液经所述浓缩液泵进入所述结晶器中进行结晶，结晶后的固体经所述离心机离心后的固体部分找有资质的单位委外处理，离心产生的液体与原水混合后再次进入所述第一蒸发器内蒸发；
16.所述第一蒸发器、所述第二蒸发器内产生的蒸发气体通过所述气体管路进入所述冷却箱后分布在所述冷却箱内气管中，与所述冷却水进液管路接触后被冷却，没有完全冷却的气体经所述第一阀门通过所述气体回流管进入所述气体管路再次进入所述冷却箱内进行冷却，不凝的气体经所述第二阀门进入所述废气处理组件中进行处理，达标后排放；
17.冷却水由所述产水箱中存储的水作为冷却水经所述冷却水泵进入所述冷却水进液管内对所述冷却箱中所述气体管路内的高温气体进行冷却，冷却后形成的液体进入所述冷却箱底部经所述产水出水管排出进入所述产水箱，排出所述冷却箱的冷却水温度较高，排入所述热泵中进行热能的回收再利用，经所述换热器换热后排入所述产水箱中重新利用。
18.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述第一蒸发器的进液口与所述第一蒸发器的出液口分别设置于所述第一蒸发器的上侧与下侧，所述第二蒸发器的进液口与所述第二蒸发器的出液口分别设置于所述第二蒸发器的上侧与下侧，所述第一蒸发器的排气口、所述第二蒸发器的排气口设置于顶部并分别与所述气体管路连通，所述第一蒸发器的排液口、所述第二蒸发器的排液口设置于底部并分别与所述浓缩液泵的进液管连通。
19.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述原水进液管路均有部分探进所述第一蒸发器、所述第二蒸发器的内部，所述原水进液管路探进所述第一蒸发器、所述第二蒸发器内部的一端连接有喷头。
20.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述喷头的喷嘴为圆锥形喷嘴，所述喷嘴的喷口朝下，采用喷淋的方式进入所述第一蒸发器、所述第二蒸发器内部。
21.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述第一蒸发器、所述第二蒸发器内部设有填料层。
22.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述填料层为热导性填料。
23.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述换热器为板式换热器。
24.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述冷却水进液管路在所述冷却箱内部的部分为s型盘管。
25.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述冷却箱内气管的排气端设置于所述冷却箱的下侧。
26.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，所述产水出水管与所述冷却箱的连接处设置于所述废气管的下侧，靠近冷却箱的底部。
27.依据上述本实用新型一种新型蒸发浓缩处理装置提供的技术方案具有以下技术效果：
28.采用热泵工艺，有效回用了系统中的低位热源，热能回用量可达50％-60％；充分利用蒸发产水作为冷却水，冷却后的热能经热泵后再次回用；采用外置式的板式换热器，传热效率高，热损失小，结构紧凑轻巧，占地面积小，应用广泛，使用寿命长的特点，整体结构
为可拆式，板片穿孔、堵塞或者损坏后更换方便，同时，外置式防止了废液与换热器在蒸发器内直接接触结垢；第一蒸发器、第二蒸发器内采用实心圆锥形喷嘴的喷头，流量分布均匀，可采用聚丙烯树脂材质，耐药性与耐热性佳，拆卸简单，避免了现有装置给水不均匀易堵塞的缺点；采用气体循环冷凝的方式，避免了设置多个冷却塔的问题，节省造价的同时，减小了占地面积，第一蒸发器、第二蒸发器内的填料采用铜质填料等具有热导性的填料，增加蒸发器的传热面积，进一步保证了蒸发的效果。
附图说明
29.图1为本实用新型一种新型蒸发浓缩处理装置的结构示意；
30.图2为图1中a部的放大图。
31.其中，附图标记如下：
32.1：原水箱、2：第一蒸发器、3：第二蒸发器、4：冷却箱、5：产水箱、6：结晶器、7：离心机、8：热泵、9：换热器、10：原水泵、11：第一循环泵、12：第二循环泵、13：第一阀门、14：产水出水管、15：冷却水泵、16：第二阀门、17：废气处理组件、18：冷却水进液管路、19：冷却箱内气管、20：浓缩液泵、21：第一蒸发器的排气口、22：第二蒸发器的排气口、23：第一蒸发器的进液口、24：第二蒸发器的进液口、25：第一蒸发器的出液口、26：第二蒸发器的出液口、27：气体管路、28：气体回流管、29：喷头、30：填料层。
具体实施方式
33.为了使实用新型实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
34.须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
35.同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
36.本实用新型提供一种新型蒸发浓缩处理装置，目的是采用热泵工艺，有效回用了系统中的低位热源，热能回用量可达50％-60％；充分利用蒸发产水作为冷却水，冷却后的热能经热泵后再次回用；采用外置式的板式换热器，传热效率高，热损失小，结构紧凑轻巧，占地面积小，应用广泛，使用寿命长的特点，整体结构为可拆式，板片穿孔、堵塞或者损坏后更换方便，同时，外置式防止了废液与换热器在蒸发器内直接接触结垢；第一蒸发器、第二蒸发器内采用实心圆锥形喷嘴的喷头，流量分布均匀，可采用聚丙烯树脂材质，耐药性与耐热性佳，拆卸简单，避免了现有装置给水不均匀易堵塞的缺点；采用气体循环冷凝的方式，避免了设置多个冷却塔的问题，节省造价的同时，减小了占地面积，第一蒸发器、第二蒸发器内的填料采用铜质填料等具有热导性的填料，增加蒸发器的传热面积，进一步保证了蒸发的效果。
37.如图1所示，一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，包含蒸发组件、结晶组件、冷却组件、废气处理组件、控制器；
38.蒸发组件包含原水进液管路以及依次连接在原水进液管路上的原水箱1、原水泵10、换热器9、第一蒸发器2、第二蒸发器3，第二蒸发器的出液口26连接有浓缩液回流管，浓缩液回流管的另一端与原水泵10、换热器9之间的原水进液管路连通，第一蒸发器2与第二蒸发器3之间的原水进液管路上安装有第二循环泵12，浓缩液回流管上安装有第一循环泵11；
39.结晶组件包含结晶管路以及依次连接于结晶管路上的浓缩液泵20、结晶器6、离心机7，浓缩液泵20的进液管分别与第一蒸发器2、第二蒸发器3的底部连通，离心机7上设有与原水箱1、原水泵10之间的原水进液管路连通的离心液回流管；
40.冷却组件包含冷却箱4、产水箱5、热泵8，产水箱5上连接的冷却水进液管路18进入冷却箱4后连接于热泵8，热泵8与换热器9连通，换热器9的另一端与产水箱5连通，冷却箱4上设有连接于产水箱5的产水出水管14，冷却水进液管路18上设有冷却水泵15，产水箱5上设置的冷却水进液管路18经冷却水泵15进入冷却箱4后经充分冷却换热后与热泵8连接进行热量的回收，冷却箱4内部设有与冷却水进液管接触的冷却箱内气管19，冷却箱内气管19进气端与分别与第一蒸发器2、第二蒸发器3顶部连通的气体管路27连通，冷却箱内气管19的排气端连接有与气体管路27连通的气体回流管28、与废气处理组件17连通的废气管，气体回流管28上设有第一阀门13，废气管设有第二阀门16；
41.控制器分别控制连接原水泵10、换热器9、第一循环泵11、第二循环泵12、浓缩液泵20、结晶器6、离心机7、热泵8、冷却水泵15、第一阀门13、第二阀门16；
42.在使用时，原水从原水箱1经原水泵10通过换热器9加热后由第一蒸发器的进液口23进入第一蒸发器2内进行初步蒸发浓缩，第一蒸发器2底部的液体通过第一蒸发器的出液口25经第二循环泵12由第二蒸发器的进液口24进入第二蒸发器3内，第二蒸发器3对进液再次蒸发后，底部液体从第二蒸发器的出液口26经第一循环泵11排出后与原水进行混合，经换热器9换热后再次进入第一蒸发器2内部进行蒸发浓缩，最后第一蒸发器2、第二蒸发器3内部的浓缩液经浓缩液泵20进入结晶器6中进行结晶，结晶后的固体经离心机7离心后的固体部分找有资质的单位委外处理，离心的液体与原水混合后再次进入第一蒸发器2内蒸发；
43.第一蒸发器2、第二蒸发器3内产生的蒸发气体通过气体管路27进入冷却箱4后分布在冷却箱内气管19中，与冷却水进液管路18接触后进行冷却，没有完全冷却的气体经第一阀门13通过气体回流管28进入气体管路27再次进入冷却箱4内进行冷却，不凝的气体经第二阀门16进入废气处理组件17中进行处理，达标后排放；
44.冷却水由产水箱5中存储的水作为冷却水经冷却水泵15进入冷却水进液管18内对冷却箱4中气体管路27内的高温气体进行冷却，冷却后形成的液体进入冷却箱4底部经产水出水管14排出进入产水箱5，排出冷却箱4的冷却水温度较高，排入热泵8中进行热能的回收再利用，经换热器9换热后再排入产水箱5中重新利用。
45.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，第一蒸发器的进液口23与第一蒸发器的出液口25分别设置于第一蒸发器2的上侧与下侧，第二蒸发器的进液口24与第二蒸发器的出液口26分别设置于第二蒸发器3的上侧与下侧，第一蒸发器的排气口21、第二蒸发器的排气口22设置于顶部并分别与气体管路27连通，第一蒸发器的排液口、第二蒸发器的排液
口设置于底部并分别与浓缩液泵20的进液管连通。
46.如图2所示，上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，原水进液管路均有部分探进第一蒸发器2、第二蒸发器3的内部，原水进液管路探进第一蒸发器2、第二蒸发器3内部的一端连接有喷头29。
47.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，喷头29的喷嘴为圆锥形喷嘴，喷嘴的喷口朝下，采用喷淋的方式进入第一蒸发器2、第二蒸发器3内部。
48.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，第一蒸发器2、第二蒸发器3内部设有填料层30。
49.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，填料层30为热导性填料，优选铜质填料。
50.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，换热器9为板式换热器。
51.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，冷却水进液管路18在冷却箱4内部的部分为s型盘管。
52.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，冷却箱内气管19的排气端设置于冷却箱4的下侧。
53.上述的一种新型蒸发浓缩处理装置，其中，产水出水管14与冷却箱4的连接处设置于废气管的下侧，靠近冷却箱4的底部。
54.采用本技术方案一种新型蒸发浓缩处理装置的具体工作过程如下：
55.原水从原水箱1经原水泵10在换热器9换热后，原水加热到一定的温度，通过喷头29以喷淋的形式进入第一蒸发器2，喷头29采用实心圆锥形喷嘴，喷雾的形状为圆形，流量分布均匀，可采用聚丙烯树脂材质，耐药性与耐热性佳，拆卸简单，可缩短保养时间，喷嘴内的叶片也可去除，喷嘴为120
°
，喷雾面积广，为使异物通过径加大，在旋回子上采用x形叶片，因此不易发生堵塞；
56.第一蒸发器2与第二蒸发器3内均设有填料，填料通常采用铜质填料等，将铜质填料装入第一蒸发器2与第二蒸发器3内后，可使沸腾液体的传热系数提高50％，这是由于填料能造成液体的湍动，同时其本身亦为热导体，可将热量由加热管传向溶液内部，增加了第一蒸发器2与第二蒸发器3的传热面积，更好更彻底地完成蒸发过程，第一蒸发器2底部的液体通过第一蒸发器的出液口25经第二循环泵12通过第二蒸发器的进液口24进入第二蒸发器3，蒸发气体通过第一蒸发器的排气口21排出进入气体管路27，第二蒸发器3对进液再次蒸发后，底部液体从第二蒸发器3液的出液口排出经第一循环泵11与原水进行混合，进入换热器9内进行换热，因第二蒸发器3底部液体温度还较高，与原水混合后完成第一次的升温，第二蒸发器3蒸发后的浓缩液与第一蒸发器2蒸发后的浓缩液一起经过浓缩液泵20进入结晶器6后进行结晶，结晶后的物质经离心机7离心后产生的固体部分找有资质的单位委外处理，离心产生的液体返回原水部分混合后再次进行蒸发；
57.第二蒸发器3蒸发后的气体部分经第二蒸发器的排气口22排出进入气体管路27，气体管路27中的气体进入冷却箱内，分布在冷却箱内气管19中，产水箱5中的水作为冷却水经冷却水泵15进入冷水进液管路18对冷却箱内气管19内的高温气体进行冷却，冷却后形成的液体进入冷却箱4底部，冷凝水经产水出水管14排出进入产水箱5，没有完全冷却的气体经第一阀门13通过气体回流管28进入气体管路27再次进行冷却，不凝气体经第二阀门16进
入废气处理组件17进行处理，达标后排放；
58.冷却水进液管路18中的冷却水在冷却高温气体后温度较高，排入热泵8进行热能的回收再利用。
59.综上，本实用新型的一种新型蒸发浓缩处理装置，采用热泵工艺，有效回用了系统中的低位热源，热能回用量可达50％-60％；充分利用蒸发产水作为冷却水，冷却后的热能经热泵后再次回用；采用外置式的板式换热器，传热效率高，热损失小，结构紧凑轻巧，占地面积小，应用广泛，使用寿命长的特点，整体结构为可拆式，板片穿孔、堵塞或者损坏后更换方便，同时，外置式防止了废液与换热器在蒸发器内直接接触结垢；第一蒸发器、第二蒸发器内采用实心圆锥形喷嘴的喷头，流量分布均匀，可采用聚丙烯树脂材质，耐药性与耐热性佳，拆卸简单，避免了现有装置给水不均匀易堵塞的缺点；采用气体循环冷凝的方式，避免了设置多个冷却塔的问题，节省造价的同时，减小了占地面积，第一蒸发器、第二蒸发器内的填料采用铜质填料等具有热导性的填料，增加蒸发器的传热面积，进一步保证了蒸发的效果。
60.以上对实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，实用新型并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改做出若干简单推演、变形或替换，这并不影响实用新型的实质内容。