一种高钙镁废水蒸发系统的制作方法

本发明涉及高钙镁废水蒸发系统，具体涉及一种高钙镁废水免预处理除硬直接蒸发系统。

背景技术：

蒸发浓缩技术是废水减排的重要技术之一。现有的高钙镁废水处理系统，均需要在蒸发之前采用投加药剂的方式(多数为两碱法，即氢氧化钙、碳酸钠除钙镁法)去除废水中的钙镁，然后再进行蒸发，以避免在蒸发过程中发生结垢的现象，但上述处理工艺存在以下不足：

(1)工艺流程长、占地多、投资大：除镁、除钙均需要相应的装置设备；

(2)产生固废多：生成氢氧化镁、碳酸钙的混合物，无法再利用；

(3)运行成本高：药剂成本、设备运行电力消耗。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高钙镁废水蒸发系统，该系统能够实现在不经两碱法除硬的条件下对高钙镁废水进行蒸发处理，同时避免结垢。

本发明的技术目的通过下述技术方案予以实现。

一种高钙镁废水蒸发系统，包括蒸发室、物料循环管和复循环加热器，其中：

蒸发室通过管路与物料循环管相连，物料循环管通过管路与复循环加热器相连，蒸发室通过管路与真空系统相连，在蒸发室底部设置物料出口；

在蒸发室内设置液体分布器，液体分布器通过管路与复循环加热器相连，液体分布器整体为喇叭结构，喇叭开口竖直向上，以实现物料由下向上进入蒸发室；

在物料循环管上设置物料进口，在物料循环管和复循环加热器之间的管路上设置物料循环泵和防垢旋流构件，在为物料提供动力的同时，使物料通过防垢旋流构件后，将层流变为湍流；

复循环加热器包括物料管、加热循环管和热源循环泵，物料管一侧通过管路与物料循环管相连，物料管另一侧通过管路与液体分布器相连；加热循环管的两侧分别与物料管相连，并在加热循环管上设置热源进口和热源出口，加热循环管与热源循环泵相连；热源在热源循环泵作用下，在物料管的加热层和加热循环管中进行循环，以达到稳定均一温度并对物料管中的物料进行稳定加热，以使物料达到预设温度，再进入蒸发室。

而且，在蒸发室顶端设置有排气口，排气口与真空系统相连。

而且，蒸发室的形状为圆筒状。

而且，液体分布器具有若干小孔，以实现对物料的均匀分布。

而且，物料通过防垢旋流构件后，产生定向的旋转，形成湍流后进入复循环加热器中进行加热。

而且，热源进口设置在加热循环管上，且临近物料进入物料管的位置。

而且，热源出口设置在加热循环管上，且临近物料离开物料管的位置。

使用本发明的高钙镁废水蒸发系统进行高钙镁废水蒸发时，由于在高钙镁废水中除了钙离子和镁离子之外，往往还有硫酸根离子，而硫酸根离子存在，就使得在运行中容易造成硫酸钙的结垢，故需要使物料在通过防垢旋流构件后产生定向的旋转(即由层流变为湍流)，再进入复循环加热器中进行加热升温，以避免设备中的结垢。同时，首先通过热源(如100摄氏度的热水)、热源循环泵和加热循环管，对物料管进行加热，以使物料管这一段的温度达到均一(如90—95摄氏度)，此时湍流的物料进入物料管中内层的物料通道，被外层热源进行均匀加热，物料离开复循环加热器时，达到预设温度，如80—85摄氏度。这样一来，可以避免加热不均匀造成的问题(如结垢)。更进一步，在物料到达液体分布器时，由于液体分布器的喇叭口向上，横截面积由下而上逐渐增大，稳定物料的蒸发平面，有利于降低物料流速、提高蒸发效率以及避免结垢。

与传统高钙镁废水处理系统相比，本发明的高钙镁废水蒸发系统免去了两碱法除硬的装置设备和药剂投加的步骤，降低了成本；并通过防垢旋流构件控制物料循环流场，并采用循环加热方式，避免了结垢的发生，实现了高钙镁废水免除硬蒸发。

附图说明

图1为本发明的高钙镁废水蒸发系统的结构示意图。

附图标记说明：

1-蒸发室2-物料循环管

3-复循环加热器4-液体分布器

5-物料循环泵6-防垢旋流构件

7-加热循环管8-热源循环泵

9-真空系统10-物料进口

11-物料出口12-热源进口

13-热源出口3-1—物料管

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，一种高钙镁废水蒸发系统，包括蒸发室1、物料循环管2、复循环加热器3(含物料管3-1)、液体分布器4、物料循环泵5、防垢旋流构件6、加热循环管7、热源循环泵8、真空系统9、物料进口10、物料出口11、热源进口12和热源出口13。

蒸发室1通过物料循环管2与复循环加热器3相连。蒸发室1为圆筒状结构，底部设置有物料出口11，顶端设置有排气口，排气口与真空系统9相连，蒸发室1内部设置有液体分布器4，其末端为喇叭口结构(喇叭口向上)并设置有若干小孔，液体分布器4与复循环加热器3相连(即复循环加热器的物料管3-1)。

物料循环管通过管路与复循环加热器相连，相对于复循环加热器3由远及近依次设置有物料进口10、物料循环泵5和防垢旋流构件6，防垢旋流构件6设置在所述物料循环泵5与复循环加热器3之间。

复循环加热器包括物料管、加热循环管和热源循环泵，物料管一侧通过管路与物料循环管相连，物料管另一侧通过管路与液体分布器相连；加热循环管的两侧分别与物料管相连，并在加热循环管上设置热源进口和热源出口，加热循环管与热源循环泵相连；热源进口12设置在物料管3-1和热源循环泵8之间，即设置在加热循环管上，且临近物料进入物料管的位置；热源出口13设置在物料管3-1和加热循环管7之间，即设置在加热循环管上，且临近物料离开物料管的位置。

使用上述设备进行高钙镁废水进行蒸发，待处理的冶金母液高钙镁废水中，镁离子浓度为1761.54mg/l，钙离子浓度为653.21mg/l，硫酸根离子浓度为5921.67mg/l，钠离子浓度为1761.33mg/l，氯离子浓度为3921.78mg/l。在上述钙镁离子浓度下，该废水已经对硫酸钙饱和。

废水经物料进口10输送至物料循环管2中，与物料循环管2中的物料经过水力搅拌的作用充分混合，在物料循环泵5前进入到蒸发系统中；混合后的物料经过物料循环泵5的推动，通过防垢旋流构件6产生定向旋转后，进入复循环加热器3中加热升温，旋转的物料可以快速冲刷复循环加热器的物料管3-1的内壁，避免在复循环加热器3内结垢。

热源在热源循环泵作用下，在物料管的加热层和加热循环管中进行循环，以达到稳定均一温度并对物料管中的物料进行稳定加热，以使物料达到预设温度，再进入蒸发室。热源经过热源进口12进入复循环加热器3，在热源循环泵8的作用下与加热循环管7内的热水进行混合，从而可控制热源的温度，热源循环泵8的存在提高了复循环加热器中热源的流速，提高了传热效率，降低了与物料的温差，避免了在热源与物料大温差工况下易结垢的弊病。采用100摄氏度热水为热源，在热源循环泵8的作用下与加热循环管7内的热水进行混合之后，从而控制热水的稳定温度为90摄氏度，热源循环泵8的存在提高了复循环加热器中热水的流速，提高传热效率、降低温差、避免结垢。

物料经过复循环加热器3加热后，控制物料温度为85℃，加热后的物料经过液体分布器4进入蒸发室1中，通过液体分布器4的小孔均匀地与蒸发室内1的液体混合蒸发。蒸发后的物料经蒸发室底部的物料出口11排出，蒸发产生的蒸汽经蒸发室顶部的排气口进入真空系统9，在蒸发中由真空系统9提供微负压状态。经运行后，物料出口11排出的物料浓度提高为镁离子浓度为23532.41mg/l，钙离子浓度为315.63mg/l，硫酸根离子浓度为50315.41mg/l，钠离子浓度为26245.10mg/l，氯离子浓度为73211.76mg/l，排出的物料还有固相硫酸钙，在连续运行72小时后，可有效进行废水的蒸发，且设备中没有出现结垢现象。

根据本发明内容进行调整，均可实现针对高钙镁废水的处理，同时在72小时内实现连续的污垢化处理。以上对本发明做了示例性的描述，应该说明的是，在不脱离本发明的核心的情况下，任何简单的变形、修改或者其他本领域技术人员能够不花费创造性劳动的等同替换均落入本发明的保护范围。