公布日：2022.03.18
申請日：2021.10.19
分類號：C02F1/04(2006.01)I;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶工藝及設(shè)備，其利用壓縮式熱泵的工作原理，回收二次蒸汽降溫冷凝過程釋放的顯熱和潛熱以及低壓蒸汽冷凝水降溫釋放的顯熱，加熱進入系統(tǒng)的脫硫廢水，大幅節(jié)約了蒸發(fā)濃縮過程中所消耗的熱量。制冷劑在上述系統(tǒng)中形成閉式循環(huán)；脫硫廢水先進入分離器，后經(jīng)強制循環(huán)泵送入加熱器升溫，再進入分離器蒸發(fā)；產(chǎn)生的二次蒸汽先進入冷凝器降溫冷凝，再進入冷凝水罐；濃縮后的脫硫廢水經(jīng)強制循環(huán)泵再次送入加熱器，實現(xiàn)強制循環(huán)蒸發(fā)，達到目標(biāo)濃縮倍率后，經(jīng)濃水管線送往下游裝置。本發(fā)明采用低溫?zé)岜谜舭l(fā)技術(shù)對脫硫廢水進行濃縮減量，最大限度地回收二次蒸汽以及蒸汽冷凝水的余熱，提高了能源利用效率。
權(quán)利要求書
1.一種新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶工藝，其特征在于，包括以下步驟：1)脫硫廢水先通過廢水進料泵(1)進入分離器(2)，后經(jīng)強制循環(huán)泵(3)送入加熱器(4)中升溫吸收熱量，再進入分離器(2)蒸發(fā)；在分離器(2)中濃縮后的脫硫廢水經(jīng)強制循環(huán)泵(3)再次送入加熱器(4)；2)脫硫廢水在分離器(2)蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽在冷凝器(5)中與制冷劑液體間壁換熱，實現(xiàn)降溫冷凝形成二次蒸汽冷凝水，進入冷凝水罐(6)；3)制冷劑在冷凝器(5)、蒸汽冷凝水余熱回收器(14)、氣液分離器(9)、壓縮機(10)、加熱器(4)、儲液器(11)、過濾器(12)、節(jié)流閥(13)之間形成閉式循環(huán)：其中，液體制冷劑在冷凝器(5)中蒸發(fā)吸收大量的熱，使二次蒸汽降溫冷凝，制冷劑蒸汽在加熱器(4)中冷凝釋放大量的熱，使脫硫廢水升溫；氣態(tài)制冷劑經(jīng)過氣液分離器(9)后進入壓縮機(10)，經(jīng)壓縮后壓力和溫度升高，之后進入加熱器(4)放熱冷凝為液態(tài)，使加熱器(4)中脫硫廢水升溫，液態(tài)制冷劑經(jīng)儲液器(11)、過濾器(12)和節(jié)流閥(13)后回到冷凝器(5)，在冷凝器(5)中吸熱汽化，完成制冷劑循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶工藝，其特征在于，所述步驟1)中脫硫廢水在加熱器(4)中與制冷劑蒸汽間壁換熱實現(xiàn)升溫，升溫后進入分離器(2)蒸發(fā)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶工藝，其特征在于，所述步驟2)的二次蒸汽冷凝水進入冷凝水罐(6)后，不凝氣體和冷凝水分別通過真空泵(7)、冷凝水泵(8)泵出。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶工藝，其特征在于，所述加熱器(4)采用多通道換熱器，脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶所需熱量不足部分采用低壓蒸汽補充，通過調(diào)節(jié)低壓蒸汽的用量來調(diào)整脫硫廢水不同的目標(biāo)濃縮倍率。
5.一種實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述工藝的新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備，其特征在于，包括廢水進料泵(1)、分離器(2)、強制循環(huán)泵(3)、加熱器(4)、冷凝器(5)、冷凝水罐(6)、氣液分離器(9)、壓縮機(10)、儲液器(11)、過濾器(12)、節(jié)流閥(13)、蒸汽冷凝水余熱回收器(14)，所述廢水進料泵(1)輸出端連接分離器(2)第一廢水輸入端，所述分離器(2)的廢水輸出端通過強制循環(huán)泵(3)連接加熱器(4)廢水輸入端，所述加熱器(4)的廢水輸出端連接分離器(2)的第二廢水輸入端，所述分離器(2)的氣相輸出端連接冷凝器(5)氣相輸入端，所述冷凝器(5)液相輸出端連接冷凝水罐(6)；所述冷凝器(5)的制冷劑氣相輸出端連接蒸汽冷凝水余熱回收器(14)，所述蒸汽冷凝水余熱回收器(14)、氣液分離器(9)、壓縮機(10)依次連接，所述壓縮機(10)輸出端連接所述加熱器(4)的制冷劑氣相輸入端，所述加熱器(4)的制冷劑液相輸出端依次通過儲液器(11)、過濾器(12)、節(jié)流閥(13)連接所述冷凝器(5)的制冷劑液相輸入端。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備，其特征在于，所述加熱器(4)還連接蒸汽冷凝水余熱回收器(14)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備，其特征在于，所述加熱器(4)還設(shè)置低壓蒸汽補充端，所述低壓蒸汽補充端連接低壓蒸汽設(shè)備輸出端。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備，其特征在于，所述冷凝水罐(6)輸出端連接真空泵(7)、冷凝水泵(8)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備，其特征在于，所述加熱器(4)采用列管式換熱器，所述加熱器(4)的換熱管材質(zhì)采用2205、2507鋼材。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備，其特征在于，所述冷凝器(5)采用列管式換熱器，所述蒸汽冷凝水余熱回收器(14)采用板式換熱器，所述冷凝器(5)、蒸汽冷凝水余熱回收器(14)的換熱管材質(zhì)均采用304、316不銹鋼。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶工藝及設(shè)備，利用壓縮式熱泵工作原理，回收二次蒸汽降溫冷凝過程釋放的顯熱和潛熱以及低壓蒸汽冷凝水降溫釋放的顯熱，加熱進入系統(tǒng)的脫硫廢水，大幅節(jié)約了蒸發(fā)濃縮過程中所消耗的熱量，實現(xiàn)脫硫廢水高濃縮倍率下的濃縮減量，采用低溫?zé)岜谜舭l(fā)技術(shù)可最大限度地回收二次蒸汽以及蒸汽冷凝水的余熱，提高了能源利用效率。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供如下技術(shù)方案：
一種新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶工藝，包括以下步驟：
1)脫硫廢水先通過廢水進料泵進入分離器，后經(jīng)強制循環(huán)泵送入加熱器中升溫吸收熱量，再進入分離器蒸發(fā)；在分離器中濃縮后的脫硫廢水經(jīng)強制循環(huán)泵再次送入加熱器；
2)脫硫廢水在分離器蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽在冷凝器中與制冷劑液體間壁換熱，實現(xiàn)降溫冷凝形成二次蒸汽冷凝水，進入冷凝水罐；
3)制冷劑在冷凝器、蒸汽冷凝水余熱回收器、氣液分離器、壓縮機、加熱器、儲液器、過濾器、節(jié)流閥之間形成閉式循環(huán)：
其中，液體制冷劑在冷凝器中蒸發(fā)吸收大量的熱，使二次蒸汽降溫冷凝，制冷劑蒸汽在加熱器中冷凝釋放大量的熱，使脫硫廢水升溫；
氣態(tài)制冷劑經(jīng)過氣液分離器后進入壓縮機，經(jīng)壓縮后壓力和溫度升高，之后進入加熱器放熱冷凝為液態(tài)，使加熱器中脫硫廢水升溫，液態(tài)制冷劑經(jīng)儲液器、過濾器和節(jié)流閥后回到冷凝器，在冷凝器中吸熱汽化，完成制冷劑循環(huán)。
優(yōu)選的，所述步驟1)中脫硫廢水在加熱器中與制冷劑蒸汽間壁換熱實現(xiàn)升溫，升溫后進入分離器蒸發(fā)。
優(yōu)選的，所述步驟2)的二次蒸汽冷凝水進入冷凝水罐后，不凝氣體和冷凝水分別通過真空泵、冷凝水泵泵出。
優(yōu)選的，所述加熱器采用多通道換熱器，脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶所需熱量不足部分采用低壓蒸汽補充，通過調(diào)節(jié)低壓蒸汽的用量來調(diào)整脫硫廢水不同的目標(biāo)濃縮倍率。
本發(fā)明還提供種一種新型的脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備，包括廢水進料泵、分離器、強制循環(huán)泵、加熱器、冷凝器、冷凝水罐、氣液分離器、壓縮機、儲液器、過濾器、節(jié)流閥、蒸汽冷凝水余熱回收器，所述廢水進料泵輸出端連接分離器第一廢水輸入端，所述分離器的廢水輸出端通過強制循環(huán)泵連接加熱器廢水輸入端，所述加熱器的廢水輸出端連接分離器的第二廢水輸入端，所述分離器的氣相輸出端連接冷凝器氣相輸入端，所述冷凝器液相輸出端連接冷凝水罐；
所述冷凝器的制冷劑氣相輸出端連接蒸汽冷凝水余熱回收器，所述蒸汽冷凝水余熱回收器、氣液分離器、壓縮機依次連接，所述壓縮機輸出端連接所述加熱器的制冷劑氣相輸入端，所述加熱器的制冷劑液相輸出端依次通過儲液器、過濾器、節(jié)流閥連接所述冷凝器的制冷劑液相輸入端。
優(yōu)選的，所述加熱器還連接蒸汽冷凝水余熱回收器。
優(yōu)選的，所述加熱器還設(shè)置低壓蒸汽補充端，所述低壓蒸汽補充端連接低壓蒸汽設(shè)備輸出端。
優(yōu)選的，所述冷凝水罐輸出端連接真空泵、冷凝水泵。
優(yōu)選的，所述加熱器采用列管式換熱器，所述加熱器的換熱管材質(zhì)采用2205、2507鋼材。
優(yōu)選的，所述冷凝器采用列管式換熱器，所述蒸汽冷凝水余熱回收器采用板式換熱器，所述冷凝器、蒸汽冷凝水余熱回收器的換熱管材質(zhì)均采用304、316不銹鋼。
本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
a、本工藝采用低溫?zé)岜谜舭l(fā)技術(shù)，最大限度地回收二次蒸汽以及低壓蒸汽冷凝水的余熱，提高了能源利用效率；
b、回收的二次蒸汽冷凝水可作為脫硫工藝水補水，減少脫硫系統(tǒng)總體水耗；
c、加熱器采用多通道換熱器，脫硫廢水蒸發(fā)濃縮所需熱量不足部分采用低壓蒸汽補充；
d、可通過調(diào)節(jié)低壓蒸汽的用量實現(xiàn)脫硫廢水不同的目標(biāo)濃縮倍率，最大限度地提升脫硫廢水蒸發(fā)結(jié)晶工藝的技術(shù)經(jīng)濟性和可調(diào)性；
e、采用強制循環(huán)蒸發(fā)工藝，可有效地防止脫硫廢水蒸發(fā)濃縮過程中的結(jié)垢問題；
f、加熱器換熱管材質(zhì)采用2205、2507或其它更高等級的耐腐蝕鋼材，可有效抑制脫硫廢水氯離子腐蝕。
（發(fā)明人：周印羲;吳寶剛;霍玉濤;于普法;趙宏彬;於華）
