[發明專利]基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節能型蒸餾淡化系統及方法

有效

• 申請號: 201610185902.6
• 申請日: 2016-03-29
• 公開（公告）號: CN105731571B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發明（設計）人: 齊春華;呂宏卿;王鑫;邢玉雷;呂慶春;馮厚軍
• 申請（專利權）人: 國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所
• 主分類號: C02F1/06
• 分類號: C02F1/06;C02F103/08
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所12201
• 代理人: 陸藝

1.基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節能型蒸餾淡化系統，包括首蒸發組(I)、中間蒸發組(II)、末蒸發組(III)、冷凝器(10)、產品水閃蒸罐、產品水平衡罐(20)、濃鹽水閃蒸罐、濃鹽水平衡罐(28)、原料水泵(29)、冷卻水泵(30)、產品水泵(31)、濃鹽水泵(32)、末蒸發組進料泵(33)、中間蒸發組進料泵(34)、首蒸發組進料泵(35)、真空系統(36)、蒸汽噴射泵(37)、高壓蒸汽進氣閥(38)、抽氣閥(39)、高壓蒸汽切換閥(40)、低壓蒸汽切換閥(41)、第一調節閥(42)、換熱器(43)、蒸汽閃蒸罐(44)、除霧器(45)、首效冷凝水調節閥(46)、第二調節閥(47)、回水閥(48)、回水泵(49)、廢熱水余熱蒸汽切換閥(50)、第三調節閥(51)、首蒸發組進料預熱器(52)、中間蒸發組進料預熱器(54)、末蒸發組進料預熱器(55)和熱水排放泵(56)；首蒸發組(I)包括有N個蒸發器；中間蒸發組(II)包括M個蒸發器；末蒸發組(III)包括有P個蒸發器；產品水閃蒸罐為(N+M+P)個；濃鹽水閃蒸罐為(M+P+1)個；除霧器(45)設置在所述蒸汽閃蒸罐(44)的上部，其特征是原料水泵(29)通過進料管道依次與冷凝器(10)、末蒸發組進料泵(33)連接后分別與末蒸發組(III)的P個蒸發器連接；末蒸發組進料預熱器(55)1～P個分別設置在末蒸發組進料管道上；冷凝器(10)通過冷卻水排放管道與冷卻水泵(30)連接；末蒸發組(III)的P個蒸發器分別通過進料管道與中間蒸發組進料泵(34)連接；中間蒸發組進料泵(34)通過進料管道分別與中間蒸發組(II)的M個蒸發器連接；中間蒸發組進料預熱器(54)1～M個分別設置在中間蒸發組蒸發器進料管道上；中間蒸發組的M個蒸發器分別通過進料管道與首蒸發組進料泵(35)連接；首蒸發組進料泵(35)通過進料管道分別與首蒸發組(I)的N個蒸發器連接；首蒸發組進料預熱器(52)1～N個分別設置在首蒸發組蒸發器進料管道上；首蒸發組(I)的首個蒸發器(1)通過管道依次與首效冷凝水調節閥(46)，回水閥(48)，回水泵(49)，換熱器(43)連接，換熱器(43)通過管道與蒸汽閃蒸罐(44)連接；首蒸發組(I)、中間蒸發組(II)、末蒸發組(III)的蒸發器通過不凝氣管道與真空系統(36)連接；冷凝器(10)、首蒸發組進料預熱器(52)，中間蒸發組進料預熱器(54)，末蒸發組進料預熱器(55)和蒸汽閃蒸罐(44)通過不凝氣管道與真空系統(36)連接；首蒸發組(I)內的首個蒸發器(1)通過二次蒸汽管道依次與相鄰的蒸發器連接后，再與中間蒸發組(II)的蒸發器依次連接、再與末蒸發組(III)的蒸發器依次連接，再與冷凝器(10)連接：各個產品水閃蒸罐通過管道與對應的蒸發器連接；產品水平衡罐(20)通過管道與冷凝器(10)連接；各個濃鹽水閃蒸罐通過管道與對應的蒸發器相鄰的下一個蒸發器連接，末蒸發組(III)的末個濃鹽水閃蒸罐通過管道與冷凝器(10)連接；濃鹽水平衡罐(28)通過管道與冷凝器(10)連接；高壓蒸汽通過設置有高壓蒸汽進氣閥(38)的管道通入蒸汽噴射泵(37)中，蒸汽噴射泵(37)通過管道依次與高壓蒸汽切換閥(40)、首蒸發組(I)的首個蒸發器(1)連接，廢熱水余熱蒸汽切換閥(50)通過管道與首蒸發組(I)內的首個蒸發器(1)連接；末蒸發組(III)的末個蒸發器通過管道依次與抽氣閥(39)、蒸汽噴射泵(37)連接；低壓蒸汽通入設置有低壓蒸汽切換閥(41)的管道與首蒸發組(I)的首個蒸發器(1)連接；首蒸發組(I)的首個蒸發器(1)通過剩余濃鹽水管道依次與下一個蒸發器連接，首蒸發組(I)的末蒸發器通過剩余濃鹽水管道再依次與各個濃鹽水閃蒸罐連接，最后依次與濃鹽水平衡罐(28)、濃鹽水泵(32)連接；各個蒸發器通過產品水管道分別與對應的產品水閃蒸罐連接；冷凝器(10)通過產品水管道與產品水平衡罐(20)連接；相鄰的產品水閃蒸罐之間通過管道連接；末效產品水閃蒸罐經產品水管道與產品水平衡罐(20)連接后再與產品水泵(31)連接；熱水分兩股，一股通過管道依次通過第三調節閥(51)，首蒸發組進料預熱器(52)，中間蒸發組進料預熱器(54)，末蒸發組進料預熱器(55)和熱水排放泵(56)；另一股通過管道依次通過第一調節閥(42)和換熱器(43)，換熱器(43)的底部設置有熱水出口；蒸汽閃蒸罐(44)的底部通過管道依次與第二調節閥(47)、回水閥(48)連接；閃蒸補水通過管道與回水閥(48)連接；N＝1～5個，M＝1～5個，P＝1～5個。

2.根據權利要求1所述基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節能型蒸餾淡化系統，其特征是中間蒸發組(II)為1～5組。

3.基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節能型蒸餾淡化方法，其特征是包括如下步驟：

1)使用權利要求1或2的基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節能型蒸餾淡化系統；

2)將鋼鐵廠供給的廢熱水分成兩股，其中一股送入換熱器(43)與工藝循環水進行熱交換，換熱后，工藝循環水被加熱到75±5℃；被加熱的工藝循環水引入蒸汽閃蒸罐(44)中進行閃蒸，部分工藝循環水閃蒸生成70±5℃的飽和蒸汽，所述飽和蒸汽經過除霧器(45)氣液分離后被引至首蒸發組(I)的首個蒸發器(1)；廢熱水的另一股引入依次通過首蒸發組進料預熱器(52)，中間蒸發組進料預熱器(54)，末蒸發組進料預熱器(55)與蒸發器進料進行換熱，熱交換后，經熱水排放泵(56)排放；

3)在廢熱水供熱量不足或者鋼鐵廠有多余蒸汽可供利用的前提下，開啟低壓蒸汽切換閥(41)，利用鋼鐵廠多余的低壓蒸汽為基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節能型蒸餾淡化系統供給熱源；當鋼鐵廠有富余的高壓蒸汽時，開啟高壓蒸汽進氣閥(38)，抽氣閥(39)和高壓蒸汽切換閥(40)，利用蒸汽噴射泵(37)為基于鋼鐵廠廢熱水余熱利用的節能型蒸餾淡化系統供給熱源；

4)首個蒸發器(1)的冷凝水通過工藝循環水管路與閃蒸罐(44)閃蒸剩余的工藝循環水混合后，經回水泵(49)進入換熱器(43)換熱。