公布日：2023.11.17
申請日：2023.09.19
分類號：C02F1/04(2023.01)I
摘要
本發(fā)明涉及一種低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，屬于節(jié)能減排和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域。所述廢水零排放處理系統(tǒng)包括順次相連的主蒸發(fā)單元、蒸汽噴射單元、蒸汽產(chǎn)生單元和二氧化碳壓縮單元。所述二氧化碳壓縮單元與低溫廢熱相連，所述二氧化碳壓縮單元中的二氧化碳能吸收所述低溫廢熱的熱量，對二氧化碳壓縮提溫后產(chǎn)生的熱量傳給所述蒸汽產(chǎn)生單元。所述蒸汽產(chǎn)生單元能產(chǎn)生蒸汽，使蒸汽經(jīng)過所述蒸汽噴射單元進入所述主蒸發(fā)單元。所述主蒸發(fā)單元包括三效強制循環(huán)蒸發(fā)器，能利用蒸汽產(chǎn)生單元產(chǎn)生的蒸汽的熱量處理廢水。所述主蒸發(fā)單元還與濃縮單元相連。本發(fā)明利用低溫廢熱中的熱量作為熱源，實現(xiàn)能量回收利用，具有成本低、環(huán)境友好的優(yōu)點。
權(quán)利要求書
1.一種低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，包括順次相連的主蒸發(fā)單元、蒸汽噴射單元、蒸汽產(chǎn)生單元和二氧化碳壓縮單元；所述二氧化碳壓縮單元與低溫廢熱相連，所述二氧化碳壓縮單元中容納的二氧化碳能吸收低溫廢熱的溫度，并對二氧化碳壓縮提溫后產(chǎn)生的熱量傳給所述蒸汽產(chǎn)生單元；所述蒸汽產(chǎn)生單元能利用所述二氧化碳壓縮單元傳遞的熱量產(chǎn)生蒸汽，使蒸汽經(jīng)過所述蒸汽噴射單元進入所述主蒸發(fā)單元；所述主蒸發(fā)單元包括三效強制循環(huán)蒸發(fā)器，能利用蒸汽產(chǎn)生單元產(chǎn)生的蒸汽的熱量處理廢水；所述主蒸發(fā)單元還與濃縮單元相連，所述主蒸發(fā)單元產(chǎn)生的近飽和鹽水排入所述濃縮單元，所述濃縮單元處理得到結(jié)晶體和結(jié)晶母液，所述結(jié)晶體排出，所述結(jié)晶母液返回所述主蒸發(fā)單元進行循環(huán)處理。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述二氧化碳壓縮單元包括順次連接的二氧化碳壓縮機(7)、氣水換熱器(10)、膨脹閥(9)和蒸發(fā)器(8)，所述蒸發(fā)器(8)與低溫廢熱相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽產(chǎn)生單元包括順次連接的熱水閃蒸罐(6)、氣水換熱器(10)和循環(huán)泵(11)，所述熱水閃蒸罐(6)也與所述循環(huán)泵(11)相連；所述氣水換熱器(10)和所述循環(huán)泵(11)之間的管道與所述主蒸發(fā)器(1)上的淡水產(chǎn)出口相連，所述淡水產(chǎn)出口能排出淡水。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸汽噴射單元包括蒸汽噴射泵(2)和蒸汽壓縮機(5)；所述蒸汽噴射泵(2)通過噴射管道和吸汽管道分別與所述主蒸發(fā)器(1)相連，其中，蒸汽噴射泵(2)通過所述噴射管道向所述主蒸發(fā)器(1)內(nèi)加入高溫蒸汽，所述主蒸發(fā)器(1)內(nèi)的低溫蒸汽經(jīng)過所述吸汽管道進入所述蒸汽噴射泵(2)；所述蒸汽噴射泵(2)還通過所述蒸汽壓縮機(5)與所述熱水閃蒸罐(6)相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述濃縮單元包括順次連接的出料泵(18)、稠厚器(12)、離心機(13)、母液罐(15)和母液泵(17)，所述出料泵(18)還與所述主蒸發(fā)器(1)的濃縮液出液口相連，所述母液泵(17)還與所述主蒸發(fā)器(1)的母液回流口相連；所述離心機(13)能產(chǎn)生所述結(jié)晶體和所述未結(jié)晶母液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述主蒸發(fā)器(1)上設(shè)有待處理水入口，所述待處理水入口通過預熱器(16)與高鹽水入口相連，所述淡水產(chǎn)出口通過所述預熱器(16)與淡水出口相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述主蒸發(fā)器(1)還與冷凝器(3)相連，所述淡水產(chǎn)出口與所述預熱器(16)之間的管道也與所述冷凝器(3)相連。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述冷凝器(3)和熱水閃蒸罐(6)均與真空泵(4)相連。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其特征在于，所述低溫廢熱的溫度為40-80℃。
發(fā)明內(nèi)容
(一)要解決的技術(shù)問題
鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點、不足，本發(fā)明提供一種低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，其解決了操作溫度高、蒸汽循環(huán)利用效率低、廢熱利用率低及成本高的技術(shù)問題。
(二)技術(shù)方案
為了達到上述目的，本發(fā)明采用的主要技術(shù)方案包括：
第一方面，本發(fā)明提供一種低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，包括順次相連的主蒸發(fā)單元、蒸汽噴射單元、蒸汽產(chǎn)生單元和二氧化碳壓縮單元；
所述二氧化碳壓縮單元與低溫廢熱相連，所述二氧化碳壓縮單元中容納的二氧化碳能吸收低溫廢熱的溫度，并對二氧化碳壓縮提溫后產(chǎn)生的熱量傳給所述蒸汽產(chǎn)生單元；
所述蒸汽產(chǎn)生單元能利用所述二氧化碳壓縮單元傳遞的熱量產(chǎn)生蒸汽，使蒸汽經(jīng)過所述蒸汽噴射單元進入所述主蒸發(fā)單元；
所述主蒸發(fā)單元包括三效強制循環(huán)蒸發(fā)器，能利用蒸汽產(chǎn)生單元產(chǎn)生的蒸汽的熱量處理廢水；
所述主蒸發(fā)單元還與濃縮單元相連，所述主蒸發(fā)單元產(chǎn)生的近飽和鹽水排入所述濃縮單元，所述濃縮單元處理得到結(jié)晶體和結(jié)晶母液，所述結(jié)晶體排出，所述結(jié)晶母液返回所述主蒸發(fā)單元進行循環(huán)處理。
可選地，所述二氧化碳壓縮單元包括順次連接的二氧化碳壓縮機、氣水換熱器、膨脹閥和蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器與低溫廢熱相連。
本發(fā)明中二氧化碳壓縮單元能使其中的二氧化碳與蒸發(fā)器內(nèi)的低溫廢熱中的熱量有效回收，壓縮二氧化碳也能將熱量有效釋放。
可選地，所述蒸汽產(chǎn)生單元包括順次連接的熱水閃蒸罐、氣水換熱器和循環(huán)泵，所述熱水閃蒸罐也與所述循環(huán)泵相連；
所述氣水換熱器和所述循環(huán)泵之間的管道與所述主蒸發(fā)器上的淡水產(chǎn)出口相連，所述淡水產(chǎn)出口能排出淡水。
本發(fā)明中使用氣水換熱器將二氧化碳釋放的熱量吸收到水中，其中，氣水換熱器中的水來三效強制循環(huán)蒸發(fā)器產(chǎn)出的淡水，實現(xiàn)了廢水處理產(chǎn)出水的重新利用，無需額外淡水資源，環(huán)境友好，節(jié)省資源。
可選地，所述蒸汽噴射單元包括蒸汽噴射泵和蒸汽壓縮機；
所述蒸汽噴射泵通過噴射管道和吸汽管道分別與所述主蒸發(fā)器相連，其中，蒸汽噴射泵通過所述噴射管道向所述主蒸發(fā)器內(nèi)加入高溫蒸汽，所述主蒸發(fā)器內(nèi)的低溫蒸汽經(jīng)過所述吸汽管道進入所述蒸汽噴射泵。
所述蒸汽噴射泵還通過所述蒸汽壓縮機與所述熱水閃蒸罐相連。
本發(fā)明的蒸汽噴射單元設(shè)置有蒸汽壓縮機，能對蒸汽壓縮，能有效地進一步提高蒸汽的溫度，使高溫蒸汽進入三效強制循環(huán)蒸發(fā)器，提升了三效強制循環(huán)蒸發(fā)器的蒸發(fā)效果，通過壓縮升溫的方式也能減少對熱水閃蒸罐中蒸汽溫度的要求，節(jié)省能源。
可選地，所述濃縮單元包括順次連接的出料泵、稠厚器、離心機、母液罐和母液泵，所述出料泵還與所述主蒸發(fā)器的濃縮液出液口相連，所述母液泵還與所述主蒸發(fā)器的母液回流口相連；
所述離心機能產(chǎn)生所述結(jié)晶體和所述未結(jié)晶母液。
本發(fā)明對近飽和鹽水進行了有效處理，產(chǎn)生結(jié)晶體或未結(jié)晶母液，使結(jié)晶體排出，同時使未結(jié)晶母液重新進入三效強制循環(huán)蒸發(fā)器，實現(xiàn)了廢水的零排放。
可選地，所述主蒸發(fā)器上設(shè)有待處理水入口，所述待處理水入口通過預熱器與高鹽水入口相連，所述淡水產(chǎn)出口通過所述預熱器與淡水出口相連。
本發(fā)明的預熱器既能對淡水產(chǎn)出口中淡水的熱量重新回收，又能對高鹽水進行加熱，實現(xiàn)了熱量回收利用，節(jié)省能耗。
可選地，所述主蒸發(fā)器還與冷凝器相連，所述淡水產(chǎn)出口與所述預熱器之間的管道也與所述冷凝器相連。
本發(fā)明的冷凝器能將部分蒸汽冷凝成淡水排出，有效回收廢水中的淡水。
可選地，所述冷凝器和熱水閃蒸罐均與真空泵相連。
本發(fā)明的真空泵制造了真空環(huán)境，在此環(huán)境下能降低廢水沸點，使廢水容易變成蒸汽，無需升高過高溫度，節(jié)省能耗。
可選地，所述低溫廢熱的溫度為40-80℃。
(三)有益效果
本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明的一種低碳運行的雙熱泵廢水零排放處理系統(tǒng)，通過設(shè)置二氧化碳壓縮單元，二氧化碳能將低溫廢熱(40-80℃)中的熱量吸收，壓縮二氧化碳能將熱量釋放，對熱量重新利用。二氧化碳釋放的熱量能傳給蒸汽產(chǎn)生單元，進而產(chǎn)生蒸汽，蒸汽對主蒸發(fā)單元加熱，使主蒸發(fā)單元能處理廢水。通過設(shè)置濃縮單元，能將主蒸發(fā)單元處理過的近飽和鹽水進行處理，得到的結(jié)晶體排出，未結(jié)晶母液重新回到主蒸發(fā)單元處理，實現(xiàn)廢水的零排放。本發(fā)明使用低溫廢熱中的熱量作為熱源，實現(xiàn)能量回收利用，具有成本低、環(huán)境友好的優(yōu)點。
本發(fā)明中的主蒸發(fā)單元為三效強制循環(huán)蒸發(fā)器，本身具備節(jié)能的效果，而且三效強制循環(huán)蒸發(fā)器的蒸發(fā)效果良好，能有效將廢水濃縮，便于減少廢水的排放。
本發(fā)明中的蒸汽噴射單元設(shè)置有蒸汽壓縮機，能對蒸汽壓縮，有效二次提高蒸汽的溫度，使高溫蒸汽進入主蒸發(fā)器，提升了主蒸發(fā)器的蒸發(fā)效果，通過壓縮升溫的方式也能減少對熱水閃蒸罐中蒸汽溫度的要求，節(jié)省能源。
（發(fā)明人：張信榮;齊春華;劉佳;鄭秋云）
