[發(fā)明專利]一種基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810986266.6
• 申請(qǐng)日: 2018-08-28
• 公開（公告）號(hào): CN109020031B
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 凌祥;柯廷芬;黃鑫;劉威宏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/10
• 分類號(hào): C02F9/10;B01D1/00
• 代理公司: 南京知識(shí)律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 張?zhí)K沛

本發(fā)明公開了一種基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)。基于熱力壓縮和空氣增濕除濕原理，吸收料液中水分，水分冷凝回收，料液經(jīng)多次循環(huán)蒸發(fā)后，濃度不斷升高，濃縮液結(jié)晶回收。系統(tǒng)通過(guò)蒸汽噴射泵回收循環(huán)載濕氣體熱能，同時(shí)實(shí)現(xiàn)料液加熱、余熱回收、冷凝水冷凝等操作。該系統(tǒng)具有能耗低，工藝流程簡(jiǎn)單，動(dòng)設(shè)備少，能量利用率高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于食品、制藥、化工、冶金等行業(yè)中。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于蒸發(fā)濃縮領(lǐng)域，具體涉及一種基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于石油化工、食品、輕工、制藥、污水處理、沼液濃縮、海水淡化等行業(yè)。

背景技術(shù)

淡水是人類生存和發(fā)展的重要資源，隨著社會(huì)的發(fā)展及工業(yè)經(jīng)濟(jì)的提速，人類對(duì)水資源的需求越來(lái)越大，與此同時(shí)，生態(tài)環(huán)境破壞，水資源污染愈加嚴(yán)重，保護(hù)現(xiàn)有水資源，充分利用水資源和治理水環(huán)境污染成為當(dāng)今社會(huì)最迫切的問題。

在印染行業(yè)、線路板行業(yè)、電鍍行業(yè)、煉油行業(yè)或其他有機(jī)化工行業(yè)中，往往會(huì)產(chǎn)生高濃度的廢水(或廢液)，這些廢水的COD濃度很高，COD≧20000mg/L，甚至高達(dá)200000mg/L。此外往往還含有部分堿性物質(zhì)和溶解鹽(TDS：2-15％)。采用化學(xué)氧化法處理，比如Fenton氧化，存在藥劑添加量大、處理成本高、處理后水質(zhì)無(wú)法保證等問題。如果采用膜分離技術(shù)，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但是在處理高濃度含鹽廢水時(shí)，膜易污染，清洗周期短，這使得膜的產(chǎn)水量下降，產(chǎn)水水質(zhì)變差。

多級(jí)閃蒸過(guò)程原理如下：將原料海水加熱到一定溫度后引入閃蒸室，由于該閃蒸室中的壓力控制在低于熱鹽水溫度所對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓的條件下，故熱鹽水進(jìn)入閃蒸室后即因?yàn)檫^(guò)熱而急速的部分氣化，從而使熱鹽水自身的溫度降低，所產(chǎn)生的蒸汽冷凝后即為所需的淡水。

在解決水問題時(shí)，蒸發(fā)濃縮技術(shù)憑借其高效性和易操作性，被廣泛應(yīng)用。如被廣泛用于海水淡化的多級(jí)閃蒸技術(shù)，海水在閃蒸室內(nèi)因過(guò)熱而急速的部分氣化，產(chǎn)生淡水。雖然多級(jí)閃蒸有很多優(yōu)點(diǎn)，但是在運(yùn)行過(guò)程中存在操作溫度高，傳熱效率低，能源消耗大，操作彈性小等缺點(diǎn)；應(yīng)用更為廣泛的多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)可以有效的降低蒸發(fā)能耗，但也存在以下不足：如需多個(gè)冷凝器進(jìn)行冷凝，設(shè)備投資大，冷凝效率較低，且操作條件需要在負(fù)壓條件下進(jìn)行，因此對(duì)運(yùn)行設(shè)備的密封要求更高。機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)利用蒸發(fā)室內(nèi)沸騰的廢水蒸發(fā)出的二次蒸汽通過(guò)壓縮機(jī)進(jìn)行絕熱壓縮后，做為熱源重新利用，但因其核心動(dòng)設(shè)備蒸汽壓縮機(jī)轉(zhuǎn)速高，容易產(chǎn)生腐蝕、疲勞等問題，較難大規(guī)模推廣。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有蒸發(fā)濃縮技術(shù)的不足，提出了一種基于熱力壓縮的蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)。基于空氣增濕除濕原理，即隨著空氣溫度升高，空氣的飽和含濕量增長(zhǎng)速率不斷增大的特點(diǎn)，通過(guò)空氣與料液直接接觸傳熱傳質(zhì)。料液經(jīng)多次循環(huán)蒸發(fā)后，水分不斷減少，其濃度不斷增加，在結(jié)晶罐內(nèi)結(jié)晶，回收固體物質(zhì)。升溫增濕后的氣體，通過(guò)蒸汽噴射泵進(jìn)行熱力壓縮，載濕氣體熱值增加，加熱待處理料液，實(shí)現(xiàn)熱量的回收利用，載濕氣體在加熱器內(nèi)換熱降溫后，水分冷凝，冷凝水聚集回收，達(dá)到節(jié)約回收水資源的目的，本發(fā)明的蒸發(fā)濃縮方法與傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮法相比，蒸發(fā)濃縮工藝簡(jiǎn)化，操作環(huán)境更加安全可靠，并很好的實(shí)現(xiàn)了料液濃縮，水資源回收。裝置體積緊湊，更加靈活便于安裝，同時(shí)不受來(lái)源液體濃度的限制，適應(yīng)范圍更加廣泛。