膜浓缩吸收液蒸发结晶系统的制作方法

本实用新型涉及废水回收处理技术领域，尤其涉及一种膜浓缩吸收液蒸发结晶系统。

背景技术：

蒸发结晶装置广泛应用于化工、有色金属、农药、食品、制药、脱硫、矿山冶炼、钢厂、油田等行业的废水治理，通过对废水中可溶性盐的回收将纯粹的环保治理、达标排放深化为环保治理、综合利用，将废水中的氯化铵、氯化钾、硫酸铵等结晶回收利用。

但是，蒸发结晶装置是一个高能耗的装置，每蒸发一吨水都需要消耗大量的热能或者电能，降低高盐废水结晶系统的蒸汽和电能消耗已经是一个迫切的问题。目前采用最广泛的技术是多效蒸发结晶系统和mvr蒸发结晶系统（二次蒸汽再压缩），如二效蒸发系统的造水比为1.5，即蒸发1.5吨的废水就需要消耗一吨蒸汽，如mvr蒸发结晶系统蒸发1吨水需要消耗75kw左右的电能。我国是一个燃煤火力火电大国，在废水处理的过程中消耗大量热能或者电能，变相增加了燃煤量、对环境造成污染，高盐废水的处理是一个重要的环保问题。

技术实现要素：

本实用新型提出一种膜浓缩吸收液蒸发结晶系统以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

一种膜浓缩吸收液蒸发结晶系统，包括具有废水入口和蒸汽出口的分离器、离心机、具有蒸汽入口和冷凝水出口的强制循环加热器、气液分离器以及升温制取蒸汽装置，所述分离器的循环出口通过强制循环泵连接强制循环加热器的循环入口，分离器的循环入口连接强制循环加热器的循环出口，分离器的循环出口和回收入口均连接离心机；

所述升温制取蒸汽装置包括清水缓存罐、吸收液缓存罐、膜浓缩单元和蒸发吸收单元，所述膜浓缩单元通过管道分别和清水缓存罐、吸收液缓存罐相连接，所述蒸发吸收单元通过管道分别和分离器、膜浓缩单元、清水缓存罐、吸收液缓存罐相连接；所述蒸发吸收单元用于通过吸收液将分离器中蒸发出来的水蒸气吸收并释放热量，所述膜浓缩单元用于对蒸发吸收单元的吸收液进行浓缩再生处理。

作为优选，所述蒸发吸收单元包括依次排列的初级蒸发吸收单元、至少一个中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元，所述初级蒸发吸收单元、中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元均分别包括一个蒸发器和一个吸收器，每个蒸发器的供水端均连接清水缓存罐；初级蒸发吸收单元蒸发器的蒸汽入口通过管道连接分离器的蒸汽出口，初级蒸发吸收单元蒸发器的冷凝水出口连接气液分离器，初级蒸发吸收单元蒸发器的供热端连接工业废热源；中间级蒸发吸收单元和末级蒸发吸收单元的蒸发器的供热端分别连接至前一级蒸发吸收单元吸收器的热量输出端；初级蒸发吸收单元和中间级蒸发吸收单元的吸收器的供液端分别连接至后一级蒸发吸收单元吸收器的出液端，末级蒸发吸收单元的吸收器的供液端连接膜浓缩单元。

作为优选，所述蒸发吸收单元还包括吸收液换热器，初级蒸发吸收单元的吸收液换热器分别连接吸收液缓存罐、膜浓缩单元、初级蒸发吸收单元吸收器的出液端和下一级蒸发吸收单元的吸收液换热器，各中间级蒸发吸收单元的吸收液换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收液换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、下一级蒸发吸收单元吸收液换热器，末级蒸发吸收单元的吸收液换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收液换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、同级蒸发吸收单元吸收器的供液端。

作为优选，所述膜浓缩单元包括膜组件、模组保安冷却器和吸收前冷却器，所述膜组件连接吸收前冷却器后再通过管道分别和清水缓存罐、吸收液缓存罐相连接，所述模组保安冷却器具有循环冷却水出入口且模组保安冷却器与吸收前冷却器相连接。

作为优选，所述膜组件与蒸发吸收单元连接的管道上设有调节阀。

作为优选，所述工业废热源的温度大于或等于90℃。

作为优选，还包括电控装置，所述电控装置与分离器、离心机、强制循环加热器、气液分离器以及升温制取蒸汽装置电连接。

作为优选，所述吸收液为溴化锂、氯化锂或溴化锂与氨形成的化合物的水溶液。

与现有技术相比较，本实用新型通过膜浓缩和多级蒸发吸收单元的蒸发吸收，可以大大节约耗电量和蒸汽用量，从而降低了成本，解决了现有蒸发结晶系统能耗高的问题。

附图说明

图1为本实用新型膜浓缩吸收液蒸发结晶系统的一种结构示意图。

图中，1-分离器，2-强制循环加热器，3-强制循环泵，4-离心机，5-初级蒸发器，6-二级蒸发器，7-末级蒸发器，8-初级吸收器，9-二级吸收器，10-末级吸收器，11-初级吸收液换热器，12-二级吸收液换热器，13-末级吸收液换热器，14-清水缓存罐，15-吸收液缓存罐，16-膜组件，17-吸收前冷却器，18-模组保安冷却器，19-调节阀，20-气液分离器。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图1所示，一种膜浓缩吸收液蒸发结晶系统，包括具有废水入口和蒸汽出口的分离器1、离心机4、具有蒸汽入口和冷凝水出口的强制循环加热器2、气液分离器20以及升温制取蒸汽装置，分离器1的循环出口通过强制循环泵3连接强制循环加热器的循环入口，分离器1的循环入口连接强制循环加热器2的循环出口，分离器1的循环出口和回收入口均连接离心机4；升温制取蒸汽装置包括清水缓存罐14、吸收液缓存罐15、膜浓缩单元和蒸发吸收单元，膜浓缩单元通过管道分别和清水缓存罐14、吸收液缓存罐15相连接，蒸发吸收单元通过管道分别和分离器、膜浓缩单元、清水缓存罐、吸收液缓存罐相连接；蒸发吸收单元用于通过吸收液将分离器中蒸发出来的水蒸气吸收并释放热量，膜浓缩单元用于对蒸发吸收单元的吸收液进行浓缩再生处理。

其中，蒸发吸收单元可以包括依次排列的初级蒸发吸收单元、至少一个中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元，初级蒸发吸收单元、中间级蒸发吸收单元、末级蒸发吸收单元均分别包括一个蒸发器和一个吸收器，每个蒸发器的供水端均连接清水缓存罐14；初级蒸发吸收单元的初级蒸发器5的蒸汽入口通过管道连接分离器的蒸汽出口，初级蒸发器5的冷凝水出口连接气液分离器，初级蒸发器5的供热端连接工业废热源；中间级蒸发吸收单元和末级蒸发吸收单元的蒸发器的供热端分别连接至前一级蒸发吸收单元吸收器的热量输出端；初级蒸发吸收单元和中间级蒸发吸收单元的吸收器的供液端分别连接至后一级蒸发吸收单元吸收器的出液端，末级蒸发吸收单元的吸收器的供液端连接膜浓缩单元。这里，工业废热源是指化工、有色金属、农药、食品、制药、脱硫、矿山冶炼、钢厂、油田等行业生产制造中排放的不再利用的热能，也可以用其他有效能够利用的热源替代。

为了维持热平衡，蒸发吸收单元还可以包括吸收液换热器，初级蒸发吸收单元的吸收液换热器分别连接吸收液缓存罐15、膜浓缩单元、初级蒸发吸收单元吸收器的出液端和下一级蒸发吸收单元的吸收液换热器，各中间级蒸发吸收单元的吸收液换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收液换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、下一级蒸发吸收单元吸收液换热器，末级蒸发吸收单元的吸收液换热器分别连接上一级蒸发吸收单元吸收器的供液端、上一级蒸发吸收单元吸收液换热器、同级蒸发吸收单元吸收器的出液端、同级蒸发吸收单元吸收器的供液端。通过吸收液换热器，可以使各级吸收液流出的吸收液稀溶液和由膜浓缩单元浓缩再生的吸收液浓溶液两者进行热交换，如此吸收液稀溶液浓缩前预热，吸收液浓溶液返回前得以先冷却一下。

这里，吸收液可以为溴化锂、氯化锂或溴化锂与氨形成的化合物的水溶液，工业废热源的温度需大于或等于90℃。中间级蒸发吸收单元的数量可根据实际需要进行设置，此处以仅有一个中间级蒸发吸收单元（即二级蒸发吸收单元）进行举例介绍。

膜浓缩单元可以包括膜组件16、模组保安冷却器18和吸收前冷却器17，膜组件16连接吸收前冷却器17后再通过管道分别和清水缓存罐14、吸收液缓存罐15相连接，所述模组保安冷却器18具有循环冷却水出入口且模组保安冷却器18与吸收前冷却器17相连接。为保证膜组件的安装运行，膜组件16对运行温度有一定要求，温度不能过高，吸收前冷却器17可以将待处理的高温稀溶液和膜组件16产出的低温清水进行换热，保证系统的最大热效率；模组保安冷却器18可以保证稀溶液进膜组件不会因为吸收液的温度过高而损坏。

为了使由膜浓缩单元浓缩再生的吸收液浓溶液返回蒸发吸收单元的量和浓度可控，膜组件16与蒸发吸收单元连接的管道上可以设有调节阀19，其中调节阀19可以为电控阀。

为便于整体工艺流程的自动化控制，本实用新型还包括电控装置，所述电控装置与分离器1、离心机4、强制循环加热器2、气液分离器20以及升温制取蒸汽装置电连接。

使用时，本实用新型可按如下步骤进行：

步骤101：高盐废水在分离器1、强制循环加热器2、强制循环泵3之间不断循环加热，水分不断蒸发。

待处理的高盐废水通过管道进入分离器1，进行蒸发结晶。在分离器1、强制循环加热器2、强制循环泵3的循环作用下，高盐废水的水分不断蒸发，引入到蒸发吸收单元中。

步骤102：分离器中蒸发出来的水蒸气依次通过多个由一个蒸发器、一个吸收器组成的蒸发吸收单元，各蒸发吸收单元中蒸发器出来的水蒸气到吸收器中被吸收液吸收并释放热量，吸收液来自后一单元的吸收器喷淋或来自膜组件浓缩。

以下以中间级蒸发吸收单元只有二级蒸发吸收单元的情况进行简要说明。若有多个中间级蒸发吸收单元，则重复二级蒸发吸收单元的相关功能流程即可。

分离器中蒸发出来的水蒸气通过管道输送到初级蒸发器5中去冷凝。在初级蒸发器5中，分离器1过来的蒸汽被冷凝成干净的蒸馏水并经过气液分离器20进行气液分离后排出系统回收利用，和水分离的不凝气单独处理；在初级蒸发器5中，清水缓存罐14中的水通过蒸发泵不断输送至初级蒸发器5，不断吸收分离器过来的二次蒸汽冷凝所释放的热量并不断蒸发成水蒸气。

初级蒸发器5中的水蒸气通过管道输送到初级吸收器8中，在初级吸收器8中水蒸气不断被二级吸收器9喷淋下来的吸收液吸收并释放热量，吸收液吸收水蒸气之后浓度不断下降，吸收水蒸气的能力不断下降，吸收液稀溶液通过管道输送吸收液缓存罐15中。

在初级吸收器8中水蒸气被吸收液吸收不断释放热量，这些热量通过导热装置把热量输送至二级蒸发器6中去。在二级蒸发器6中，清水缓存罐14中的水通过蒸发泵不断输送至二级蒸发器6并不断吸收初级吸收器8输送过来的热量并不断蒸发成水蒸气。此时，二级蒸发器6所产生的蒸汽温度要比初级蒸发器5产生的蒸汽温度要高的多。

二级蒸发器6中的水蒸气通过管道输送到二级吸收器9中，在二级吸收器9中水蒸气不断被末级吸收器10喷淋下来的吸收液吸收并释放热量，吸收液吸收水蒸气之后浓度有一定下降，这些吸收液被输送到初级吸收器8去吸收温度相对低一级的水蒸气。

在二级吸收器9中水蒸气被吸收液吸收不断释放热量，这些热量通过导致装置把热量输送至末级蒸发器7中去。在末级蒸发器7中，清水缓存罐14中的水通过蒸发泵不断输送至末级蒸发器7并不断吸收二级吸收器9输送过来的热量并不断蒸发成水蒸气。此时，末级蒸发器7所产生的蒸汽温度要比二级蒸发器6产生的蒸汽温度要高的多。

末级蒸发器7中的水蒸气通过管道输送到末级吸收器10中，在末级吸收器10中水蒸气不断被膜组件16浓缩后输送过来的吸收液浓溶液吸收并释放热量，吸收液浓溶液吸收水蒸气之后浓度有一定下降，这些吸收液被输送到二级吸收9器去吸收温度相对低一级的水蒸气。

步骤103：最后一个吸收器中水蒸气被吸收所释放热量加热强制循环加热器冷凝出来的水，使其再次变成低压蒸汽，并送到强制循环加热器中加热高盐废水。

在末级吸收器10中水蒸气被吸收液浓溶液吸收不断释放热量，这些热量用来加热强制循环加热器2冷凝出来的水，使其再次变成低压蒸汽，并再次输送到强制循环加热器2中去加热高盐废水。

步骤104：通过膜浓缩单元对第一个吸收器的吸收液进行浓缩再生处理。

在初级吸收器8中，吸收液已经变得很稀，对水蒸气的吸收能力变得很小，因此通过膜组件16对吸收液进行浓缩再生处理。这些吸收液稀溶液在吸收液缓存罐15中通过吸收液供料泵输送至膜组件16去浓缩分离。吸收液的浓度可以通过可调节吸收剂浓液的调节阀19来调节控制。膜组件16产出的吸收液浓溶液通过管道再次被输送至末级吸收器10去吸收水蒸气。膜组件16产生的清水被输送清水缓存罐14准备再次输送至各级蒸发器去蒸发传递热量。

步骤105：在分离器1中的高盐废水，由于水分的不断蒸发，浓度越来越高，最终变成饱和溶液并析出盐晶体，这些含有盐晶体的废水被输送至离心机4中去分离，分离出来的盐被回收利用，从离心机4分离出来的液体再次被输送至分离器1去蒸发结晶。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。