[發明專利]一種非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的系統及方法

有效

• 申請號: 202010195683.6
• 申請日: 2020-03-19
• 公開（公告）號: CN111540496B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發明（設計）人: 肖德濤;何正忠;過靈飛;吳威;鄧湘元
• 申請（專利權）人: 南華大學;第一環保（深圳）股份有限公司
• 主分類號: G21F9/08
• 分類號: G21F9/08;G21F9/12
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 張德才

1.一種非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的系統，其特征在于：包括換熱單元和依次通過管路連通的恒溫水箱、低溫蒸發器、膜組件，所述恒溫水箱上設置有廢水進水管，所述恒溫水箱與所述低溫蒸發器之間的管路上設置有進料泵；所述換熱單元包括水蒸氣冷凝器、空氣加熱器、熱泵系統和若干個設置在所述膜組件中的吹氣管，所述吹氣管通過濕吹掃氣管與水蒸氣冷凝器連通，所述水蒸氣冷凝器通過干吹掃氣管與所述吹氣管連通，所述膜組件通過回流空氣管與所述空氣加熱器連通，所述空氣加熱器通過管路與所述低溫蒸發器底部的進氣口連通，所述干吹掃氣管與所述回流空氣管通過管路連通，所述熱泵系統包括設置在所述恒溫水箱中的第一換熱管路、設置在所述空氣加熱器中的第二換熱管路、設置在所述水蒸氣冷凝器中的第三換熱管路和流通在所述第一換熱管路、所述第二換熱管路及所述第三換熱管路中的工作介質，所述第一換熱管路、所述第二換熱管路和所述第三換熱管路依次通過管路連通，所述第三換熱管路和所述第一換熱管路之間的管路上設置有壓縮機，所述第二換熱管路和所述第三換熱管路之間的管路上設置有膨脹閥。

2.根據權利要求1所述的非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的系統，其特征在于：所述回流空氣管上設置有第一回流空氣調節閥，所述干吹掃氣管與所述回流空氣管之間的管路上設置有第二回流空氣調節閥；所述廢水進水管上設置有廢水進水閥。

3.根據權利要求1所述的非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的系統，其特征在于：所述恒溫水箱中設置有電加熱器。

4.根據權利要求1所述的非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的系統，其特征在于：所述水蒸氣冷凝器上設置有潔凈水出水管。

5.根據權利要求1所述的非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的系統，其特征在于：所述低溫蒸發器內由上至下依次設置有布液器和填料層，所述低溫蒸發器的進水口位于所述布液器上方。

6.根據權利要求1所述的非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的系統，其特征在于：所述低溫蒸發器的底端設置有出水管，所述出水管中部通過濃水回流管與所述恒溫水箱連通，所述出水管遠離所述低溫蒸發器的一端設置有出水口和濃水出料閥。

7.根據權利要求1所述的非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的系統，其特征在于：所述濕吹掃氣管上設置有吹掃氣循環風機，所述空氣加熱器與所述低溫蒸發器之間的管路上設置有進氣循環風機。

8.一種非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的方法，其特征在于：將放射性廢水通過廢水進水管通入到恒溫水箱中，通過電加熱器將所述恒溫水箱中的放射性廢水加熱，通過進料泵將加熱后的所述放射性廢水泵入到低溫蒸發器中，放射性廢水在布液器的作用下呈均勻分布狀態流經填料層，所述低溫蒸發器中的熱干空氣在所述填料層與放射性廢水充分接觸，一部分放射性廢水吸熱蒸發轉變成水蒸氣，水蒸氣經出氣輸送管部分流入到膜組件中，膜組件中的吹氣管只允許小分子氣體通過疏水性微孔膜，水蒸氣透過疏水性微孔膜后進入到所述疏水性微孔膜的冷側被干吹掃氣體吸收成為濕吹掃氣體，所述濕吹掃氣體被吹掃空氣循環風機輸送到水蒸氣冷凝器中冷卻成潔凈液態水，所述液態水經潔凈水出水管排出；分離水蒸氣后的冷干空氣分流成兩部分，其中一部分所述冷干空氣流經干吹掃氣管，流經所述吹氣管的冷側，繼續載帶穿透過蒸餾膜的水蒸氣到水蒸氣冷凝器冷凝成潔凈液態水，形成完整的循環回路；另一部分所述冷干空氣通過回流空氣管流入到空氣加熱器中，經所述空氣加熱器加熱后通過進氣循環風機再輸送回所述低溫蒸發器中繼續蒸發放射性廢水；所述低溫蒸發器中未蒸發的放射性廢水形成濃水，所述濃水經濃水回流管路流回到恒溫水箱中。

9.根據權利要求8所述的非接觸式高效膜蒸餾處理放射性廢水的方法，其特征在于：熱泵系統中的工作介質經膨脹閥膨脹降溫后進入水蒸氣冷凝器內，水蒸氣在所述水蒸氣冷凝器中的第三換熱管路的管壁冷凝放熱，同時所述工作介質吸熱升溫；升溫后的所述工作介質經壓縮機壓縮再升溫后進入第一換熱管路加熱放射性廢水，然后進入空氣加熱器內的第二換熱管路加熱冷干空氣，然后工作介質經膨脹閥再膨脹降溫后進入水蒸氣冷凝器內，如此循環不斷。