申請日2015.09.17
公開(公告)日2015.12.30
IPC分類號C02F9/10
摘要
本實用新型涉及一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其由超聲波協(xié)同廢水預(yù)處理單元及強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)結(jié)晶單元構(gòu)成，所述超聲波協(xié)同廢水預(yù)處理系統(tǒng)由混合反應(yīng)器、沉淀槽、超聲波混合處理槽及末端處理槽通過液體管路依次連通;所述強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)結(jié)晶單元由預(yù)熱罐、進料泵、強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器、結(jié)晶器、冷凝器、常壓熱水鍋爐、補給水箱、補給水泵、真空泵、冷凝水儲罐、完成液儲罐、結(jié)晶鹽儲罐、生蒸汽冷凝水儲罐、生蒸汽循環(huán)泵構(gòu)成。本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝過程新穎，處理方式獨特，工業(yè)廢水處理效率高，抑制蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備結(jié)垢等優(yōu)點。
摘要附圖
權(quán)利要求書
1.一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征在于：由超聲波協(xié)同廢水預(yù)處理單元及強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)結(jié)晶單元構(gòu)成，所述超聲波協(xié)同廢水預(yù)處理系統(tǒng)由混合反應(yīng)器、沉淀槽、超聲波混合處理槽及末端處理槽通過液體管路依次連通;所述強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)結(jié)晶單元由預(yù)熱罐、進料泵、強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器、結(jié)晶器、冷凝器、常壓熱水鍋爐、補給水箱、補給水泵、真空泵、冷凝水儲罐、完成液儲罐、結(jié)晶鹽儲罐、生蒸汽冷凝水儲罐、生蒸汽循環(huán)泵構(gòu)成，預(yù)熱罐的出料口通過進料泵連接至強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的物料進口，強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的濃縮液出口連接至結(jié)晶器，結(jié)晶器的析出口連接至結(jié)晶鹽儲罐，結(jié)晶器的液體出口連接至完成液儲罐;強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的二次蒸汽出口連接冷凝器的進口，冷凝器的冷凝水出口連接至冷凝水儲罐，常壓熱水鍋爐的加熱蒸汽出口連接強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的加熱蒸汽入口，補給水箱通過補給水泵與冷凝器循環(huán)連接，強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的冷凝水出口連接至生蒸汽冷凝水儲罐，并通過生蒸汽循環(huán)泵連接至常壓熱水鍋爐，冷凝水儲罐、完成液儲罐、結(jié)晶鹽儲罐均與真空泵連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征在于：所述的超聲波混合處理槽內(nèi)部設(shè)置有上部超聲波發(fā)生器組及下部超聲波發(fā)生器組，所述上部超聲波發(fā)生器組為6個24kHz超聲波發(fā)生器，所述下部超聲波發(fā)生器組為4個48kHz超聲波發(fā)生器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征在于：所述的強制循環(huán)式超聲蒸發(fā)裝置主要由加熱室、分離室和循環(huán)管構(gòu)成，加熱室包括上管箱、下管箱和管殼組成的外殼，在管殼內(nèi)的兩端焊接上管板及下管板，上管板及下管板之間安裝一組換熱管，加熱室的沸騰蒸汽出口連接至分離室的進口，分離室制有二次蒸汽出口，分離室的流體出口通過循環(huán)管連接回加熱室，其特征在于：在加熱室的下管箱內(nèi)安裝第一超聲換能器，在加熱室的上管箱內(nèi)安裝第二超聲換能器。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征在于：所述的第一超聲換能器是垂直安裝，超聲波的沖擊為垂直沖擊。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征在于：所述的第一超聲換能器的功率參數(shù)為：頻率：22kHz，作用可調(diào)垂直距離≥350mm，工作電壓：220V，極限電流：1.5A，工作功率范圍：44—300W;所述第一超聲換能器的完全湍動工作功率采用220W，此時電流1.0A。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征在于：所述的第二超聲換能器是水平安裝，超聲波的沖擊為水平?jīng)_擊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征在于：所述的第二超聲換能器的功率為：頻率22kHz，作用可調(diào)距離水平距離≥150mm，工作電壓：220V，極限電流：1.5A，工作功率范圍：44—300W;所述的第二超聲換能器的完全湍動工作功率采用176W，此時電流0.8A。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征在于：所述的第一超聲換能器及第二超聲換能器均由一組復(fù)合棒壓電換能器構(gòu)成。
說明書
工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
本實用新型屬于廢水處理和蒸發(fā)結(jié)晶領(lǐng)域，特別是一種工業(yè)廢水 超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置。
背景技術(shù)
超聲波的研究已經(jīng)在食品、醫(yī)療衛(wèi)生和焊接檢測等領(lǐng)域，表現(xiàn)為 超聲提取、超聲滅菌、超聲波探傷等方面。近些年來，超聲波在防除 垢方面的研究受到國內(nèi)外學(xué)者們的廣泛關(guān)注，研究主要集中在超聲波 除垢工藝的方面。
超聲波除垢在造紙黑液蒸發(fā)器的機理研究中，發(fā)現(xiàn)超聲波去垢效 果明顯，提高了傳熱系數(shù)，同時發(fā)現(xiàn)超聲波對碳酸鈣的晶體的形成方 面的影響機理。
現(xiàn)有的研究主要是把超聲波換能器作用一個外部輔助部件，沒有 實現(xiàn)與前處理中的工藝和蒸發(fā)過程設(shè)備的有機結(jié)合，這對超聲蒸發(fā)的 深入研究產(chǎn)生瓶頸。同時，單一的臭氧、光催化和紫外線廢水處理工 藝中的效率較低，投入成本較高，不利于長期的工業(yè)化生產(chǎn)。
雖然，超聲波也被作為一種預(yù)處理手段加入到廢水的處理過程中， 但是形式較為單一，不利于超聲波的作用發(fā)揮;而且現(xiàn)有工藝處理的 廢水在蒸發(fā)結(jié)晶階段在蒸發(fā)設(shè)備中的結(jié)垢一直以來就是蒸發(fā)結(jié)晶中的 難題。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工業(yè)廢水 超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其可提高工業(yè)廢水的處理 效率并抑制蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備結(jié)垢。
本實用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：
一種工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，其特征 在于：由超聲波協(xié)同廢水預(yù)處理單元及強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)結(jié)晶單元 構(gòu)成，所述超聲波協(xié)同廢水預(yù)處理系統(tǒng)由混合反應(yīng)器、沉淀槽、超聲 波混合處理槽及末端處理槽通過液體管路依次連通;所述強制循環(huán)型 超聲蒸發(fā)結(jié)晶單元由預(yù)熱罐、進料泵、強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器、結(jié)晶 器、冷凝器、常壓熱水鍋爐、補給水箱、補給水泵、真空泵、冷凝水 儲罐、完成液儲罐、結(jié)晶鹽儲罐、生蒸汽冷凝水儲罐、生蒸汽循環(huán)泵 構(gòu)成，預(yù)熱罐的出料口通過進料泵連接至強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的物 料進口，強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的濃縮液出口連接至結(jié)晶器，結(jié)晶器 的析出口連接至結(jié)晶鹽儲罐，結(jié)晶器的液體出口連接至完成液儲罐; 強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的二次蒸汽出口連接冷凝器的進口，冷凝器的 冷凝水出口連接至冷凝水儲罐，常壓熱水鍋爐的加熱蒸汽出口連接強 制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的加熱蒸汽入口，補給水箱通過補給水泵與冷凝 器循環(huán)連接，強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器的冷凝水出口連接至生蒸汽冷凝 水儲罐，并通過生蒸汽循環(huán)泵連接至常壓熱水鍋爐，冷凝水儲罐、完 成液儲罐、結(jié)晶鹽儲罐均與真空泵連接。
而且，所述的超聲波混合處理槽內(nèi)部設(shè)置有上部超聲波發(fā)生器組 及下部超聲波發(fā)生器組，所述上部超聲波發(fā)生器組為6個24kHz超聲 波發(fā)生器，所述下部超聲波發(fā)生器組為4個48kHz超聲波發(fā)生器。
而且，所述的強制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器主要由加熱室、分離室和循 環(huán)管構(gòu)成，加熱室包括上管箱、下管箱和管殼組成的外殼，在管殼內(nèi) 的兩端焊接上管板及下管板，上管板及下管板之間安裝一組換熱管， 加熱室的沸騰蒸汽出口連接至分離室的進口，分離室制有二次蒸汽出 口，分離室的流體出口通過循環(huán)管連接回加熱室，其特征在于：在加 熱室的下管箱內(nèi)安裝第一超聲換能器，在加熱室的上管箱內(nèi)安裝第二 超聲換能器。
而且，所述的第一超聲換能器是垂直安裝，超聲波的沖擊為垂直 沖擊。
而且，所述的第一超聲換能器的功率參數(shù)為：頻率：22kHz，作用 可調(diào)垂直距離≥350mm，工作電壓：220V，極限電流：1.5A，工作功 率范圍：44—300W;所述第一超聲換能器的完全湍動工作功率采用 220W，此時電流1.0A。
而且，所述的第二超聲換能器是水平安裝，超聲波的沖擊為水平 沖擊。
而且，所述的第二超聲換能器的功率為：頻率22kHz，作用可調(diào) 距離水平距離≥150mm，工作電壓：220V，極限電流：1.5A，工作功 率范圍：44—300W;所述的第二超聲換能器的完全湍動工作功率采用 176W，此時電流0.8A。
而且，所述的第一超聲換能器及第二超聲換能器均由一組復(fù)合棒 壓電換能器構(gòu)成。
本實用新型的優(yōu)點和有益效果為：
1、本工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，通過在 傳統(tǒng)上臭氧、光催化、紫外線的廢水處理工藝上加入超聲波處理工藝， 同時控制超聲波反應(yīng)器的不同輸出頻率，在混合處理中形成混合流場， 能有效的處理大分子量有機物，使得廢水中的有機物質(zhì)得到充分的降 解，便于在蒸發(fā)結(jié)晶之前進行處理，也使得蒸發(fā)結(jié)晶鹽中的雜質(zhì)成分 含量降低。
2、本工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，使用強 制循環(huán)型超聲蒸發(fā)器，使得處理之后的工業(yè)廢水能夠充分進行蒸發(fā)， 在完成液排出時經(jīng)過冷卻結(jié)晶產(chǎn)生鹽分晶體。整個過程能夠防止蒸發(fā) 過程中污垢的產(chǎn)生，通過超聲空化作用，使得蒸發(fā)器內(nèi)部垢層的產(chǎn)生 受到抑制。在蒸發(fā)濃縮階段，物料廢水在超聲波的作用下，在加熱室 內(nèi)產(chǎn)生空化，產(chǎn)生超聲霧化，大大地提高了傳熱面積，湍流系數(shù)和蒸 汽的揮發(fā)速率。同樣可以使廢水在較低的溫度下，較短的時間內(nèi)完成 超聲蒸發(fā)，降低了液面的成核勢壘，促進廢水料液的內(nèi)部的能量交換， 提高傳熱系數(shù)，強化傳熱，節(jié)省能源的消耗率。
3、本工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，采用強 制循環(huán)式超聲蒸發(fā)裝置，其第一超聲換能器及第二超聲換能器產(chǎn)生的 超聲波與強制循環(huán)的蒸發(fā)液連續(xù)接觸，從而使蒸發(fā)液在超聲空化的作 用下，產(chǎn)生劇烈的擾動，甚至產(chǎn)生霧化現(xiàn)象。這樣的話，就大大的提 高了湍流系數(shù)，增加了傳熱面積。同時，蒸發(fā)液可以在較低的溫度下 快速的蒸發(fā)，降低了成核勢壘，降低了蒸發(fā)液表面張力，促進溶液內(nèi) 部的能量交換，提高換熱效率。
4、本工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，采用強 制循環(huán)式超聲蒸發(fā)裝置，第一超聲換能器的完全湍動工作功率采用 220W，第二超聲換能器的完全湍動工作功率采用176W;在加熱室內(nèi) 部加入兩個不同功率的超聲換能器，下部的第一超聲換能器使加熱室 加熱管內(nèi)產(chǎn)生擾動以及霧化，增加湍動，提高換熱;上部的第二超聲 換能器使得沸騰的蒸發(fā)液產(chǎn)生霧化，在進入分離室之前使得氣相中液 滴足夠的小，更加利于料液的分離。
5、本工業(yè)廢水超聲協(xié)同處理和超聲蒸發(fā)結(jié)晶一體化裝置，采用強 制循環(huán)式超聲蒸發(fā)裝置，能有效地防止加熱室內(nèi)的結(jié)垢，有明顯的去 垢效果，從而進一步地提高傳熱系數(shù)，使得料液的蒸發(fā)過程得以強化， 這樣就為處理易結(jié)垢物料提供了一條非常有效的途徑。
6、本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工藝過程新穎，處理方式獨特， 工業(yè)廢水處理效率高，抑制蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備結(jié)垢等方面的優(yōu)點。
