低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统

本申请涉及高盐废水处理，尤其涉及一种低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统。

背景技术：

1、高盐废水排放是我国现阶段工业发展面临的重大环保问题。目前我国年度高盐废水排放量超过30亿吨，其中不仅含有大量氯离子、硫酸根离子、钠离子、钙离子、钾离子等离子，还可能含有多种有害物质。传统的高浓盐水处理方法包括直接排放、深井注射和排入市政污水处理系统等。前两种方法将对接受水体和地下水源造成无法避免的不利影响，而排入市政污水处理系统将增加市政污水处理的负担，甚至影响其运行稳定性。零排放是一种新兴的高盐废水处理手段，指的是将高盐废水中的溶解性盐类以固体结晶盐的方式析出，从而在根源上避免环境污染。

2、高盐废水零排放通常包含初步浓缩和结晶两个主要的过程。初步浓缩过程的目的是尽可能回收水分，同时减少结晶工艺所需处置的水量；结晶则是为了使盐分析出，实现盐分和水分最终分离。已有多项成熟的技术可以实现含盐废水初步浓缩，包括反渗透(ro)、低温多效蒸馏(med)、膜蒸馏(md)等。初步浓缩后得到的浓盐水需要进一步浓缩至过饱和，使得其中的盐分结晶析出，实现盐水分离。目前工业上普遍使用机械蒸汽压缩技术(mvr)来实现浓盐水蒸发结晶。mvr技术通过蒸发使浓盐水结晶析出，产生的蒸汽在压缩至高温高压之后作为浓盐水蒸发的热源。但mvr蒸发结晶存在面临初始投资大、能耗高、运维复杂等缺点。此外，mvr的核心设备——蒸汽压缩机制造壁垒高，全球仅有少数公司掌握自研制能力。其他浓盐水结晶方法，如膜蒸馏-冷却结晶和冷冻结晶，虽然在降低能耗上有一定的效果，但也存在着膜结垢和堵塞、盐水分离不彻底、操作复杂等缺点。

3、另外，低温喷雾闪蒸作为一种盐水处理技术，具有蒸发速率快、设备简单、生产能力大等优点，近年来受到了广泛关注。高盐废水往往伴随着大量余热共同产生，调查显示，我国各行业的余热总资源约占燃料消耗总量的17％～67％，其中可回收部分占总余热资源的60％。尤其是温度低于250℃的低品位余热体量庞大但利用难度高，常常被直接废弃。因此，利用工业低品位余热驱动的低温喷雾闪蒸在浓盐水处理方面具有巨大的发展潜力。

技术实现思路

1、本申请的实施例提供一种低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，不仅能够避免结垢并提升盐水分离效果，而且能够将低品位余热进行利用，达到节能环保的目的。

2、为达到上述目的，本申请的实施例提供了一种低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，包括冷凝器、余热加热器、喷雾闪蒸蒸发器和盐水分离装置；所述冷凝器的冷水入口连通高盐废水源，冷水出口连通余热加热器的进水口，余热加热器的热源口连通低品位余热源，余热加热器的出水口连通喷雾闪蒸蒸发器的入口；喷雾闪蒸蒸发器的盐水出口连通盐水分离装置的入口，喷雾闪蒸蒸发器的蒸汽出口连通所述冷凝器的热媒入口，所述冷凝器的热媒出口连通储水罐；所述冷凝器与高盐废水源之间的管路上设有高盐废水水泵。

3、进一步地，还包括喷射器；所述喷射器的入口连通所述冷凝器的第一蒸汽出口，出口连通所述余热加热器的热源口，驱动器入口连通工厂的低温乏气源。

4、进一步地，所述盐水分离装置的出水口连通余热加热器的进水口；所述盐水分离装置与余热加热器之间的管路上设有浓缩盐水水泵。

5、进一步地，所述余热加热器的入口处设有混合废水水泵。

6、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器与余热加热器之间的管路上设有单向阀；所述单向阀的入口朝向余热加热器。

7、进一步地，所述冷凝器的第二蒸汽出口处设有真空泵。

8、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器与所述冷凝器之间的管路上设有第一除雾器；所述喷射器与所述冷凝器之间的管路上设有第二除雾器。

9、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的直径大于5mm。

10、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的喷洒方向朝向下方。

11、进一步地，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴为多个。

12、本申请相比现有技术具有以下有益效果：

13、1、本申请实施例通过设置余热加热器，从而将工业低品位余热用来加热高盐废水，解决了低品位余热体量庞大但利用难度高问题，达到了节能环保的目的；同时通过设置喷雾闪蒸蒸发器，将过热的高盐废水经大直径喷嘴喷入蒸发器中，过热的高盐废水在喷入喷雾闪蒸蒸发器时迅速雾化为微米级液滴同时发生剧烈的闪蒸结晶，由于不需要传热传质界面，并且小液滴具有较大的比表面积，盐水滴蒸发速度快，析盐能力强，不存在结垢与腐蚀。

14、2、本申请实施例通过在高盐废水管道上设置冷凝器，并将喷雾闪蒸蒸发器的蒸汽出口与其连接，从而使得喷雾闪蒸蒸发器产生的部分蒸汽可以进入冷凝器中预热低温的进料高盐废水，蒸汽冷凝后作为纯净水储存起来为工厂提供部分水源，从而避免了热量和水资源的浪费，减低了能耗。

15、3、本申请实施例通过在余热加热器和冷凝器的第一蒸汽出口之间设置喷射器，从而可在不使用真空泵的情况下通过工厂的低温乏气驱动喷射器抽取蒸发器和冷凝器内部的小部分蒸汽以及不可凝气体，同时，系统运行时，蒸发器和冷凝器中的部分蒸汽以及不可凝气体从冷凝器顶部的管路流经除雾器后被吸入喷射器中，得到的混合蒸汽作为余热加热器的热源用于加热混合的高盐废水，降低了能耗。

16、4、本申请实施例通过在余热加热器和盐水分离装置之间设置混合废水水泵，使得盐水分离装置排出的浓缩盐水同工厂产生的高盐废水混合后继续使用，节省了成本。

技术特征：

1.一种低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，包括冷凝器、余热加热器、喷雾闪蒸蒸发器和盐水分离装置；所述冷凝器的冷水入口连通高盐废水源，冷水出口连通余热加热器的进水口，余热加热器的热源口连通低品位余热源，余热加热器的出水口连通喷雾闪蒸蒸发器的入口；喷雾闪蒸蒸发器的盐水出口连通盐水分离装置的入口，喷雾闪蒸蒸发器的蒸汽出口连通所述冷凝器的热媒入口，所述冷凝器的热媒出口连通储水罐；所述冷凝器与高盐废水源之间的管路上设有高盐废水水泵。

2.根据权利要求1所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，还包括喷射器；所述喷射器的入口连通所述冷凝器的第一蒸汽出口，出口连通所述余热加热器的热源口，驱动器入口连通工厂的低温乏气源。

3.根据权利要求2所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，所述盐水分离装置的出水口连通余热加热器的进水口；所述盐水分离装置与余热加热器之间的管路上设有浓缩盐水水泵。

4.根据权利要求3所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，所述余热加热器的入口处设有混合废水水泵。

5.根据权利要求4所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器与余热加热器之间的管路上设有单向阀；所述单向阀的入口朝向余热加热器。

6.根据权利要求5所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，所述冷凝器的第二蒸汽出口处设有真空泵。

7.根据权利要求6所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器与所述冷凝器之间的管路上设有第一除雾器；所述喷射器与所述冷凝器之间的管路上设有第二除雾器。

8.根据权利要求7所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的直径大于5mm。

9.根据权利要求8所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴的喷洒方向朝向下方。

10.根据权利要求9所述的低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，其特征在于，所述喷雾闪蒸蒸发器内的喷嘴为多个。

技术总结本申请公开了一种低品位余热驱动的高盐废水低温喷雾闪蒸零排放处理系统，涉及高盐废水处理技术领域。不仅能够避免结垢并提升盐水分离效果，而且能够将低品位余热进行利用，达到节能环保的目的。该系统包括冷凝器、余热加热器、喷雾闪蒸蒸发器和盐水分离装置；冷凝器的冷水入口连通高盐废水源，冷水出口连通余热加热器的进水口，余热加热器的热源口连通低品位余热源，余热加热器的出水口连通喷雾闪蒸蒸发器的入口；喷雾闪蒸蒸发器的盐水出口连通盐水分离装置的入口，喷雾闪蒸蒸发器的第一蒸汽出口连通冷凝器的热媒入口，冷凝器的热媒出口连通储水罐；冷凝器与高盐废水源之间的管路上设有高盐废水水泵。本申请用于提升高盐废水处理系统的性能。技术研发人员：陈谦,钟子强,李中圣,杨蕗缦受保护的技术使用者：清华大学深圳国际研究生院技术研发日：技术公布日：2024/7/15