[發(fā)明專利]一種熱空氣變壓循環(huán)水直排的熱廢水濃縮系統(tǒng)和方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810234629.0
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108640187A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設計）人: 康龍;仝聲;王忠熬;黃啟龍;蔡培;薛慶堂
• 申請（專利權）人: 國電科學技術研究院有限公司;國電南京電力試驗研究有限公司;國家能源投資集團有限責任公司
• 主分類號: C02F1/10
• 分類號: C02F1/10;C02F103/18
• 代理公司: 南京匯盛專利商標事務所(普通合伙) 32238
• 代理人: 張立榮;趙超

本發(fā)明公開了一種熱空氣變壓循環(huán)水直排的熱廢水濃縮系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)和方法將空氣從空氣進氣單元經換熱器加熱得到熱空氣，以該熱空氣為載氣從蒸餾濃縮塔進氣口進入，在蒸餾濃縮塔內與從蒸餾濃縮塔上端噴下的經預熱器預熱、換熱器加熱的熱廢水對流，廢水中部分水分被空氣帶走，分別得到濕飽和空氣和廢水濃縮液；該濕飽和空氣先經空氣熱壓縮單元壓縮，再經預熱器相變換熱，其中的水蒸氣冷凝形成冷凝水和除濕空氣，該除濕空氣經過空氣膨脹單元進入空氣進氣單元變壓循環(huán)，冷凝水和濃縮液收集錐斗內的濃縮液自然排放。

技術領域

本發(fā)明涉及廢水處理領域，涉及廢水的濃縮減量，具體涉及一種熱空氣變壓循環(huán)水直排的熱廢水濃縮系統(tǒng)以及基于該系統(tǒng)的廢水空氣蒸餾濃縮方法，該廢水可以為脫硫廢水。

背景技術

脫硫廢水零排放系統(tǒng)一般包括預處理單元、濃縮減量單元、末端固化單元三部分。

目前，國內外采用的濃縮減量技術主要有熱濃縮(如：MVC/MED蒸發(fā)濃縮)、膜濃縮(如：RO高壓反滲透、FO正滲透濃縮)。

MVC/MED熱濃縮技術：可將脫硫廢水預處理產水濃縮至TDS≤20萬ppm，主要存在以下問題：1)由于高鹽度廢水具有較強的腐蝕性，所有與廢水接觸的設備部件都要使用價格高昂的金屬材料，造成了設備成本較高；2)由于蒸汽與廢水傳熱表面極其重要，若換熱表面形成結垢，則系統(tǒng)性能將大幅度減低，因此該技術對廢水預處理的要求也非常高；3)廢水鹽度較高時，相應的沸點升高也較高(如氯化鈉溶液在飽和濃度條件下沸點升高達13℃)，蒸發(fā)濃縮技術此時的能效不高，造成運行成本增加。因此，普遍存在投資、運行維護費用高，占地面積大，設備結垢腐蝕嚴重等問題。

膜濃縮技術：FO正滲透和RO高壓反滲透濃縮技術，可將脫硫廢水預處理產水分別濃縮至TDS≤18萬ppm和TDS≤10萬ppm，投資及運行維護費用、占地面積略低于MVC/MED熱濃縮技術，1)為了防止膜元件污堵，其對廢水的預處理要求較高，從而增加了預處理的投資和運維費用；2)運行過程中膜元件不斷劣化，需要定期清洗和更換，增加了運行維護成本；3)受膜技術的限制，廢水的濃縮倍數(shù)較低，濃水排放量高于MVC/MED熱濃縮技術，增加了末端處理(如：蒸發(fā)結晶等)的投資和運維費用；4)普遍存在膜系統(tǒng)清洗困難、清洗周期和使用壽命短、抗負荷沖擊能力差等問題。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種熱空氣變壓循環(huán)水直排的熱廢水濃縮系統(tǒng)以及基于該系統(tǒng)的廢水空氣蒸餾濃縮方法，該廢水可以為脫硫廢水。

本發(fā)明的上述目的是通過下面的技術方案得以實現(xiàn)的：

一種熱空氣變壓循環(huán)水直排的熱廢水空氣蒸餾濃縮系統(tǒng)，包括空氣進氣單元、廢水進液單元和蒸餾濃縮塔，還包括空氣加熱單元、廢水加熱單元、空氣熱壓縮單元和膨脹單元；

所述蒸餾濃縮塔的下部設有進氣口，底部設有濃縮液收集錐斗，頂部設有濕空氣出口；

所述空氣進氣單元包括空氣濾清器和風機，空氣加熱單元包括第一換熱器，空氣依次經過空氣濾清器、風機、第一換熱器從蒸餾濃縮塔的進氣口進入塔體；所述第一換熱器還與為空氣加熱的熱源連通；

所述廢水進液單元包括廢水進液管道，該管道的一端從蒸餾濃縮塔的上部進入塔體并向下開口，另一端為廢水進液口；所述廢水加熱單元包括設于廢水進液管道上的預熱器、第二換熱器，廢水經預熱器預熱、第二換熱器加熱進入塔體；預熱器還通過空氣熱壓縮單元與蒸餾濃縮塔的濕空氣出口連通，壓縮的濕空氣經預熱器冷凝除濕后經過空氣膨脹單元進入空氣進氣單元變壓循環(huán)；第二換熱器還與為廢水加熱的熱源連通；

所述濃縮液收集錐斗設有排放閥和排液泵，濃縮液經排放閥和排液泵直接排放。

進一步地，所述的空氣蒸餾濃縮系統(tǒng)還包括設于塔體進氣口處的進氣調制機構和設于塔體濕空氣出口處的排氣調制機構；