一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统，包括合理布置连接在一起的原料罐、第一预热器、第二预热器、MVR蒸发器、气液分离器、压缩机、第一循环泵、冷凝液罐、强制循环蒸发器、第二循环泵、结晶器、离心机和蒸汽发生器。本发明专利技术方法将高盐废水经过上述系统处理后，实现了二次蒸汽的充分利用，具有成本低、连续性好、节能效果好，结晶盐品质高的优点。

Mechanical steam recompression evaporation crystallization system and method for high salinity waste water

The invention discloses a mechanical vapor recompression high salt water evaporation and crystallization system, including rational layout of connecting together the material tank, the first second MVR preheater, preheater, evaporator, gas-liquid separator, a compressor, a first circulating pump, condensate tank, forced circulation evaporator, second circulation pump, chiller, centrifuge and steam generator. After the high salinity wastewater is treated by the system, the invention realizes the full utilization of the two steam, and has the advantages of low cost, good continuity, good energy saving effect and high quality of crystal salt.

【技术实现步骤摘要】
一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统及方法
本专利技术涉及废水处理技术，特别涉及一种高盐废水的机械蒸汽再压缩的蒸发结晶系统及方法。
技术介绍
高盐废水除了含有有机污染物外，还含有大量的无机盐，如Cl-、SO42-、Na+、Ca2+等。采用常规的生物处理技术来处理高盐废水时，一般需要对该类废水进行稀释，会造成极大的水资源浪费。而采用多效蒸发工艺，不仅消耗大量的蒸汽，也需要消耗大量的冷却水对二次蒸汽进行冷却，这样低品位的二次蒸汽的大量潜热被白白浪费掉了，也增加了冷却水的费用。机械蒸汽再压缩(MechanicalVaporRecompression，MVR)技术，是目前国内外蒸发领域最先进最节能的技术。其原理是将蒸发过程中产生的二次蒸汽经过压缩，使其温度、压力上升，焓值增加，这样经过压缩后的蒸汽可以直接用作为物料的加热源。被提高热能的二次蒸汽回到蒸发室进行加热，以达到循环利用二次蒸汽的潜能，从而可以不需要外部生蒸汽，依靠蒸发器自循环来实现蒸发浓缩的目的。现在虽然已经公开了很多采用机械蒸汽再压缩技术的连续蒸发结晶系统，但是普遍只有蒸汽压缩机用于蒸发器的供热，而往往对结晶部分没有供热，这容易导致结晶效果不好，晶粒过小等问题。公开号为CN103007553A的专利技术专利提供了一种机械蒸汽再压缩连续蒸发结晶系统及方法，该方法采用了两个机械蒸汽压缩机，分别对蒸发器和结晶器的二次蒸汽进行压缩，但两个机械蒸汽压缩机设备成本高，工艺复杂。此外，目前采用机械蒸汽再压缩技术进行高盐废水蒸发结晶的处理方法普遍存在运行成本高，结晶盐品质低的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种成本低廉、工艺稳定、利于连续性生产，并且结晶盐品质高的高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统及方法。本专利技术所述的一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统，其特征在于，包括原料罐、第一预热器、第二预热器、MVR蒸发器、气液分离器、压缩机、第一循环泵、冷凝液罐、强制循环蒸发器、第二循环泵、结晶器、离心机和蒸汽发生器；所述原料罐、第一预热器、第二预热器和MVR蒸发器通过管路依次连接；所述MVR蒸发器的气液混合物出口连接气液分离器的入口，MVR蒸发器的浓缩液出口和气液分离器的浓缩液出口通过三通与第一循环泵的入口连接，第一循环泵的出口通过三通分别连接MVR蒸发器的浓缩液进口和强制循环蒸发器的浓缩液进口；所述强制循环蒸发器的浓缩液出口连接结晶器的入口，结晶器的母液出口连接第二循环泵的入口，第二循环泵的出口连接强制循环蒸发器的浓缩液进口；结晶器的晶浆出口连接离心机的入口，离心机的母液出口连接至强制循环蒸发器的浓缩液进口；所述气液分离器的蒸汽出口和结晶器的蒸汽出口分别连接压缩机的入口，压缩机的出口分别连接MVR蒸发器和强制循环蒸发器的蒸汽入口；所述MVR蒸发器的冷凝液出口和强制循环蒸发器的冷凝液出口通过三通与冷凝液罐的入口连接，冷凝液罐中的不凝蒸汽进入第一预热器后排出，冷凝液罐中的冷凝液进入第二预热器后排出；所述MVR蒸发器的蒸汽入口还连接有蒸汽发生器。上述第一预热器和第二预热器均为热交换器。本专利技术系统在所述MVR蒸发器之前设置第一预热器和第二预热器，二次蒸汽在MVR蒸发器和强制循环蒸发器中被冷却形成冷凝液和不凝蒸汽，冷凝液和不凝蒸汽排至冷凝液箱，冷凝液箱中的不凝蒸汽进入第一预热器对料液进行预热，冷凝液箱中的冷凝液进入第二换热器对物料进行再次预热，充分利用热量，节能环保。本专利技术系统中，所述的MVR蒸发器的作用是将高盐废水料液蒸发，产生大量的气液混合物和浓缩液。气液分离器的作用是将MVR蒸发器产生的气液混合物进行气液分离，得到浓缩液和二次蒸汽。为了提高结晶盐的品质，本专利技术系统设置了强制循环蒸发器、结晶器和循环泵，其中，强制循环蒸发器将浓缩液继续蒸发，产生含有结晶盐的浓缩液；结晶器为结晶盐的成长提供平稳的条件，同时将含有结晶盐的浓缩液分离得到晶浆、母液和二次蒸汽。上述设置为晶体的生长提供了平稳的条件，能够生长出颗粒较大而均匀的晶体，适宜于连续操作。所述气液分离器和结晶器的二次蒸汽经过压缩成过热蒸汽后，温度、压力升高，热焓值增加，继续作为MVR蒸发器和强制循环蒸发器的热源，环保节能。所述MVR蒸发器分为上、下两个区域，上部区域设置换热管束，下部区域为气液混合室，混合室内设置有挡板。进一步的，上部区域设置换热管束，物料被二次蒸汽加热产生气液混合物和浓缩液，同时二次蒸汽被冷却形成冷凝液；下部区域为气液混合室，混合室内设置挡板，用于气液的初步分离。为了进一步提高气液分离效率，所述气液分离器内设置折流挡板、丝网除沫器和烧结金属过滤器。优选的，所述丝网除沫器的过滤精度为100～200μm，所用烧结金属过滤器的过滤精度为30～50μm，气液分离效率可达到98％以上。为了进一步提高气液分离效率，所述结晶器内设置丝网除沫器。优选的，所述丝网除沫器的过滤精度为100～200μm，气液分离效率可达到95％以上。所述MVR蒸发器和气液分离器均设有液位计，下部的浓缩液出口均设有自动调节阀，分别控制MVR蒸发器和气液分离器的液位。所述第一循环泵的出口与MVR蒸发器的浓缩液进口直接连通，所述第一循环泵的出口与强制循环蒸发器的浓缩液进口之间设有自动调节阀。所述系统还包括原料泵，置于原料罐和第一预热器之间。所述系统还包括冷凝液泵，置于冷凝液罐和第二预热器之间。所述系统还包括出盐泵，置于结晶器和离心机之间。所述系统还包括母液罐和母液泵，置于离心机和强制循环蒸发器之间。所述系统还包括清水罐和清水泵，清水罐连接清水泵，然后与蒸汽发生器相连接。利用上述系统进行高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶的方法，包括：存储在原料罐内的高盐废水经第一预热器和第二预热器加热后升温至80～90℃，进入MVR蒸发器，进行反复蒸发浓缩，得到气液混合物以及浓缩液，其中气液混合物进入气液分离器内进行气液分离，在气液分离器中得到浓缩液和二次蒸汽；将MVR蒸发器和气液分离器产生的浓缩液经第一循环泵引入MVR蒸发器继续蒸发，由于MVR蒸发器和气液分离器下部设置有液位计和调节阀门，可维持一定的浓缩液液位，当浓缩液达到接近饱和浓度的预定值时，打开第一循环泵和强制循环蒸发器之间的自动阀门，将接近饱和的浓缩液通过第一循环泵引入强制循环蒸发器进行再次蒸发浓缩，之后进入结晶器，在结晶器中分离得到母液、晶浆和二次蒸汽，其中母液经第二循环泵返回强制循环蒸发器内继续蒸发，将晶浆进引入离心机离心，将离心后的结晶盐回收，得到的母液再次进入强制循环蒸发器继续蒸发；将气液分离器和结晶器的二次蒸汽通过压缩机压缩后再次进入MVR蒸发器和强制循环蒸发器进行加热；将强制循环蒸发器和MVR蒸发器中冷却形成的冷凝液和不凝蒸汽导入冷凝液罐，其中，不凝蒸汽进入第一预热器、冷凝液进入第二预热器分别对料液进行预热；初始系统启动及蒸汽温度不足时，启动蒸汽发生器补充新鲜蒸汽。本专利技术的方法是将高盐废水经过两级预热后，送入MVR蒸发器中进行循环的蒸发浓缩，并在气液分离器中分离得到接近饱和的浓缩液和二次蒸汽。将接近饱和的浓缩液输送至强制循环蒸发器中进一步蒸发浓缩，并在结晶器中分离得到晶浆、母液和二次蒸汽。将晶浆输送至离心机进行离心处理，分别得到结晶盐与母液，母液汇合后重复进入强制循环蒸发器中蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统，其特征在于，包括原料罐(1)、第一预热器(3)、第二预热器(4)、MVR蒸发器(5)、气液分离器(6)、压缩机(7)、第一循环泵(8)、冷凝液罐(10)、强制循环蒸发器(11)、第二循环泵(12)、结晶器(13)、离心机(15)和蒸汽发生器(20)；所述原料罐(1)、第一预热器(3)、第二预热器(4)和MVR蒸发器(5)通过管路依次连接；所述MVR蒸发器(5)的气液混合物出口连接气液分离器(6)的入口，MVR蒸发器(5)的浓缩液出口和气液分离器(6)的浓缩液出口通过三通与第一循环泵(8)的入口连接，第一循环泵(8)的出口通过三通分别连接MVR蒸发器(5)的浓缩液进口和强制循环蒸发器(11)的浓缩液进口；所述强制循环蒸发器(11)的浓缩液出口连接结晶器(13)的入口，结晶器(13)的母液出口连接第二循环泵(12)的入口，第二循环泵(12)的出口连接强制循环蒸发器(11)的浓缩液进口；结晶器(13)的晶浆出口连接离心机(15)的入口，离心机(15)的母液出口连接至强制循环蒸发器(11)的浓缩液进口；所述气液分离器(6)的蒸汽出口和结晶器(13)的蒸汽出口分别连接压缩机(7)的入口，压缩机(7)的出口分别连接MVR蒸发器(5)的蒸汽入口和强制循环蒸发器(11)的蒸汽入口；所述MVR蒸发器(5)的冷凝液出口和强制循环蒸发器(11)的冷凝液出口通过三通与冷凝液罐(10)的入口连接，冷凝液罐(10)中的不凝蒸汽进入第一预热器(3)后排出，冷凝液罐(10)中的冷凝液进入第二预热器(4)后排出；所述MVR蒸发器(5)的蒸汽入口还连接有蒸汽发生器(20)。...

【技术特征摘要】
1.一种高盐废水的机械蒸汽再压缩蒸发结晶系统，其特征在于，包括原料罐(1)、第一预热器(3)、第二预热器(4)、MVR蒸发器(5)、气液分离器(6)、压缩机(7)、第一循环泵(8)、冷凝液罐(10)、强制循环蒸发器(11)、第二循环泵(12)、结晶器(13)、离心机(15)和蒸汽发生器(20)；所述原料罐(1)、第一预热器(3)、第二预热器(4)和MVR蒸发器(5)通过管路依次连接；所述MVR蒸发器(5)的气液混合物出口连接气液分离器(6)的入口，MVR蒸发器(5)的浓缩液出口和气液分离器(6)的浓缩液出口通过三通与第一循环泵(8)的入口连接，第一循环泵(8)的出口通过三通分别连接MVR蒸发器(5)的浓缩液进口和强制循环蒸发器(11)的浓缩液进口；所述强制循环蒸发器(11)的浓缩液出口连接结晶器(13)的入口，结晶器(13)的母液出口连接第二循环泵(12)的入口，第二循环泵(12)的出口连接强制循环蒸发器(11)的浓缩液进口；结晶器(13)的晶浆出口连接离心机(15)的入口，离心机(15)的母液出口连接至强制循环蒸发器(11)的浓缩液进口；所述气液分离器(6)的蒸汽出口和结晶器(13)的蒸汽出口分别连接压缩机(7)的入口，压缩机(7)的出口分别连接MVR蒸发器(5)的蒸汽入口和强制循环蒸发器(11)的蒸汽入口；所述MVR蒸发器(5)的冷凝液出口和强制循环蒸发器(11)的冷凝液出口通过三通与冷凝液罐(10)的入口连接，冷凝液罐(10)中的不凝蒸汽进入第一预热器(3)后排出，冷凝液罐(10)中的冷凝液进入第二预热器(4)后排出；所述MVR蒸发器(5)的蒸汽入口还连接有蒸汽发生器(20)。2.根据权利要求1所述的蒸发结晶系统，其特征在于，所述MVR蒸发器(5)分为上、下两个区域，上部区域设置换热管束，下部区域为气液混合室，混合室内设置有挡板。3.根据权利要求1所述的蒸发结晶系统，其特征在于，所述气液分离器(6)内设置折流挡板、丝网除沫器和烧结金属过滤器。4.根据权利要求3所述的蒸发结晶系统，其特征在于，所述丝网除沫器的过滤精度为100...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜伟立，陆嘉昂，公彦猛，常闻捷，刘树洋，周海云，
申请(专利权)人：江苏省环境科学研究院，
类型：发明
国别省市：江苏,32