[發(fā)明專利]一種基于余熱回收及除鹽的逆流式PRMD-PRO系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010112104.7
• 申請(qǐng)日: 2020-02-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111285525B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛巖鵬;曹涵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F9/10
• 分類號(hào): C02F9/10;C02F1/44
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于余熱回收及除鹽的逆流式PRMD?PRO系統(tǒng)和方法，系統(tǒng)，PRMD?PRO系統(tǒng)包括兩大過(guò)程，壓力延遲膜蒸餾過(guò)程及壓力延遲滲透過(guò)程。本發(fā)明采用壓力延遲膜蒸餾過(guò)程及壓力延遲滲透過(guò)程連用，以高溫高鹽的工業(yè)廢水(COD＝2000～6000mg/L，PH＝6～9，T＝30～80℃)為原料液，通過(guò)壓力延遲膜蒸餾過(guò)程提取其中的低品質(zhì)熱能，壓力延遲滲透過(guò)程提取其中的鹽差能。最終實(shí)現(xiàn)提升能量等級(jí)，轉(zhuǎn)化為電能，既提高了二次能源的回收利用率，同時(shí)也減少了對(duì)環(huán)境的污染。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于二次能源利用及水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及利用膜技術(shù)回收工業(yè)廢水中低品質(zhì)熱能的方法，具體涉及一種基于余熱回收及除鹽的逆流式PRMD-PRO系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

公開(kāi)該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對(duì)本發(fā)明的總體背景的理解，而不必然被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已經(jīng)成為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)工業(yè)發(fā)展迅猛，成為“世界制造中心”。作為工業(yè)現(xiàn)代化的基礎(chǔ)，鋼鐵工業(yè)是我國(guó)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，但同時(shí)還是“耗水大戶”和“污染大戶”。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015年，我國(guó)工業(yè)廢水排放量達(dá)1895億噸，主要集中在造紙印刷、化工、紡織和鋼鐵等行業(yè)。得益于膜材料的迅速發(fā)展，近年來(lái)一系列以反滲透技術(shù)為代表的膜技術(shù)在水處理領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。但目前利用反滲透過(guò)程對(duì)低溫廢水的處理僅能達(dá)到回收純水的目的，廢水中大量的低溫?zé)崮茉谔幚磉^(guò)程中白白散失到周?chē)沫h(huán)境中。2015年全國(guó)排放鋼鐵、印染等低溫工業(yè)廢水共計(jì)約1895億噸，廢水溫度和環(huán)境溫度分別按60℃和20℃計(jì)算，熱效率取50％，若能將廢水中蘊(yùn)含的熱量全部回收，相當(dāng)于節(jié)約217.26億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，約占全國(guó)煤炭年耗量的5％。由此可見(jiàn)，全國(guó)每年排放的低溫工業(yè)廢水中蘊(yùn)含的熱能是不可估量的。但由于這部分熱源的溫度低，現(xiàn)有的余熱發(fā)電技術(shù)普遍效率較低、成本較高，目前對(duì)100℃以下的低品質(zhì)余熱利用甚少，這不僅降低了工廠的能源利用率，也給環(huán)境帶來(lái)了一定程度的熱污染。

鋼鐵、火電廠、造紙和印刷等工業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中的許多環(huán)節(jié)需要大量的水進(jìn)行冷卻、沖洗等，因此工業(yè)廢水排放量大，成分復(fù)雜。這些廢水一般具有BOD值高、COD值高、可生化性差等特點(diǎn)。比如，鋼鐵工業(yè)的生產(chǎn)廢水中含有多種金屬離子，如鈣、錳、鋅、鉛等金屬離子且含有氰化物、焦油等難以生物降解處理的物質(zhì)；印染過(guò)程中需加入大量化工原料及助劑，其排放的廢水一般色度高，有機(jī)物污染物分子量高，pH值變化范圍大，可從呈酸性的化纖印染廢水變化到呈強(qiáng)堿性的純棉廢水。水作為最常用的冷卻介質(zhì)，貫穿在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中，最終匯集了大量有害、有毒物質(zhì)，這些廢水無(wú)法直接利用，若直接排放，則會(huì)在生態(tài)環(huán)境中不斷積累，給環(huán)境造成破壞，威脅人類生存。但目前國(guó)內(nèi)缺少對(duì)工業(yè)廢水的深度處理工藝，中水回用率低。

傳統(tǒng)的余熱利用技術(shù)主要有熱交換技術(shù)、熱泵技術(shù)、制冷制熱技術(shù)等。這些技術(shù)最終實(shí)現(xiàn)的只是熱量的轉(zhuǎn)移，交換過(guò)程中溫度逐漸降低，屬于能源的降級(jí)利用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于余熱回收及除鹽的逆流式PRMD-PRO系統(tǒng)及方法。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例公開(kāi)了以下技術(shù)方案：

一種基于余熱回收及除鹽的逆流式PRMD-PRO系統(tǒng)，包括：

壓力延遲膜蒸餾組件，其熱源端進(jìn)口與高鹽高溫廢水源連接，其熱源端出口與壓力延遲滲透組件的原料液端連接；

冷卻液通路，為循環(huán)通路，其上沿冷卻液的流動(dòng)方向依次設(shè)置所述第一壓力交換器、冷卻液齒輪泵、壓力延遲膜蒸餾組件、第一發(fā)電裝置、過(guò)濾裝置和冷卻液池，所述壓力延遲膜蒸餾組件的冷源端設(shè)置在冷卻液通路上；

壓力延遲滲透組件，其原料液端進(jìn)口與所述壓力延遲膜蒸餾組件的熱源端出口連接，其原料液端出口依次連接廢水池、MVR膜式蒸發(fā)器、結(jié)晶器；