[发明专利]一种基于热力压缩的蒸发浓缩系统

说明书

本发明公开了一种基于热力压缩的蒸发浓缩系统。基于热力压缩和空气增湿除湿原理，吸收料液中水分，水分冷凝回收，料液经多次循环蒸发后，浓度不断升高，浓缩液结晶回收。系统通过蒸汽喷射泵回收循环载湿气体热能，同时实现料液加热、余热回收、冷凝水冷凝等操作。该系统具有能耗低，工艺流程简单，动设备少，能量利用率高等优点，可广泛应用于食品、制药、化工、冶金等行业中。

技术领域

本发明属于蒸发浓缩领域，具体涉及一种基于热力压缩的蒸发浓缩系统，广泛应用于石油化工、食品、轻工、制药、污水处理、沼液浓缩、海水淡化等行业。

背景技术

淡水是人类生存和发展的重要资源，随着社会的发展及工业经济的提速，人类对水资源的需求越来越大，与此同时，生态环境破坏，水资源污染愈加严重，保护现有水资源，充分利用水资源和治理水环境污染成为当今社会最迫切的问题。

在印染行业、线路板行业、电镀行业、炼油行业或其他有机化工行业中，往往会产生高浓度的废水(或废液)，这些废水的COD浓度很高，COD≧20000mg/L，甚至高达200000mg/L。此外往往还含有部分碱性物质和溶解盐(TDS：2-15％)。采用化学氧化法处理，比如Fenton氧化，存在药剂添加量大、处理成本高、处理后水质无法保证等问题。如果采用膜分离技术，设备简单，操作方便，但是在处理高浓度含盐废水时，膜易污染，清洗周期短，这使得膜的产水量下降，产水水质变差。

多级闪蒸过程原理如下：将原料海水加热到一定温度后引入闪蒸室，由于该闪蒸室中的压力控制在低于热盐水温度所对应的饱和蒸汽压的条件下，故热盐水进入闪蒸室后即因为过热而急速的部分气化，从而使热盐水自身的温度降低，所产生的蒸汽冷凝后即为所需的淡水。

在解决水问题时，蒸发浓缩技术凭借其高效性和易操作性，被广泛应用。如被广泛用于海水淡化的多级闪蒸技术，海水在闪蒸室内因过热而急速的部分气化，产生淡水。虽然多级闪蒸有很多优点，但是在运行过程中存在操作温度高，传热效率低，能源消耗大，操作弹性小等缺点；应用更为广泛的多效蒸发浓缩系统可以有效的降低蒸发能耗，但也存在以下不足：如需多个冷凝器进行冷凝，设备投资大，冷凝效率较低，且操作条件需要在负压条件下进行，因此对运行设备的密封要求更高。机械蒸汽再压缩技术利用蒸发室内沸腾的废水蒸发出的二次蒸汽通过压缩机进行绝热压缩后，做为热源重新利用，但因其核心动设备蒸汽压缩机转速高，容易产生腐蚀、疲劳等问题，较难大规模推广。

发明内容

本发明针对现有蒸发浓缩技术的不足，提出了一种基于热力压缩的蒸发浓缩系统。基于空气增湿除湿原理，即随着空气温度升高，空气的饱和含湿量增长速率不断增大的特点，通过空气与料液直接接触传热传质。料液经多次循环蒸发后，水分不断减少，其浓度不断增加，在结晶罐内结晶，回收固体物质。升温增湿后的气体，通过蒸汽喷射泵进行热力压缩，载湿气体热值增加，加热待处理料液，实现热量的回收利用，载湿气体在加热器内换热降温后，水分冷凝，冷凝水聚集回收，达到节约回收水资源的目的，本发明的蒸发浓缩方法与传统的蒸发浓缩法相比，蒸发浓缩工艺简化，操作环境更加安全可靠，并很好的实现了料液浓缩，水资源回收。装置体积紧凑，更加灵活便于安装，同时不受来源液体浓度的限制，适应范围更加广泛。