[發明專利]一種毛細管低溫蒸發高含鹽廢水的方法及裝置

有效

• 申請號: 201910408723.8
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110117033B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 張繼軍;張婷婷;陳學青;張廣林;丁少峰;崔云
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: C02F1/04
• 分類號: C02F1/04
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 趙鳳英

1.一種毛細管低溫蒸發高含鹽廢水的方法，其特征為該方法包括如下步驟：

將25～30℃的高含鹽廢水通入冷凝液化換熱器的原料預熱器毛細管束內；通過管束的管壁與冷凝液化換熱器內的飽和濕載氣換熱后預熱到55～65℃，進入毛細管蒸發器內；預熱后的高含鹽廢水從上到下依次流過多孔載氣分布盤，經過和多孔載氣分布盤上的毛細管蒸發器毛細管束熱交換后，高含鹽廢水中的水被加熱并汽化擴散至毛細管蒸發器下部的管口j進入的非飽和濕載氣中，經過多孔載氣分布盤后，最后形成80～90℃的飽和濕載氣，通過毛細管蒸發器的頂部的管口g去往冷凝液化換熱器底部的管口c；同時高含鹽廢水由于部分水的汽化，形成過飽和鹽水，從毛細管蒸發器底部的管口i排出，經過飽和鹽水外送泵送出裝置；

110～160℃低溫煙道氣經管路從冷凝水預熱器的底部管口m進入，經過和冷凝水預熱器管路內的冷凝水熱交換后，低溫煙道氣降溫至100～105℃，由冷凝水預熱器頂部的n口去往載氣加熱器，100～105℃低溫煙道氣進入載氣加熱器的管口u與40～50℃低溫載氣換熱，低溫煙道氣降溫至75～80℃由管口v排出；從空氣進口管路進入的40～50℃載氣被加熱到80～90℃，形成的非飽和濕載氣由載氣加熱器底部的管口t去往毛細管蒸發器下部的管口j；

冷凝水罐中的65～75℃的冷凝水進入冷凝水預熱器的管路內，經過換熱后溫度達到95～98℃后，進入毛細管蒸發器中最下層的多孔載氣分布盤上的毛細管蒸發器毛細管的入口處，經過和預熱后的高含鹽廢水換熱后，從最頂層的多孔載氣分布盤上的毛細管蒸發器毛細管的出口處流出后，溫度為80～90℃，流回至冷凝水罐中；

30～40℃循環水進入冷凝液化換熱器中的循環水冷凝毛細管束的入口，經過和飽和濕載氣換熱后，流出；

所述的毛細管低溫蒸發高含鹽廢水的方法在毛細管低溫蒸發高含鹽廢水的裝置中進行，該裝置包括冷凝液化換熱器、毛細管蒸發器、冷凝水預熱器、冷凝水水罐和載氣加熱器；

循環水管路和冷凝液化換熱器殼體的循環水入口w相連；高含鹽廢水管路和冷凝液化換熱器殼體的入口a相連；冷凝液化換熱器殼體的循環水出口x和循環水回水管路相連；冷凝液化換熱器殼體的高含鹽廢水出口b通過管路和毛細管蒸發器殼體的高含鹽廢水入口f相連；

過飽和鹽水通過出口i，經過管路連接過飽和鹽水外送泵；熱載氣通過管路連接毛細管蒸發器殼體的入口j；飽和濕載氣通過毛細管蒸發器的出口g，經過管路與冷凝液化換熱器殼體的載氣進口c連接；高溫熱水從毛細管蒸發器殼體的入口h進入毛細管蒸發器；低溫熱水通過毛細管蒸發器殼體的出口k，經過管路與冷凝水水罐入口q連接；

冷凝水通過熱水泵，經過管路與冷凝水預熱器入口o連接；高溫熱水通過冷凝水預熱器出口，經過管路與毛細管蒸發器殼體的入口h連接；煙道氣進口管路與冷凝水預熱器入口m連接；煙道氣通過冷凝水預熱器出口n，經過管路與載氣加熱器的入口u連接；

毛細管蒸發器的殼體出口k通過管路與冷凝水水罐入口q連接；冷凝水泵通過管路與冷凝水水罐的入口q連接；冷凝水水罐的出口p通過管路和熱水泵連接；

冷凝水預熱器出口n經過管路與載氣加熱器的入口u連接；煙道氣外排管路與載氣加熱器的出口v連接；載氣風機通過管路與載氣加熱器的入口s連接；熱載氣通過載氣加熱器的出口t，經過管路和毛細管蒸發器殼體的入口j連接；

空氣進口管路和載氣風機進口相連接；載氣風機出口通過管路和載氣加熱器的入口s連接；

過飽和鹽水通過出口i，經過管路與過飽和鹽水外送泵入口連接；過飽和鹽水外送管路與過飽和鹽水外送泵出口連接；

所述的冷凝液化換熱器包括殼體、原料預熱器毛細管束，循環水冷凝毛細管束和支撐格柵；所述的冷凝液化換熱器的殼體為立式圓柱體；所述的循環水冷凝毛細管束安裝在殼體內的上部的一個支撐格柵上，為從下往上并聯排列9～30組毛細管束，固定在支撐格柵上；每組并行1～20根毛細管，每根毛細管單組蛇形水平排列；

所述的原料預熱器毛細管束安裝在殼體內的下部的一個支撐格柵上，從下往上并聯排列1～10組毛細管束，在支撐格柵上；每組并行1～20根毛細管，每根毛細管蛇形水平排列；

所述冷凝液化換熱器的殼體上部的一側設置有循環水上水進口w，另一側設置有循環水上水出口x；所述冷凝液化換熱器的殼體中下部的一側設置有設置有高含鹽廢水進口a，另一側設置有高含鹽廢水出口b；所述冷凝液化換熱器的殼體下部一側設置有飽和濕載氣進口c，另一側設置有冷凝液出口e，頂部設置有飽和濕載氣出口d；循環水上水進口w與循環水冷凝毛細管束的端部相連，循環水上水出口x與循環水冷凝毛細管束的尾部相連；原料預熱器毛細管束的端部與高含鹽廢水進口a相連，原料預熱器毛細管束的尾部與高含鹽廢水出口b相連；

所述的毛細管蒸發器包括毛細管蒸發器的殼體、PTFE材質的毛細管束、多孔載氣分布盤、液封盤和溢流板；

其中，所述毛細管蒸發器的殼體為立式圓柱體，內部均勻間隔分布有多層多孔載氣分布盤；

所述的毛細管蒸發器中的多孔載氣分布盤中部分布有2～8mm載氣篩孔，開孔率15～40%；多孔載氣分布盤一側設置有承液區，另一側設置有溢流區，兩個區域的面積相同，二者面積之和為殼體的水平截面積的20%～50%；相鄰多孔載氣分布盤的承液區和溢流區交錯分布；多孔載氣分布盤上的溢流區一側豎立有溢流板；溢流板的端部高出多孔載氣分布盤面20～80mm，同時高于多孔載氣分布盤上排列的毛細管蒸發器毛細管束的總高度5～10mm；底部低于多孔載氣分布盤200～500mm，同時起到導流作用，溢流板總高度為220～580mm；液封盤位于毛細管蒸發器底部，距離最下一層的溢流板底部30～100mm；所述的每層多孔載氣分布盤上中部的篩孔區域上均布置有毛細管束；每層多孔載氣分布盤上從下往上并聯排列1-10組毛細管蒸發器毛細管束，每組并行1～20根毛細管；每根毛細管蛇形水平排列在多孔載氣分布盤上；每層多孔載氣分布盤上的毛細管束首尾依次相連，呈S型排列。