利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的方法，風(fēng)機(jī)將冷空氣引入密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中，并由下而上在塔內(nèi)流動(dòng)，高含鹽廢水經(jīng)布水系統(tǒng)霧化后均勻噴淋至空冷器換熱管外表面，空冷器換熱管的外表面形成連續(xù)均勻的薄水膜，水膜吸收循環(huán)水的余熱后迅速蒸發(fā)，由于風(fēng)機(jī)不停向上抽吸空氣，密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓；運(yùn)行一段時(shí)間后，空冷器換熱管的外表面形成一層鹽分的結(jié)晶，利用沖洗管路定期沖洗空冷器換熱管外表面，污水池收集所產(chǎn)生的濃縮鹽液以及未蒸發(fā)的濃鹽液滴；循環(huán)水泵將污水池內(nèi)收集到的濃縮后的高含鹽廢水在系統(tǒng)中循環(huán)，進(jìn)行多次蒸發(fā)濃縮，使?jié)饪s后出水的TDS濃度在15%～20%。本發(fā)明可節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行能耗。
【專利說明】利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高含鹽廢水的處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的煤氣洗滌廢水，循環(huán)水系統(tǒng)排污，脫鹽水站排水中的污染物以總含鹽量(TDS)為主，這部分污水經(jīng)回用處理后，外排的濃縮水中TDS高達(dá)20000~30000mg/L。以往這股高含鹽廢水作為清凈下水直接排放，但近年來隨著社會(huì)發(fā)展和環(huán)保意識(shí)提高，部分敏感地區(qū)要求廢水不外排，零排放在全社會(huì)也越來越成為一種趨勢。而高含鹽廢水的處理成為制約煤化工廢水零排放的關(guān)鍵。
[0003]目前，應(yīng)用較廣泛的高含鹽廢水處理方法主要為多效蒸發(fā)技術(shù)。多效蒸發(fā)的設(shè)備龐雜，一次性投資很高，噸水設(shè)備投資費(fèi)用高達(dá)120~150萬元，且其能耗大，運(yùn)行費(fèi)用也極為昂貴，噸水能耗約60~80元。設(shè)備昂貴，能耗巨大，成為煤化工行業(yè)普遍實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水零排放的主要阻礙。
[0004]在煤化工行業(yè)生產(chǎn)過程要用到大量循環(huán)水，循環(huán)水在換熱后溫度升高至40~42°C，需要設(shè)置獨(dú)立的循環(huán)水冷卻系統(tǒng)使循環(huán)水降至30~32°C后返回循環(huán)水系統(tǒng)作換熱介質(zhì)。密閉式的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)多采用蒸發(fā)空冷器作換熱設(shè)備，但由于在夏季，純粹的空冷傳熱效果不佳，無法保障循環(huán)水冷卻后的出水溫度，一般采用在蒸發(fā)空冷器表面噴淋潔凈水使?fàn)t管外壁形成水膜的方法來增強(qiáng)換熱效果。但噴灑潔凈水的方法需要耗費(fèi)大量水資源，即不經(jīng)濟(jì)，又浪 費(fèi)潔凈水資源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供提供一種利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的方法，本發(fā)明利用循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的余熱對(duì)高含鹽廢水進(jìn)行濃縮，以克服傳統(tǒng)處理方法存在的問題，節(jié)省設(shè)備投資和運(yùn)行能耗，本發(fā)明是一種全新的，經(jīng)濟(jì)，有效，穩(wěn)定，可靠的實(shí)現(xiàn)高含鹽廢水的處理工藝，可以廣泛應(yīng)用于煤化工行業(yè)。
[0006]本發(fā)明設(shè)置蒸發(fā)空冷器，利用煤化工行業(yè)的熱循環(huán)水作為熱源在空冷器換熱管內(nèi)流動(dòng)，在換熱管外表面噴淋高含鹽廢水換熱，在冷卻熱循環(huán)水的同時(shí)，高含鹽廢水迅速蒸發(fā)，鹽分結(jié)晶于換熱管外表面，設(shè)置沖洗管定時(shí)沖洗。在冷卻系統(tǒng)塔底設(shè)置污水池，收集濃縮后剩余的高含鹽污水和沖洗污水，排至結(jié)晶塘結(jié)晶。
[0007]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置，包括密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)采用蒸發(fā)空冷器作為換熱設(shè)備，所述蒸發(fā)空冷器包括空冷器換熱管，所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的底部設(shè)有污水池，所述空冷器換熱管采用特氟龍材料制作；所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的上方設(shè)有風(fēng)機(jī)；所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的頂部設(shè)有布水系統(tǒng)和沖洗管路；自所述污水池至所述空冷器換熱管的進(jìn)口之間連接有循環(huán)管路，所述循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)水泵。
[0008]本發(fā)明利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的方法，包括:將上述循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置的循環(huán)進(jìn)水連接至空冷器換熱管進(jìn)口 ；風(fēng)機(jī)將冷空氣引入密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，冷空氣在密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中由下而上在塔內(nèi)流動(dòng)，高含鹽廢水經(jīng)布水系統(tǒng)霧化后均勻噴淋至空冷器換熱管外表面，空冷器換熱管的外表面形成連續(xù)均勻的薄水膜，水膜吸收循環(huán)水的余熱后迅速蒸發(fā)，由于風(fēng)機(jī)不停向上抽吸空氣，密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓；運(yùn)行一段時(shí)間后，空冷器換熱管的外表面形成一層鹽分的結(jié)晶，利用沖洗管路定期沖洗空冷器換熱管外表面，污水池收集所產(chǎn)生的濃縮鹽液以及未蒸發(fā)的濃鹽液滴；循環(huán)水泵將污水池內(nèi)收集到的濃縮后的高含鹽廢水在系統(tǒng)中循環(huán)，進(jìn)行多次蒸發(fā)濃縮，使?jié)饪s后出水的TDS濃度在15%~20%。
[0009]進(jìn)一步講，在所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的頂部設(shè)有除霧器，整個(gè)處理過程中，除霧器除去飽和濕空氣中夾帶的水滴，收集后作為清潔水待用。
[0010]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
[0011]本發(fā)明針對(duì)高含鹽廢水具有很強(qiáng)的腐蝕性，選用耐腐蝕性好的特氟龍材料作為空冷器換熱管的材料，該材料換熱系數(shù)高，價(jià)格低廉，且耐腐蝕，可滿足系統(tǒng)的要求。
[0012]本發(fā)明以煤化工行業(yè)需要冷卻的循環(huán)水作為熱源，濃縮高含鹽廢水的同時(shí)，使循環(huán)水冷卻至常溫滿足系統(tǒng)工藝的要求，將循環(huán)水冷卻和高含鹽廢水濃縮處理技術(shù)合為一體，節(jié)省能源，降低水資源消耗。
[0013]本發(fā)明利用高溫循環(huán)水的熱量，蒸發(fā)高含鹽廢水，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水的冷卻和高含鹽廢水的濃縮處理，與現(xiàn)有技術(shù)中多效蒸發(fā)技術(shù)相比大大節(jié)省了投資和能耗。以年產(chǎn)20億標(biāo)立的煤制氣項(xiàng)目為例，其排放的高含鹽廢水量約為100t/h，若采用多效蒸發(fā)技術(shù)處理高含鹽廢水，一次性投資費(fèi)用約為12000~15000萬元，運(yùn)行費(fèi)用約6000~8000元/h。采用本發(fā)明的處理方法，僅需將廠區(qū)中現(xiàn)有的密閉式循環(huán)冷卻塔中碳鋼材質(zhì)的空冷器換熱管束更改為特氟龍材料，增加的運(yùn)行費(fèi)用僅有循環(huán)水泵7的電耗，這些費(fèi)用非常微少，不管是一次性投資費(fèi)用還是運(yùn)行成本都極其低廉，可廣泛應(yīng)用于煤化工行業(yè)類似污水處理中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]附圖是本發(fā)明利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖中:1_風(fēng)機(jī)；2_除霧器；3_沖洗管路；4_布水系統(tǒng)；5_空冷器換熱管；6_污水池；7-循環(huán)水泵。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)地描述。
[0017]如附圖所示，本發(fā)明一種利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置，包括密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)采用蒸發(fā)空冷器作為換熱設(shè)備，所述蒸發(fā)空冷器包括空冷器換熱管5，所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的底部設(shè)有污水池6，所述空冷器換熱管5采用特氟龍材料制作；所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的上方設(shè)有風(fēng)機(jī)I ;所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的頂部設(shè)有布水系統(tǒng)4和沖洗管路3 ；自所述污水池6至所述空冷器換熱管5的進(jìn)口之間連接有循環(huán)管路，所述循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)水泵7。
[0018]本發(fā)明設(shè)置蒸發(fā)空冷器，利用煤化工行業(yè)的熱循環(huán)水作為熱源在空冷器換熱管5內(nèi)流動(dòng)，在空冷器換熱管5外表面噴淋高含鹽廢水換熱，在冷卻熱循環(huán)水的同時(shí)，高含鹽廢水迅速蒸發(fā)，鹽分結(jié)晶于空冷器換熱管5外表面，設(shè)置沖洗管定時(shí)沖洗。在冷卻系統(tǒng)塔底設(shè)置污水池6，收集濃縮后剩余的高含鹽污水和沖洗污水，排至結(jié)晶塘結(jié)晶。
[0019]使用上述裝置利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的方法是，將循環(huán)進(jìn)水連接至空冷器換熱管5進(jìn)口 ；風(fēng)機(jī)I將冷空氣引入密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，冷空氣在密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中由下而上在塔內(nèi)流動(dòng)，高含鹽廢水經(jīng)經(jīng)循環(huán)水冷卻塔上部的布水系統(tǒng)4霧化后均勻噴淋至空冷器換熱管5外表面，霧化后的高含鹽廢水噴淋至換熱管表面時(shí)，在空冷器換熱管5的外表面形成連續(xù)均勻的薄水膜，水膜吸收循環(huán)水的余熱后迅速蒸發(fā)，而在循環(huán)水冷卻系統(tǒng)頂部設(shè)置的風(fēng)機(jī)I不停向上抽吸空氣，在密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓，加速了管外表面水膜的換熱蒸發(fā)。運(yùn)行一段時(shí)間后，空冷器換熱管5的外表面形成一層鹽分的結(jié)晶，利用設(shè)置在循環(huán)水冷卻系統(tǒng)上部的沖洗管路3定期沖洗空冷器換熱管5外表面，設(shè)置在循環(huán)水冷卻系統(tǒng)塔底部的污水池6收集所產(chǎn)生的濃縮鹽液以及未蒸發(fā)的濃鹽液滴；未蒸發(fā)的濃鹽水和沖洗污水進(jìn)入污水池6，經(jīng)循環(huán)水泵7的循環(huán)，使污水池6內(nèi)收集到的濃縮后的高含鹽廢水重新進(jìn)入系統(tǒng)中循環(huán)，進(jìn)行多次蒸發(fā)濃縮，使?jié)饪s后出水的TDS濃度在15%~20%，接近結(jié)晶濃度。利用上述方法濃縮后的高含鹽廢水約濃縮5倍，減容80%。若鍋爐的廢渣不進(jìn)行綜合利用，如制磚或水泥，僅衛(wèi)生填埋，則濃縮后的高含鹽水可回用作鍋爐沖渣，或進(jìn)行結(jié)晶塘結(jié)晶，實(shí)現(xiàn)零排放。
[0020]本發(fā)明中還可以在所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的頂部設(shè)有除霧器2，整個(gè)處理過程中，除霧器2除去飽和濕空氣中夾帶的水滴，收集后作為清潔水待用。
[0021]盡管上面結(jié)合圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】，上述的【具體實(shí)施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離 本發(fā)明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置，包括密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)采用蒸發(fā)空冷器作為換熱設(shè)備，所述蒸發(fā)空冷器包括空冷器換熱管，所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的底部設(shè)有污水池，其特征在于， 所述空冷器換熱管采用特氟龍材料制作； 所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的上方設(shè)有風(fēng)機(jī)； 所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的頂部設(shè)有布水系統(tǒng)和沖洗管路； 自所述污水池至所述布水系統(tǒng)的進(jìn)口之間連接有循環(huán)管路，所述循環(huán)管路上設(shè)有循環(huán)水泵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置，其中，所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的頂部設(shè)有除霧器。
3.一種利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的方法，其特征在于，利用如權(quán)利要求1所述利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的裝置，將循環(huán)進(jìn)水連接至空冷器換熱管進(jìn)口 ； 風(fēng)機(jī)將冷空氣引入密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，冷空氣在密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)中由下而上在塔內(nèi)流動(dòng)， 高含鹽廢水經(jīng)布水系統(tǒng)霧化后均勻噴淋至空冷器換熱管外表面，空冷器換熱管的外表面形成連續(xù)均勻的薄水膜，水膜吸收循環(huán)水的余熱后迅速蒸發(fā)，由于風(fēng)機(jī)不停向上抽吸空氣，密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)內(nèi)形成負(fù)壓； 運(yùn)行一段時(shí)間后，空冷器換熱管的外表面形成一層鹽分的結(jié)晶，利用沖洗管路定期沖洗空冷器換熱管外表面，污水池收集所產(chǎn)生的濃縮鹽液以及未蒸發(fā)的濃鹽液滴； 循環(huán)水泵將污水池內(nèi)收集到的濃縮后的高含鹽廢水在系統(tǒng)中循環(huán)，進(jìn)行多次蒸發(fā)濃縮，使?jié)饪s后出水的TDS濃度在15%~20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述利用循環(huán)水余熱處理高含鹽廢水的方法，其特征在于，在所述密閉式循環(huán)水冷卻系統(tǒng)的頂部設(shè)有除霧器，整個(gè)處理過程中，除霧器除去飽和濕空氣中夾帶的水滴，收集后作為清潔水待用。
【文檔編號(hào)】C02F1/08GK103553166SQ201310576901
【公開日】2014年2月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月14日
【發(fā)明者】劉茜, 婁磊, 譚中俠, 花紹龍, 張國亮, 李陽青, 李夢凱 申請(qǐng)人:天津辰創(chuàng)環(huán)境工程科技有限責(zé)任公司, 中國天辰工程有限公司