一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统技术方案

本实用新型专利技术公开的一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统，属于高浓度盐水零排放技术领域。包括蒸发室、结晶釜、蒸发冷凝换热器、冷凝室和制冷室单元，利用空气温度不同携带水分能力不同的特点，通过在蒸发室和冷凝室的循环，实现浓盐水的浓缩结晶和冷凝液的收集，实现了常温常压下的高浓度盐水零排放处理。该系统设计合理，自动化程度高，低能耗、低成本、污染物零排放、盐度及COD脱除效率高，节能效果显著，浓盐水经处理为固体盐和清水，具有良好的经济收益，环保优势明显，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统
本技术属于高浓度盐水零排放
，具体涉及一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统。
技术介绍
淡水是人类赖以生存的物质基础，随着工业文明的发展，海水淡化及工业生产排放的高浓度盐水问题日益严重，溶液蒸发浓缩是解决这一问题的重要途径。传统溶液浓缩方法包括多级闪蒸、多效蒸发、反渗透等方法。多级闪蒸、多效蒸发过程需要消耗大量的蒸汽；反渗透法需要消耗高品质的电能，且运行维护复杂，成本较高。传统溶液浓缩方法将溶液盐度浓缩至6％以上即直接排入环境，忽略了长此以往高盐度溶液对周围海域生态环境产生的影响。由此可见，传统溶液浓缩方法能耗高、污染大，研发低能耗、低成本、污染零排放的溶液浓缩工艺具有重要意义。
技术实现思路
为了解决上述现有技术中存在的缺陷，本技术的目的在于提供一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统，系统设计合理，实现了浓盐水的浓缩结晶和冷凝液的收集，以及常温常压下的高浓度盐水零排放处理。本技术通过以下技术方案来实现：本技术公开了一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统，包括蒸发室、结晶釜、蒸发冷凝换热器、冷凝室和制冷室单元；蒸发室和冷凝室顶部和下部连通，形成环状的气体循环通道，蒸发室和冷凝室的顶部连通处设有绝热隔层，蒸发室和冷凝室的下部连通处设有气体循环风机，冷凝室侧部开设有空气入口，气体循环风机的进风面朝向空气入口，出风面朝向蒸发室；蒸发室入口连接有浓盐水进料泵，蒸发室内设有蒸发室喷淋器和蒸发室填料，蒸发室喷淋器设在蒸发室填料上方，蒸发室底部出口与结晶釜连接，结晶釜与浓盐水进料泵连接，蒸发室底部侧出口与蒸发冷凝换热器的热侧连接，蒸发冷凝换热器的热侧与蒸发室喷淋器连接；冷凝室内设有冷凝室喷淋器和冷凝室填料，冷凝室喷淋器设在冷凝室填料上方，冷凝室底部出口与制冷室单元热端连接，制冷室单元热端与蒸发冷凝换热器的冷侧连接，蒸发冷凝换热器的冷侧连接有冷凝装置，冷凝装置与制冷室单元冷端连接，制冷室单元冷端与冷凝室喷淋器连接；冷凝室底部侧出口连接有冷凝液排放管。优选地，制冷室单元包括依次连接的制冷室热端换热器、节流阀、制冷室冷端换热器和制冷室压缩机，低沸点工质在制冷室热端换热器、节流阀、制冷室冷端换热器和制冷室压缩机中循环，冷凝室底部出口与制冷室热端换热器连接，制冷室热端换热与蒸发冷凝换热器的冷侧连接；冷凝装置与制冷室冷端换热器连接，制冷室冷端换热器与冷凝室喷淋器连接。优选地，冷凝装置为冷凝风扇或冷却器。优选地，蒸发室底部出口与结晶釜之间的连接管路上设有浓盐水外排泵。优选地，蒸发室底部侧出口与蒸发冷凝换热器的热侧之间的连接管路上设有浓盐水内循环泵。优选地，冷凝室底部出口与制冷室单元热端之间的连接管路上设有冷凝液内循环泵。优选地，冷凝液排放管上设有冷凝液外排泵。优选地，蒸发冷凝换热器的热侧与蒸发室喷淋器之间的连接管路上设有余热利用换热器，余热利用换热器与外部系统连接。优选地，蒸发室喷淋器和冷凝室喷淋器均为多层。优选地，蒸发室和冷凝室的下部连通处截面积由冷凝室向蒸发室渐缩。与现有技术相比，本技术具有以下有益的技术效果：本技术公开的一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统，包括蒸发室、结晶釜、蒸发冷凝换热器、冷凝室和制冷室单元，利用低温常压蒸发(LowtemperatureAmbientpressureEvaporationandCrystallization,LAEC)工作原理，模拟自然降雨中水蒸发及降雨循环。在自然中，相对湿度低于100％的气流经过海洋上方时能吸收水分但不吸收盐分，当过饱和的气流遇冷时会冷凝下来，生成降雨。LAEC技术则是在密闭环境内模拟这种自然现象，当气体在蒸发室内加热并吸收水分，然后在冷凝室内凝结成纯水。本系统利用空气温度不同携带水分能力不同的特点，通过在蒸发室和冷凝室的循环，实现浓盐水的浓缩结晶和冷凝液的收集，实现了常温常压下的高浓度盐水零排放处理。利用外在冷源(冷凝装置)冷却冷凝液，实现能效的最大化；在蒸发室和冷凝室采用喷淋加填料层来提高气液有效接触面积，加强了传质效果；蒸发室和冷凝室采用环形闭式循环外形，减小了气体循环的阻力降。该系统设计合理，具有低能耗、低成本、污染物零排放、盐度及COD脱除效率高的特点，节能效果显著，浓盐水经处理为固体盐和清水，环保优势明显。进一步地，制冷室单元采用低沸点工质循环实现热量从低温向高温转移，在无外部热源和冷源的情况下也能达到好的处理效果，实现了节能降耗。进一步地，余热利用换热器引入外部系统的余热加热浓液，充分利用了剩余能量，实现了能效的最大化。进一步地，蒸发室喷淋器和冷凝室喷淋器均为多层，提高了气液有效接触面积，加强了传质效果。附图说明图1为本技术的节能零排放低温常压蒸发结晶系统的整体结构示意图。图中：1-浓盐水进料泵、2-蒸发室、3-浓盐水外排泵、4-结晶釜、5-浓盐水内循环泵、6-蒸发冷凝换热器、7-余热利用换热器、8-气体循环风机、9-蒸发室喷淋器、10-蒸发室填料、11-冷凝液内循环泵、12-制冷室热端换热器、13-节流阀、14-制冷室冷端换热器、15-制冷室压缩机、16-冷凝风扇、17-冷凝室喷淋器、18-冷凝室填料、19-冷凝室、20-冷凝液外排泵。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术做进一步详细描述，其内容是对本技术的解释而不是限定：如图1，本技术的节能零排放低温常压蒸发结晶系统，包括蒸发室2、结晶釜4、蒸发冷凝换热器6、冷凝室19和制冷室单元。蒸发室2和冷凝室19顶部和下部连通，形成环状的气体循环通道，蒸发室2和冷凝室19的顶部连通处设有绝热隔层，绝热隔层可以采用带有滤膜的硅酸盐隔板，降低系统和外部的换热，同时气体和水蒸气能够通过滤膜，液体不能通过滤膜。蒸发室2和冷凝室19的下部连通处设有气体循环风机8，蒸发室2和冷凝室19的下部连通处截面积由冷凝室19向蒸发室2渐缩，冷凝室19侧部开设有空气入口，气体循环风机8的进风面朝向空气入口，出风面朝向蒸发室2。蒸发室2入口连接有浓盐水进料泵1，蒸发室2内设有蒸发室喷淋器9和蒸发室填料10，蒸发室喷淋器9设在蒸发室填料10上方，蒸发室喷淋器9可以多层设置，蒸发室2底部出口与结晶釜4连接，蒸发室2底部出口与结晶釜4之间的连接管路上设有浓盐水外排泵3；结晶釜4与浓盐水进料泵1连接，蒸发室2底部侧出口与蒸发冷凝换热器6的热侧连接，蒸发室2底部侧出口与蒸发冷凝换热器6的热侧之间的连接管路上设有浓盐水内循环泵5，蒸发冷凝换热器6的热侧与蒸发室喷淋器9连接，可以在蒸发冷凝换热器6的热侧与蒸发室喷淋器9之间的连接管路上设置余热利用换热器7，余热利用换热器7与外部系统连接，将外部系统的余热引入系统。冷凝室19内设有冷凝室喷淋器17和冷凝室填料18，冷凝室喷淋器17设在冷凝室填料18上方，冷凝室喷淋器17可以多层设置，制冷室单元包括依次连接的制冷室热端本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统，其特征在于，包括蒸发室(2)、结晶釜(4)、蒸发冷凝换热器(6)、冷凝室(19)和制冷室单元；/n蒸发室(2)和冷凝室(19)顶部和下部连通，形成环状的气体循环通道，蒸发室(2)和冷凝室(19)的顶部连通处设有绝热隔层，蒸发室(2)和冷凝室(19)的下部连通处设有气体循环风机(8)，冷凝室(19)侧部开设有空气入口，气体循环风机(8)的进风面朝向空气入口，出风面朝向蒸发室(2)；/n蒸发室(2)入口连接有浓盐水进料泵(1)，蒸发室(2)内设有蒸发室喷淋器(9)和蒸发室填料(10)，蒸发室喷淋器(9)设在蒸发室填料(10)上方，蒸发室(2)底部出口与结晶釜(4)连接，结晶釜(4)与浓盐水进料泵(1)连接，蒸发室(2)底部侧出口与蒸发冷凝换热器(6)的热侧连接，蒸发冷凝换热器(6)的热侧与蒸发室喷淋器(9)连接；/n冷凝室(19)内设有冷凝室喷淋器(17)和冷凝室填料(18)，冷凝室喷淋器(17)设在冷凝室填料(18)上方，冷凝室(19)底部出口与制冷室单元热端连接，制冷室单元热端与蒸发冷凝换热器(6)的冷侧连接，蒸发冷凝换热器(6)的冷侧连接有冷凝装置(16)，冷凝装置(16)与制冷室单元冷端连接，制冷室单元冷端与冷凝室喷淋器(17)连接；冷凝室(19)底部侧出口连接有冷凝液排放管。/n...

【技术特征摘要】
1.一种节能零排放低温常压蒸发结晶系统，其特征在于，包括蒸发室(2)、结晶釜(4)、蒸发冷凝换热器(6)、冷凝室(19)和制冷室单元；
蒸发室(2)和冷凝室(19)顶部和下部连通，形成环状的气体循环通道，蒸发室(2)和冷凝室(19)的顶部连通处设有绝热隔层，蒸发室(2)和冷凝室(19)的下部连通处设有气体循环风机(8)，冷凝室(19)侧部开设有空气入口，气体循环风机(8)的进风面朝向空气入口，出风面朝向蒸发室(2)；
蒸发室(2)入口连接有浓盐水进料泵(1)，蒸发室(2)内设有蒸发室喷淋器(9)和蒸发室填料(10)，蒸发室喷淋器(9)设在蒸发室填料(10)上方，蒸发室(2)底部出口与结晶釜(4)连接，结晶釜(4)与浓盐水进料泵(1)连接，蒸发室(2)底部侧出口与蒸发冷凝换热器(6)的热侧连接，蒸发冷凝换热器(6)的热侧与蒸发室喷淋器(9)连接；
冷凝室(19)内设有冷凝室喷淋器(17)和冷凝室填料(18)，冷凝室喷淋器(17)设在冷凝室填料(18)上方，冷凝室(19)底部出口与制冷室单元热端连接，制冷室单元热端与蒸发冷凝换热器(6)的冷侧连接，蒸发冷凝换热器(6)的冷侧连接有冷凝装置(16)，冷凝装置(16)与制冷室单元冷端连接，制冷室单元冷端与冷凝室喷淋器(17)连接；冷凝室(19)底部侧出口连接有冷凝液排放管。


2.根据权利要求1所述的节能零排放低温常压蒸发结晶系统，其特征在于，制冷室单元包括依次连接的制冷室热端换热器(12)、节流阀(13)、制冷室冷端换热器(14)和制冷室压缩机(15)，低沸点工质在制冷室热端换热器(12)、节流阀(13)、制冷室冷端换热器(14)和制冷室压缩机(15)中循环，冷凝室(19)底部出口与制冷室热...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓龙，郜时旺，刘练波，许世森，
申请(专利权)人：中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11