[发明专利]一种机械通风强制循环蒸发装置及液体物料蒸发方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体物料蒸发装置和蒸发方法，可用于液体物料蒸发浓缩或者工业废水的处理。 

背景技术

对于难降解废水（B/C值低于0.3）、高盐废水（盐度以氯化钠计高于0.5%wt），目前主要处理技术有蒸发、膜处理、高级氧化，经上述处理后废水（低盐、可生化）进入后续生化工段处理。 

对于蒸发技术，目前的单效、双效、三效、四效的理论蒸汽耗约1.10、0.57、0.40、0.30吨蒸汽/吨水，对应的吨废水处理蒸汽成本约242元、125元、88元、66元，若加上循环冷却水、电机消耗等实际运行成本进一步上涨。另外，常见的管式加热室+分离室蒸发技术由于加热管腐蚀、堵塞（盐结晶、油污、钙结垢等）等缘故，蒸发设备较难稳定运行。至于机械蒸汽再压缩技术（MVR）、机械蒸汽再压缩型蒸发浓缩结晶（MVC）蒸发技术，由于蒸发温度一般高于60℃，蒸汽耗相当于7～12效，直接运行成本均不低于45元/吨废水，运行成本有所下降。但MVR、MVC蒸发技术仍面临过流部件腐蚀、加热管（换热器）堵塞、泛液等问题，其长期稳定运行仍有一定面临一定挑战。另外，MVR、MVC装置的蒸汽压缩机主要来源于国外，造成一次性投资飙升和售后服务成本偏高。对于采用蒸发进行物料浓缩与上述工业废水蒸发处理情况相似。 

对于膜处理技术，目前国内主要生产微滤膜（MF）、超滤膜（UF），对废水成分为胶体或悬浮类物质较有效和经济，对于溶解态的难降解有机物以及盐不适用。对于钠滤膜（NF）、反渗透膜（RO），主要生产厂家为国外公司，国内生产厂家的产品大规模工业化应用需要通过实践来检验。NF、RO膜直接处理高浓度废水（或提前对悬浮物、油等进行预处理）仍面临不可逆的堵塞问题，膜的通量衰减较快。同时，NF、RO的浓水（有 机含量0.5%wt以上、盐度以氯化钠计高于1.0%wt）仍需进一步处理，无法完全解决所有废水。 

对于高级氧化技术，国内目前多采用双氧水催化氧化（如Fenton）、电解氧化、臭氧氧化、光催化氧化等。由于氧化技术选择性氧化困难，不能实现优先氧化难降解有机物，氧化剂消耗量较大，运行成本仍较高。即使按照1.0%wt的双氧水（30%wt）或50～100ppm臭氧（臭氧10%wt、氧气90%wt）投加量，仅氧化剂的成本均在20元/吨废水以上（不含氧化剂投加的动力装置运行成本）。 

另外，高级氧化技术不能解决盐的问题，经氧化之后的废水即使提高废水可生化性但后续生化装置内盐度高问题仍未解决，其稳定运行较困难（工业废水的盐度波动导致细菌的细胞膜内溶解质浓度发生变化，细菌活性受到较强抑制）。目前常见的解决措施为高盐废水经过高级氧化后，后续加水稀释将盐度降低至生化接受范围，由此导致水资源浪费以及污染总量随着稀释倍数的增加而增加，污染减排困难。国内自来水价格大约在2.0～10.0元/吨，废水稀释的成本与稀释倍数线性相关。另外，装置整体的运行稳定性受限于进水波动，氧化装置出水以及生化装置出水的运行稳定性波动均较大。 

如何解决国内工业废水（或物料浓缩）运行成本高、装置运行稳定性较差、装置全部国产化等问题是本专利拟解决的关键问题。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种机械通风强制循环蒸发装置，以有效增加蒸发系统的运行可靠性，降低能耗和运行成本。 

本发明解决以上技术问题所采用的技术方案是：本发明的一种机械通风强制循环蒸发装置，其特征是它包括：蒸发容器、液体物料循环系统、热气输送系统和尾气收集排放系统；蒸发容器密闭，其底部设置排料管；液体物料循环系统的起始端、终端分别位于蒸发容器内液位之下、之上；热气输送系统的终端与蒸发容器的内腔相连通；尾气收集排放系统的起始端与蒸发容器内液位之上的空腔相连通。 

本发明所要解决的另一技术问题是提供一种运用上述机械通风强制 循环蒸发装置的液体物料蒸发方法，该方法包括如下步骤：①将待处理液体物料输送入蒸发容器内，并通过液体物料循环系统进行强制循环；②经热气输送系统向蒸发容器内通入热气或抽吸热气进行蒸发；③通过尾气收集排放系统将蒸发容器上部空间内的气体收集至蒸发容器外；④通过排料管将蒸发容器下部的沉积物输送至蒸发容器外。