[發明專利]熱蒸餾系統和工藝

有效

• 申請號: 201080052623.3
• 申請日: 2010-09-21
• 公開（公告）號: CN102630216A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 彼得·M·厄文;邁克爾·約翰·奧康奈爾;凱瑟琳·莫伊拉·威爾遜;格倫·里斯
• 申請（專利權）人: 菲尼克斯沃特公司
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 武晶晶;鄭霞

發明領域

本發明大體上涉及工業規模可處理液體的處理，且特別地涉及處理來自工業過程的廢水流。更特別地，本發明涉及通過蒸餾來自包含溶解固體的可處理液體流的液體來操作的設備和工藝。本發明的優選實施方式還采用相關的固體回收或分離工藝。

發明背景

工業制造工藝幾乎無一例外地產生廢液流。對于例如，僅舉幾個例子，涉及電力、礦物、紙、石油化學品、藥物、食品處理和電子元件制造的工業的工業，情況尤其如此。從這樣的工藝流出的大部分廢液流是以具體的制造工藝所特有的各種雜質(和其濃縮物)為特征的廢水流。例如，通過基于海水脫鹽的過濾生產可飲用的水產生了以具有高濃度的各種鹽為特征的廢水流。

傳統上，處理廢水流的普遍方法是通過蒸發將固體雜質與水分離。這在工業規模上通常通過將廢水流排入到大的蒸發池來實現。然而，這樣做的主要缺點來自于該工藝是非常慢的事實，允許有毒雜質可以浸入土壤和/或進入地下水表的可能性。并且，在設計新的工業規模裝置時，常常非常難以適應適宜地按尺寸制造的蒸發池的空間以滿足工業過程的要求。

全世界許多國家已經執行符合環境關注的關于處理廢水流的嚴格準則。所采取的一個措施是實現零液體排放(ZLD)政策以消除液體廢物流或至少使其最少，且如果可能的話，回收液體(最常見的是水)用于重新使用或安全處置。

目前與ZLD相關聯的技術包括通過反滲透、絮凝/凝結、基于樹脂的分離技術和蒸餾以及這些技術的組合來處理廢水。執行許多ZLD技術的主要問題之一涉及額外的資本支出和增加工廠占地。關于資本支出，應明白，任何ZLD系統將需要另外的能源，將這樣的系統包括在現有工廠中又可能觸動環境益處。

本發明設法克服已知的ZLD系統和工藝的一些缺點。

發明概述

在整個本說明書和以下權利要求中，除非上下文另外要求，否則詞“包括(comprise)”和變化形式例如“包括(comprises)”和“包括(comprising)”將被理解為意指包括所述整數或步驟或整數或步驟的組但不排除任何其他整數或步驟或整數或步驟的組。

根據本發明的第一方面，提供了一種熱蒸餾系統，該熱蒸餾系統包括：

用于傳送可處理液體流的回路(“液體回路”)，液體從所述可處理液體流提取；

用于將可處理液體供應到所述液體回路的入口(“液體供應入口”)；

用于使所述可處理液體流通過所述液體回路循環的裝置；

用于加熱所述可處理液體流中的所述液體的加熱裝置，其被布置在所述液體回路上；和

用于冷卻所述可處理液體流中的所述液體的冷卻裝置，其被布置在所述液體回路上，

其中所述液體回路包括被界定在所述加熱裝置的出口和所述冷卻裝置的入口之間的第一部分，和被界定在所述冷卻裝置的出口和所述加熱裝置的入口之間的第二部分，

所述系統還包括：

多個蒸餾級，每一個級包括蒸發器、冷凝器、回路(“載體回路”)和出口，所述蒸發器被布置在所述第一部分上以從所述可處理液體流汽化液體，所述冷凝器被布置在所述第二部分上以便與所述第二部分中的所述可處理液體流處于熱交換關系以實現所述冷凝器中的冷凝和所述第二部分中的所述可處理液體流的加熱，所述蒸發器和所述冷凝器布置在所述回路(“載體回路”)上，所述回路(“載體回路”)用于傳送載氣流，所述出口用于從所述冷凝器輸出通過所述蒸餾級從所述可處理液體提取的液體；和

用于使所述載氣通過每一個載體回路循環的裝置，

其中所述級被布置成使得它們的蒸發器沿著所述第一部分以從所述加熱裝置至所述冷卻裝置的方向布置，且它們的冷凝器以相應的順序沿著所述第二部分以從所述加熱裝置至所述冷卻裝置的方向布置。

用于使可處理液體流循環的裝置將通常包括至少一個泵。同樣地，用于使載氣通過每一個載體回路循環的裝置將通常包括至少一個泵。

在本發明的一個實施方式中，可處理液體包括水，且因此所提取的液體是水。所提取的水的性質可以是可飲用的或接近可飲用的，適合于灌溉或循環到工業過程中。

將載體回路配置成使得級中的每一種載氣流在操作上獨立于系統中的另一個級/每一個其他級中的載氣流，非常利于優化系統的操作條件。操作獨立性可以通過許多物理布局中的任一種例如物理上獨立的回路和連通的嵌套回路來實現。

在本發明的優選實施方式涉及低溫熱蒸餾系統。特定地，優選實施方式涉及從加熱裝置輸出的液體的溫度不超過其沸點的系統。作為另外優選實施方式，本發明的系統是在環境壓力下操作的低溫熱蒸餾系統。