[發(fā)明專利]一種多效換熱的增濕-除濕塔廢水回收工藝及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110635779.4
• 申請日: 2021-06-08
• 公開（公告）號: CN113440985A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉昌豹;李棟;李春虎
• 申請（專利權(quán)）人: 威海金宏科技有限公司
• 主分類號: B01D53/26
• 分類號: B01D53/26;B01D53/04;B01D47/06;C02F1/02;E03B3/28
• 代理公司: 威海恒譽(yù)潤達(dá)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37260
• 代理人: 郭瑩

一種多效換熱的增濕?除濕塔廢水回收工藝及系統(tǒng)，包括以下步驟：在增濕塔內(nèi)部和除濕塔內(nèi)部裝入高比表面積親水填料，將含鹽廢水換熱升溫后從增濕塔的頂部向增濕塔的內(nèi)部噴淋；將熱煙氣從增濕塔的側(cè)面注入，熱煙氣與含鹽廢水及高比表面積親水填料在增濕塔內(nèi)部十字錯流接觸增濕，進(jìn)行等溫水蒸氣相變和冷卻回收熱煙氣中的水分，得到回收水，對回收水進(jìn)行冷卻；將冷卻后的回收水從除濕塔的頂部向除濕塔的內(nèi)部噴淋，熱煙氣與冷卻后的回收水及高比表面積親水填料在除濕塔內(nèi)部錯流接觸，進(jìn)行降溫和除濕，得到回收水和煙氣，解決了傳統(tǒng)的廢水回收方法存在著因回收工藝復(fù)雜和回收能耗較高，從而導(dǎo)致回收效率較低的技術(shù)問題，屬于廢水回收再利用技術(shù)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及廢水回收再利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多效換熱的增濕-除濕塔廢水回收工藝及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

水是地球上最重要的自然資源之一，是人們生活生產(chǎn)中不可或缺的一項重要資源，水資源是促進(jìn)全社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展、推動工業(yè)文明進(jìn)步的重要要素，然而，很不幸可供人類直接利用的地下水和淡水尚不到其總量的0.36％，中國水資源總量為2.8萬億立方米，位列世界第6位，但人均水資源量僅為世界平均水平的25％，被聯(lián)合國列為世界上最貧水的13個國家之一，按照國際公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)，人均水資源低于3000立方米為輕度缺水；人均水資源低于2000立方米為中度缺水；人均水資源低于1000立方米為重度缺水；人均水資源低于500立方米為極度缺水。中國目前有16個省(區(qū)、市)人均水資源量(不包括過境水)低于嚴(yán)重缺水線，有6個省、區(qū)(寧夏、河北、山東、河南、山西、江蘇)人均水資源量低于500立方米，為極度缺水地區(qū)。我國城市水資源存在極其匱乏且涉及面廣的問題，全國城市每年缺水60億立方米，每年因缺水造成的經(jīng)濟(jì)損失約2000-4000億元，涉及和影響的領(lǐng)域包括：工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、居民生活等，嚴(yán)重的缺水問題導(dǎo)致我國城鎮(zhèn)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程、GDP的增長和居民生活水平的提高都受到了限制。

另一方面，隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和工業(yè)的飛速發(fā)展，排出的污水?dāng)?shù)量也不斷增多，水質(zhì)發(fā)生惡化，水體遭受污染，從而影響水資源的可持續(xù)利用。城市區(qū)域和工業(yè)污染源的特點(diǎn)是排放點(diǎn)多、排放的污水種類雜、排放強(qiáng)度大，流動性強(qiáng)、極易污染其他水資源，即使是發(fā)生局部污染，也會因水的流動性而使污染范圍逐漸擴(kuò)大。目前，我國工業(yè)、城市污水總的排放量中經(jīng)過集中處理的占比不到一半，其余的大都直接排入江河，對于污水的排放約束力不大，導(dǎo)致了大量的水資源出現(xiàn)惡化現(xiàn)象。我國相關(guān)專家分析，中國2050年總需水量8000億，比現(xiàn)在至少增加2400億立方米才能保證國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。為此，我們必須大幅度節(jié)水和提高廢水的回用水率。

且，海水淡化與海洋化工在沿海缺水城市和地區(qū)有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，目前膜分離海水淡化技術(shù)仍是海水淡化的重要發(fā)展方向，但海水淡化的關(guān)鍵技術(shù)仍然需要突破，三個關(guān)鍵核心—能量回收、高壓泵和膜材料技術(shù)和裝備仍然受制于人，屬于“卡脖子”技術(shù)，這就導(dǎo)致我國以及山東省的海水淡化技術(shù)投資高、收益低、大規(guī)模推廣難，利用新型高比表面積親水材料增濕除濕的新型海水淡化技術(shù)，即，廢熱利用和高效氣液分離冷凝的海水淡化技術(shù)無需高壓泵與膜材料，可應(yīng)用于島嶼，艦船，工廠等場合。

加濕-除濕型廢水回收技術(shù)被認(rèn)為是具有發(fā)展前景的技術(shù)之一，目前，大多數(shù)加濕-除濕過程都是利用熱源使熱廢水與流動煙氣接觸從而加濕煙氣，然后通過冷卻水間接冷凝濕煙氣從而產(chǎn)生淡水，或熱煙氣與廢水在填料塔內(nèi)接觸水煙氣變成飽和水蒸氣煙氣，然后通過冷卻水間接冷凝濕煙氣從而產(chǎn)生淡水，由于加濕-除濕過程的熱耗巨大，根據(jù)牛頓冷卻定理，Q＝KA(T-T₀),(Q為傳熱量；K為傳熱系數(shù)；A為傳熱面積；T-T₀為傳熱溫差)，為了提高傳質(zhì)和傳熱的效率，填料塔內(nèi)的填料面積越大越好，越具有親水性越好；填料塔的設(shè)計也極為重要，盡可能提高Re數(shù)和K；同時，回收煙氣中飽和水蒸氣的吸附材料也非常重要，為了提高系統(tǒng)的性能系數(shù)，多級多效回收熱能和飽和水蒸氣也是主要的手段，鑒于此，本發(fā)明基于前期研制的高比表面積規(guī)整填料、錯流床填料傳質(zhì)與換熱塔與低品位熱能加熱煙氣的方法，設(shè)計一種增濕-除濕型含鹽廢水回收裝置，并輔助設(shè)計其它新材料進(jìn)一步提高廢水回收效率。

發(fā)明內(nèi)容