一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其使用的能源主要是太陽能，由太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水預(yù)熱廢水，利用氣體的載濕能力，在蒸發(fā)室中與預(yù)熱廢水接觸后攜帶水蒸汽，利用太陽能驅(qū)動(dòng)的溴化鋰制冷機(jī)產(chǎn)生的冷卻水在表冷器中將載濕氣體冷凝，除濕后的氣體再進(jìn)入蒸發(fā)室去循環(huán)載濕。本發(fā)明不需要消耗蒸汽，節(jié)能顯著，并可實(shí)現(xiàn)低溫蒸發(fā)，可廣泛的應(yīng)用于石油化工、食品、輕工、制藥、污水處理、海水淡化等行業(yè)。
【專利說明】一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，可廣泛的應(yīng)用于石油化工、食品、輕 工、制藥、污水處理、海水淡化等行業(yè)。

【背景技術(shù)】
[0002] 隨著工業(yè)的發(fā)展和水資源的緊缺，一些工業(yè)行業(yè)所產(chǎn)生的廢水污染濃度越來越 高，成分越來越復(fù)雜，排放量越來越大，這些廢水中除了含有有機(jī)污染物外，還含有大量的 無機(jī)鹽，如Cl_，S0 42_，Na+，Ca2+等離子。這些高鹽、高有機(jī)物廢水，若未經(jīng)處理直接排放，勢(shì) 必會(huì)對(duì)水體生物、生活飲用水和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)用水產(chǎn)生極大的危害。
[0003] 蒸發(fā)法是常用的高含鹽廢水的處理方法，其工藝簡(jiǎn)單，但由于蒸發(fā)過程中需要消 耗大量的蒸汽，是一個(gè)高能耗過程，因此開發(fā)高效節(jié)能的蒸發(fā)脫鹽工藝及裝置，降低能源消 耗，或使用清潔能源，保護(hù)環(huán)境，探索行之有效的高鹽度有機(jī)廢水處理技術(shù)已經(jīng)成為目前廢 水處理的熱點(diǎn)之一。
[0004] 當(dāng)前主要采用廢水蒸發(fā)工藝主要有多效蒸發(fā)技術(shù)和機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)。多效蒸 發(fā)技術(shù)是利用前效蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽，作為后效蒸發(fā)器的熱源，達(dá)到節(jié)約蒸汽使用量的 目的，但其設(shè)備占地面積大，投資成本高。機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)工作原理是：利用蒸汽壓縮 機(jī)（風(fēng)機(jī)）對(duì)蒸發(fā)器中產(chǎn)生的二次蒸汽進(jìn)行壓縮，二次蒸汽溫度、壓力提高，熱焓增加，可再 進(jìn)入蒸發(fā)器系統(tǒng)內(nèi)作為蒸發(fā)熱源，這樣可以多次重復(fù)利用所產(chǎn)生的二次蒸汽的熱量，源源 不斷進(jìn)行循環(huán)蒸發(fā)，機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)僅消耗電能，大大節(jié)約的蒸汽使用量，但對(duì)其核心 裝備機(jī)械蒸汽壓縮機(jī)的性能要求較高，初期投資也較大。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中采用的廢水蒸發(fā)工藝存在的不足，本發(fā)明利用太陽能作為蒸發(fā)系 統(tǒng)的能源，并帶有蓄熱裝置，保證系統(tǒng)能夠連續(xù)運(yùn)行。利用氣體的載濕能力來吸收廢水中的 水分，經(jīng)多次循環(huán)吸收，吸收效率更高，無二次污染排放，更加環(huán)保。采用將濕空氣抽入表冷 器中冷凝的方式，從而大大縮減了設(shè)備的體積。除此之外，裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，能大大 節(jié)約投資和使用成本。而且本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)70°C以下的低溫蒸發(fā)，適用于熱敏性物質(zhì)的蒸 發(fā)，在醫(yī)藥、食品、海水淡化、精細(xì)化工等多個(gè)行業(yè)均可得到應(yīng)用。
[0006] 本發(fā)明的目的是通過以下工作流程實(shí)現(xiàn)的，包括1)廢液注入過濾式廢水儲(chǔ)罐除 去固體后，由進(jìn)料泵送入預(yù)熱器中加熱至40°C-70°C。2)加熱后的廢水進(jìn)入超重力旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)室中。3)常溫氣體由管道風(fēng)機(jī)吹入超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中，與廢液錯(cuò)流換熱，并吸收部分水 分，水蒸汽無污染。4)吸收水分后的載濕氣體經(jīng)由管道風(fēng)機(jī)抽入表冷器中進(jìn)行冷凝。5)表 冷器中載濕氣體與太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)中的冷卻水進(jìn)行換熱冷卻，水蒸汽凝結(jié)成純水流 入冷凝水儲(chǔ)罐。6)在超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中，隨著水蒸汽蒸發(fā)廢液濃度增加，達(dá)到排出濃度的 高濃度濃縮液排出蒸發(fā)室去進(jìn)行固液分離，未達(dá)到排出濃度的廢液，由溶液循環(huán)泵再次送 入超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中進(jìn)行循環(huán)處理。
[0007] 本發(fā)明利用氣體所具有的載濕能力將廢水中的純水提出。
[0008] 所述的氣體選用空氣，當(dāng)涉及藥品、食品等工業(yè)時(shí)可選用氮?dú)狻?br> [0009] 本發(fā)明的利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，它由過濾式廢水儲(chǔ)罐、進(jìn)料泵、預(yù)熱器、超 重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室、管道風(fēng)機(jī)、表冷器、冷凝水儲(chǔ)罐和太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)等組成，太陽能 集熱器產(chǎn)生90°C左右的熱水（a)用來驅(qū)動(dòng)太陽能溴化鋰制冷機(jī)制冷，（b)進(jìn)入預(yù)熱器作為 處理廢水的加熱介質(zhì)，（c)用來在相變蓄熱器中進(jìn)行儲(chǔ)能；本發(fā)明利用氣體的載濕能力，在 蒸發(fā)室中與預(yù)熱廢水接觸后攜帶水蒸汽，實(shí)現(xiàn)40°C - 70°C的低溫蒸發(fā)，載濕后的濕空氣進(jìn) 入所述表冷器中冷凝將純水提出，除濕后的氣體再進(jìn)入所述蒸發(fā)室去循環(huán)載濕。本發(fā)明蒸 發(fā)室中利用超重力旋轉(zhuǎn)床使廢液與循環(huán)氣體錯(cuò)流接觸，進(jìn)一步強(qiáng)化氣體的吸濕過程。
[0010] 所述預(yù)熱器中用于加熱廢水的熱量由經(jīng)所述太陽能集熱器加熱的熱水提供；在所 述表冷器中冷凝載濕氣體的熱量由經(jīng)所述溴化鋰制冷機(jī)的冷卻水提供。
[0011] 所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室包括第二進(jìn)口管、第二出口管、第三出口管、第四出口管、 第五出口管、第三進(jìn)口管；
[0012] 所述第二進(jìn)口管設(shè)于所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室的左側(cè)下方與所述三通閥相連，用于 所述廢液地流入；所述第二出口管與所述第三出口管設(shè)于所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室上端與所 述管道風(fēng)機(jī)相連用于載濕空氣的抽出；所述第四出口管設(shè)于所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室的下端 左側(cè)與所述溶液循環(huán)泵相連用于循環(huán)廢液的流出；所述第五出口設(shè)于所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā) 室下端右側(cè)與所述固液分離器相連，用于排出高濃度濃縮廢液；所述第三進(jìn)口管設(shè)于所述 超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室右側(cè)下方與所述管道風(fēng)機(jī)相連用于循環(huán)氣體地流入。
[0013] 所述的超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室將除沫、蒸發(fā)、濃縮三個(gè)過程合成在同一容器內(nèi)；利用超 重力旋轉(zhuǎn)床進(jìn)行氣體吸濕過程的強(qiáng)化從而進(jìn)行的低溫常壓下的蒸發(fā)。
[0014] 所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室填料為平直絲網(wǎng)，當(dāng)絲網(wǎng)堵塞時(shí)，打開所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)室上端法蘭蓋后予以清理更換。
[0015] 所述預(yù)熱器的主要材料是金屬鈦和雙相不銹鋼。
[0016] 所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室表面材料主要是玻璃鋼。
[0017] 所述表冷器包括第四進(jìn)口管、第六出口管、第七出口、第五進(jìn)口管和第八出口管；
[0018] 所述第四進(jìn)口管設(shè)于所述表冷器頂端與所述管道風(fēng)機(jī)相連用于載濕氣體流入所 述表冷器中；所述第六出口管設(shè)于所述表冷器底端與所述管道風(fēng)機(jī)相連用于常溫氣體地流 出；所述第七出口設(shè)于所述表冷器下端右側(cè)用于水蒸汽冷凝后的純水地流出；所述第五進(jìn) 口管設(shè)于所述表冷器右側(cè)下方與所述溴化鋰制冷機(jī)相連用于冷卻水地流入；所述第八出口 管設(shè)于所述表冷器左側(cè)上方與所述冷卻水循環(huán)泵相連用于換熱后的冷卻水地流出。
[0019] 所述表冷器為翅片板式換熱器；材料主要采用不銹鋼。
[0020] 所述太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)包括溴化鋰制冷機(jī)、熱水箱、熱水循環(huán)泵、太陽能集熱 器、蓄熱器和冷卻水循環(huán)泵；
[0021] 所述溴化鋰制冷機(jī)包括第六進(jìn)口、第九出口、第七進(jìn)口和第十出口；
[0022] 所述第六進(jìn)口設(shè)于所述溴化鋰制冷機(jī)頂端與所述太陽能集熱器的第十二出口相 連用于經(jīng)所述太陽能集熱器加熱后的熱水流入驅(qū)動(dòng)所述溴化鋰制冷機(jī)制冷；所述第九出口 設(shè)于所述溴化鋰制冷機(jī)底端與所述熱水箱的第八進(jìn)口相連用于熱水地流出；所述第七進(jìn)口 設(shè)于所述溴化鋰制冷機(jī)右側(cè)下方與所述冷卻水循環(huán)泵相連用于冷卻水地流入；所述第十出 口設(shè)于所述溴化鋰制冷機(jī)右側(cè)中部與所述表冷器的第五進(jìn)口相連用于冷卻水地流出。
[0023] 所述熱水箱與所述溴化鋰制冷機(jī)的第九出口相連用于熱水地流入，與所述預(yù)熱器 相連用于與廢水換熱后的熱水地流入，與所述熱水循環(huán)泵相連用于熱水地流出。
[0024] 所述冷卻水循環(huán)泵與所述溴化鋰制冷機(jī)相連用于將冷卻水打入所述溴化鋰制冷 機(jī)中。
[0025] 所述太陽能集熱器在太陽光照足夠正常工作時(shí)，進(jìn)口閥和出口閥打開，經(jīng)所述太 陽能集熱器加熱的熱水（a)進(jìn)入所述溴化鋰制冷機(jī)驅(qū)動(dòng)制冷，（b)進(jìn)入所述預(yù)熱器中加熱 廢水，（c)進(jìn)入蓄熱器中進(jìn)行儲(chǔ)能。
[0026] 所述太陽能集熱器在太陽光照不足時(shí)，關(guān)閉進(jìn)口閥和出口閥，所述蓄熱器將儲(chǔ)存 的熱量放出加熱熱水（a)驅(qū)動(dòng)所述溴化鋰制冷機(jī)制冷，（b)進(jìn)入所述預(yù)熱器中加熱廢水。
[0027] 所述蓄熱器為一種管殼式換熱器，中間管程通入蓄熱介質(zhì)，蓄熱介質(zhì)為石蠟，外層 殼程用來通入熱水。
[0028] 所述一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)還包括溶液循環(huán)泵、溶液進(jìn)口閥、溶液循環(huán) 閥和固液分離器；
[0029] 所述溶液循環(huán)泵與所述第四出口管相連，用于將循環(huán)廢液經(jīng)所述溶液循環(huán)閥打入 所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中去循環(huán)蒸發(fā)；所述溶液進(jìn)口閥與所述溶液循環(huán)閥通過三通閥連接 于所述第二進(jìn)口管；所述固液分離器與所述第五出口管相連，用于將所述高濃度濃縮廢液 進(jìn)行固液分離。
[0030] 本發(fā)明一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，具有以下優(yōu)點(diǎn)或者效益：本發(fā)明采用自 然蒸發(fā)，利用氣體的載濕能力進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)過程不需要消耗蒸汽，節(jié)能效果更加顯著。本 發(fā)明利用太陽能集熱器吸收的太陽能為系統(tǒng)提供所需能量，且系統(tǒng)中設(shè)有蓄熱器，從而能 夠保證系統(tǒng)陰天時(shí)也能正常運(yùn)作，使用能源更加環(huán)保清潔。本發(fā)明采用蒸發(fā)技術(shù)，整體工 藝中不添加任何化學(xué)物質(zhì)，因此回收的物質(zhì)更具有利用價(jià)值。本發(fā)明采用板翅式換熱器作 為表冷器，對(duì)載濕氣體進(jìn)行冷凝除濕，冷卻水作為冷卻介質(zhì)循環(huán)使用，大大縮減了設(shè)備的體 積。本發(fā)明可用于多個(gè)行業(yè)，在涉及食品、制藥等行業(yè)時(shí)可將用于載濕的氣體選用氮?dú)狻Ｅc 傳統(tǒng)蒸發(fā)脫鹽工藝相比，本發(fā)明蒸發(fā)室溫度控制在70°C以下，可以很好地完成與廢水中與 水性質(zhì)相似物質(zhì)的分離。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0031] 圖1本發(fā)明的利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)的工作流程示意圖。
[0032] 圖2本發(fā)明的蓄熱器工作流程示意圖。
[0033] 圖3本發(fā)明的表冷器結(jié)構(gòu)示意圖。 具體實(shí)施方案
[0034] 以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0035] 如圖1所示，一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，包括：過濾式廢水儲(chǔ)罐1、進(jìn)料泵2、 預(yù)熱器3、超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室4、管道風(fēng)機(jī)5、7、表冷器6、冷凝水儲(chǔ)罐8、太陽能溴化鋰制冷系 統(tǒng)9、溶液循環(huán)泵10、溶液進(jìn)口閥11、溶液循環(huán)閥12和固液分離器13等組成。其中帶有箭 頭的實(shí)現(xiàn)均為管道，箭頭方向代表管道內(nèi)工質(zhì)流動(dòng)方向。
[0036] 為了對(duì)本發(fā)明一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)充分的理解，下面以皮革廠生產(chǎn)后 的工業(yè)廢水為例進(jìn)行介紹。皮革廠生產(chǎn)后的工業(yè)廢水主要包含高濃度的鹵水不能直接排入 城市廢水系統(tǒng)。
[0037] 將含有高濃度的鹵水通過第一進(jìn)口管1-11注入到過濾式廢水儲(chǔ)罐1中，過濾除去 固體，由進(jìn)料泵2打入預(yù)熱器3中，與來自經(jīng)過太陽能集熱器94加熱后的熱水進(jìn)行換熱，高 濃度鹵水被加熱至60°C，隨后進(jìn)入超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室4中由液體分布器噴灑在填料邊緣， 填料隨旋轉(zhuǎn)床高速旋轉(zhuǎn)，在離心力作用下，廢液穿過填料徑向被甩出。由管道風(fēng)機(jī)7吹入的 常溫氣體由第三進(jìn)口管45進(jìn)入超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室4中，并向上流動(dòng)，與高濃度鹵水錯(cuò)流換 熱。氣體溫度升高載濕能力增強(qiáng)，吸收高濃度鹵水和化學(xué)廢水中的水分，水蒸汽無污染。載 濕后的氣體被管道風(fēng)機(jī)5抽入翅片板式表冷器6中，與溴化鋰制冷機(jī)91提供的冷卻水進(jìn)行 換熱冷凝。冷凝后的純水由第七出口管63流入冷凝水儲(chǔ)罐8中。除水后的氣體循環(huán)使用。 在超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室4中，隨著水蒸汽蒸發(fā)高濃度鹵水濃度增加，達(dá)到排出濃度的鹵水濃 縮液排出蒸發(fā)室去進(jìn)行固液分離后得到的固體回收利用，未達(dá)到排出濃度的鹵水廢液，由 溶液循環(huán)泵再次送入超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中進(jìn)行循環(huán)處理。本系統(tǒng)運(yùn)行過程時(shí)，預(yù)熱器中用 于加熱廢水的熱量由經(jīng)太陽能集熱器加熱的熱水提供。表冷器中冷凝載濕氣體的熱量由經(jīng) 溴化鋰制冷機(jī)的冷卻水提供。
[0038] 圖2是本實(shí)施例的太陽能蓄熱器工作流程示意圖。
[0039] 太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)9包括溴化鋰制冷機(jī)91、熱水箱92、熱水循環(huán)泵93、太陽 能集熱器94、蓄熱器95和冷卻水循環(huán)泵96 ;溴化鋰制冷機(jī)91包括第六進(jìn)口 911、第九出口 912、第七進(jìn)口 914和第十出口 913 ;第六進(jìn)口 911設(shè)于溴化鋰制冷機(jī)91頂端與太陽能集熱 器94的第十二出口 941相連用于經(jīng)太陽能集熱器94加熱后的熱水流入驅(qū)動(dòng)溴化鋰制冷機(jī) 91制冷；第九出口 912設(shè)于溴化鋰制冷機(jī)91底端與所述熱水箱92的第八進(jìn)口 921相連用 于熱水地流出；第七進(jìn)口 914設(shè)于溴化鋰制冷機(jī)91右側(cè)下方與冷卻水循環(huán)泵95相連用于 冷卻水地流入；第十出口 913設(shè)于溴化鋰制冷機(jī)91右側(cè)中部與表冷器6的第五進(jìn)口 64相 連用于冷卻水地流出；熱水箱92與溴化鋰制冷機(jī)91的第九出口 912相連用于熱水的流入， 與預(yù)熱器3相連用于與廢水換熱后的熱水流入，與熱水循環(huán)泵93相連用于熱水流出；冷卻 水循環(huán)泵96與溴化鋰制冷機(jī)91相連用于將冷卻水打入溴化鋰制冷機(jī)91中。晴天時(shí)，太陽 能集熱器94正常工作時(shí)，進(jìn)口閥942和出口閥941打開，經(jīng)太陽能集熱器94加熱的熱水進(jìn) 入溴化鋰制冷機(jī)91驅(qū)動(dòng)制冷，進(jìn)入預(yù)熱器3中加熱廢水，進(jìn)入蓄熱器中進(jìn)行儲(chǔ)能；陰天是， 太陽能集熱器94不能正常工作時(shí)，關(guān)閉進(jìn)口閥942和出口閥941，蓄熱器95將儲(chǔ)存的熱量 放出加熱熱水驅(qū)動(dòng)溴化鋰制冷機(jī)91制冷，進(jìn)入預(yù)熱器3中加熱廢水。
[0040] 圖3是表冷器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041] 表冷器6是一種翅片板式換熱器6,它包括第四進(jìn)口管61、第六出口管62、第七出 口管63、第五進(jìn)口管64和第八出口管65 ;第四進(jìn)口管61設(shè)于表冷器6頂端與管道風(fēng)機(jī)5 相連用于載濕氣體流入表冷器6中；第六出口管62設(shè)于表冷器6底端與管道風(fēng)機(jī)7相連用 于常溫氣體地流出；第七出口管63設(shè)于表冷器6下端右側(cè)用于水蒸汽冷凝后的純水地流 出；第五進(jìn)口管64設(shè)于表冷器6右側(cè)下方與溴化鋰制冷機(jī)91相連用于冷卻水地流入；第八 出口管65設(shè)于翅片板表冷器6左側(cè)上方與冷卻水循環(huán)泵96相連用于換熱后的冷卻水地流 出。
[0042] 本發(fā)明適用于廢水、廢液濃縮處理、精細(xì)化工、制藥工業(yè)、垃圾場(chǎng)濾液、反滲透濃縮 液、金屬礦開采和加工、羊毛清洗、造紙、煤化工/石油提煉、油氣開采、食品加工、農(nóng)藥/除 草劑、皮革處理等行業(yè)。
[0043] 本發(fā)明利用氣體的載濕能力進(jìn)行蒸發(fā)，蒸發(fā)過程不需要消耗蒸汽，節(jié)能效果更加 顯著。利用太陽能集熱器吸收的太陽能為系統(tǒng)提供所需能量，且系統(tǒng)中設(shè)有蓄熱器，從而能 夠保證系統(tǒng)能夠連續(xù)工作。采用翅片板式換熱器作為表冷器，對(duì)濕空氣進(jìn)行冷凝除濕，冷凝 水作為冷卻介質(zhì)循環(huán)使用，大大縮減了設(shè)備的體積。本發(fā)明蒸發(fā)室溫度控制在70°C以下，可 以完成廢水中與水性質(zhì)相似組分的分離。
[0044] 本發(fā)明的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)使用的能源主要是太陽能，由太陽能集熱器產(chǎn)生的熱水預(yù) 熱廢水，利用氣體的載濕能力，在蒸發(fā)室中與預(yù)熱廢水接觸后攜帶水蒸汽，利用太陽能驅(qū)動(dòng) 的溴化鋰制冷機(jī)產(chǎn)生的冷卻水在表冷器中將載濕氣體冷凝，除濕后的氣體再進(jìn)入蒸發(fā)室去 循環(huán)載濕。該蒸發(fā)系統(tǒng)不需要消耗蒸汽，節(jié)能顯著，并可實(shí)現(xiàn)低溫蒸發(fā)。
[0045] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，應(yīng)理解該實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于 限制本發(fā)明的范圍，在閱讀本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改 或應(yīng)用范圍的拓展均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，包括太陽能集熱器，其特征在于：它由過濾式廢 水儲(chǔ)罐（1)、進(jìn)料泵（2)、預(yù)熱器（3)、蒸發(fā)室（4)、管道風(fēng)機(jī)（5、7)、表冷器（6)、冷凝水儲(chǔ)罐 (8)和太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)（9)組成，所述太陽能集熱器產(chǎn)生90°C左右的熱水用來驅(qū)動(dòng) 所述太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)（9)制冷，熱水進(jìn)入所述預(yù)熱器（3)作為處理廢水的加熱介質(zhì)， 用來在相變蓄熱器中進(jìn)行儲(chǔ)能；載濕氣體在所述蒸發(fā)室（4)中與預(yù)熱廢水接觸后攜帶水蒸 汽，實(shí)現(xiàn)40°C - 70°C的低溫蒸發(fā)，載濕后的濕空氣進(jìn)入所述表冷器（6)中冷凝將純水提出， 除濕后的氣體再進(jìn)入所述蒸發(fā)室（6)去循環(huán)載濕。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：所述蒸發(fā)室（4)為一種超重力 旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)，蒸發(fā)室中利用超重力旋轉(zhuǎn)床使廢液與循環(huán)氣體錯(cuò)流接觸，進(jìn)一步強(qiáng)化氣體 的吸濕過程；所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)包括第二進(jìn)口管（46)、第二出口管（41)、第三出口 管（42)、第四出口管（43)、第五出口管（44)、第三進(jìn)口管（45); 所述第二進(jìn)口管（46)設(shè)于所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)的左側(cè)下方與所述三通閥相連， 用于所述廢液的流入；所述第二出口管（41)與所述第三出口管（42)設(shè)于所述超重力旋轉(zhuǎn) 蒸發(fā)室（4)上端與所述管道風(fēng)機(jī)（5)相連用于載濕空氣的抽出；所述第四出口管（43)設(shè) 于所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)的下端左側(cè)與所述溶液循環(huán)泵（10)相連用于循環(huán)廢液的流 出；所述第五出口（44)設(shè)于所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)下端右側(cè)與所述固液分離器（13) 相連，用于排出高濃度濃縮廢液；所述第三進(jìn)口管（45)設(shè)于所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)右 側(cè)下方與所述管道風(fēng)機(jī)（7)相連用于循環(huán)氣體地流入。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)將 除沫、蒸發(fā)、濃縮三個(gè)過程合成在同一容器內(nèi)，同時(shí)載濕氣體與通過超重力旋轉(zhuǎn)床霧化的廢 液接觸，達(dá)到強(qiáng)化傳熱傳質(zhì)的目的； 所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)填料為平直絲網(wǎng)，當(dāng)絲網(wǎng)堵塞時(shí)，打開所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸 發(fā)室（4)上端法蘭蓋后予以清理更換； 所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)表面材料是玻璃鋼。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種利用太陽能的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：所述表冷器 (6) 是一種翅片板式換熱器（6)，它包括第四進(jìn)口管（61)、第六出口管（62)、第七出口管 (63)、第五進(jìn)口管（64)和第八出口管（65); 所述第四進(jìn)口管（61)設(shè)于所述表冷器（6)頂端與所述管道風(fēng)機(jī)（5)相連用于載濕氣 體流入所述表冷器（6)中；所述第六出口管￠2)設(shè)于所述表冷器（6)底端與所述管道風(fēng)機(jī) (7) 相連用于常溫氣體地流出；所述第七出口管（63)設(shè)于所述表冷器（6)下端右側(cè)用于水 蒸汽冷凝后的純水地流出；所述第五進(jìn)口管（64)設(shè)于所述表冷器（6)右側(cè)下方與太陽能溴 化鋰制冷系統(tǒng)（9)中的溴化鋰制冷機(jī)（91)相連用于冷卻水地流入；所述第八出口管（65) 設(shè)于所述翅片板表冷器（6)左側(cè)上方與太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)（9)中的冷卻水循環(huán)泵（96) 相連用于換熱后的冷卻水地流出。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：所述太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)（9) 包括溴化鋰制冷機(jī)（91)、熱水箱（92)、熱水循環(huán)泵（93)、所述太陽能集熱器（94)、蓄熱器 (95)和冷卻水循環(huán)泵（96); 所述溴化鋰制冷機(jī)（91)包括第六進(jìn)口（911)、第九出口（912)、第七進(jìn)口（914)和第十 出口（913); 所述第六進(jìn)口（911)設(shè)于所述溴化鋰制冷機(jī)（91)頂端與所述太陽能集熱器（94)的第 十二出口（941)相連用于經(jīng)所述太陽能集熱器（94)加熱后的熱水流入驅(qū)動(dòng)所述溴化鋰制 冷機(jī)（91)制冷；所述第九出口（912)設(shè)于所述溴化鋰制冷機(jī)（91)底端與所述熱水箱（92) 的第八進(jìn)口（921)相連用于熱水地流出；所述第七進(jìn)口（914)設(shè)于所述溴化鋰制冷機(jī)（91) 右側(cè)下方與所述冷卻水循環(huán)泵（95)相連用于冷卻水地流入；所述第十出口（913)設(shè)于所述 溴化鋰制冷機(jī)（91)右側(cè)中部與所述表冷器￠)的第五進(jìn)口 ￠4)相連用于冷卻水地流出； 所述熱水箱（92)與所述溴化鋰制冷機(jī)（91)的第九出口（912)相連用于熱水的流入， 與所述預(yù)熱器（3)相連用于與廢水換熱后的熱水流入，與所述熱水循環(huán)泵（93)相連用于熱 水流出； 所述冷卻水循環(huán)泵（96)與所述溴化鋰制冷機(jī)（91)相連用于將冷卻水打入所述溴化鋰 制冷機(jī)（91)中。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：當(dāng)太陽光照足夠，所述太陽能集 熱器（94)正常工作時(shí)，進(jìn)口閥（942)和出口閥（941)打開，經(jīng)所述太陽能集熱器（94)加熱 的熱水進(jìn)入所述溴化鋰制冷機(jī)（91)驅(qū)動(dòng)制冷，進(jìn)入所述預(yù)熱器（3)中加熱廢水，進(jìn)入蓄熱 器中進(jìn)行儲(chǔ)能； 當(dāng)太陽光照不夠，所述太陽能集熱器（94)不能正常工作時(shí)，關(guān)閉進(jìn)口閥（942)和出口 閥（941)，所述蓄熱器（95)將儲(chǔ)存的熱量放出加熱熱水驅(qū)動(dòng)所述溴化鋰制冷機(jī)（91)制冷， 進(jìn)入所述預(yù)熱器（3)中加熱廢水。
7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述蓄熱器（95)為一種管殼式 換熱器，中間管程通入相變蓄熱材料，相變蓄熱材料的相變溫度為80°C - 90°C，殼程用來 通入熱水。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：它還包括溶液循環(huán)泵（10)、溶液 進(jìn)口閥（11)、溶液循環(huán)閥（12)和固液分離器（13); 所述溶液循環(huán)泵（10)與所述第四出口管（43)相連，用于將循環(huán)廢液經(jīng)所述溶液循環(huán) 閥（12)打入所述超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室（4)中去循環(huán)蒸發(fā)；所述溶液進(jìn)口閥（11)與所述溶液 循環(huán)閥（12)通過三通閥連接于所述第二進(jìn)口管（46);所述固液分離器（13)與所述第五出 口管（44)相連，用于將所述高濃度濃縮廢液進(jìn)行固液分離。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于：所述預(yù)熱器（3)材料是金屬鈦 和雙相不銹鋼；所述表冷器（6)材料采用不銹鋼；在所述預(yù)熱器（3)中用于加熱廢水的介 質(zhì)由經(jīng)太陽能集熱器（94)加熱的熱水提供；在所述表冷器（6)中冷凝載濕氣體的冷卻水由 經(jīng)所述溴化鋰制冷機(jī)（91)的提供；載濕氣體選用空氣或氮?dú)狻?br> 10. -種利用太陽能的廢水蒸發(fā)方法，其特征在于，具體步驟為： 步驟一、廢液注入過濾式廢水儲(chǔ)罐除去固體后，由進(jìn)料泵送入預(yù)熱器中加熱至40°C- 70 V ； 步驟二、加熱后的廢水進(jìn)入超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中； 步驟三、常溫氣體由管道風(fēng)機(jī)吹入超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中，與廢液錯(cuò)流換熱，并吸收部分 水分，水蒸汽無污染； 步驟四、吸收水分后的載濕氣體經(jīng)由管道風(fēng)機(jī)抽入表冷器中進(jìn)行冷凝； 步驟五、表冷器中載濕氣體與太陽能溴化鋰制冷系統(tǒng)中的冷卻水進(jìn)行換熱冷卻，水蒸 汽凝結(jié)成純水流入冷凝水儲(chǔ)罐； 步驟六、在超重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中，隨著水蒸汽蒸發(fā)廢液濃度增加，達(dá)到排出濃度的高濃 度濃縮液排出蒸發(fā)室去進(jìn)行固液分離，未達(dá)到排出濃度的廢液，由溶液循環(huán)泵再次送入超 重力旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)室中進(jìn)行循環(huán)處理。
【文檔編號(hào)】C02F1/14GK104118918SQ201410404518
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年8月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月15日
【發(fā)明者】李洋, 凌祥, 周瑞文, 涂善東 申請(qǐng)人:南京工業(yè)大學(xué)