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一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统及方法

  • 发布时间: 2025-05-06
预算 双方协商
基本信息
成果方:华北电力大学(保定)
合作方式:技术转让
成果类型:发明专利,
行业领域
新能源与高效节能
成果描述

本发明公开了一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统及方法。从燃气电厂空分装置引出压缩空气辅助雾化电厂含盐废水,辅助雾化后的空气(废气)作为热泵热源经风机送至热泵蒸发器,废气被冷却除湿,回收废热,空气中水蒸气在蒸发器冷凝后的冷凝水定期排放;电厂预处理废水首先流进热泵冷凝器与制冷剂蒸汽换热预热;预热后的废水与经蒸发器冷却除湿后的废气在浓缩室进行接触式传质浓缩,浓缩后的较高浓度的废水流进多级闪蒸装置进行闪蒸。闪蒸过程产生的淡化水汇集至集水槽,闪蒸装置中的循环废水流进喷雾室进一步被压缩空气辅助雾化浓缩,含盐废水在喷雾室蒸发至完全结晶,生成的结晶盐堆积喷雾室底部出料口并由刮板定期清除。该系统充分利用了废热,实现了能源梯级利用,实现电厂废水零排放。

应用范围
水资源和水环境问题已成为制约工业发展的瓶颈。“废水零排放”在火电企业越来越多地被提及,电厂中的高含盐废水是实现废水零排放的关键。对于浓缩盐水的循环利用或产品化再处理,实现盐水脱盐淡化过程的零排放将是一项极富挑战而且意义重大的工作。 热泵技术是利用低品味热源的一项成熟和节能技术,应用热泵技术用于回收废热和预热废水,是节省能耗的一种有效方法。多级闪蒸MSF最突出的特点是蒸发面在料液与蒸汽接触面上,而不是在容器的壁面上,因此在蒸发过程中不存在结垢的问题。另外,闪蒸技术的单级容量很大,淡水生产量可达76000m /d。但此工艺技术也有很多缺点:动力消耗大,设备的操作弹性小,不适用于造水量变化大的场合等。与多效蒸发相比每立方米淡水多消耗3kWh。因此,如何降低能耗是该技术需要解决的问题。 液体介质的雾化过程依赖于转化为动能的压力能量,以产生分散的液相。燃气电厂空分装置引出的压缩空气具有巨大压力能和热能,若能得到充分利用来辅助雾化浓盐水,将大大降低废水处理的能耗,这样浓盐水的处理问题将有一个很大的改善。压缩空气用于雾化后的废气,仍有一定的压力和温度,还有利用的价值,直接排放势必造成能源上的浪费。 针对现有技术不足,本发明提供了一种利用压缩空气和热泵处理电厂含盐废水的多效蒸发结晶系统。


前景分析
1)综合考虑多级闪蒸MSF和多效蒸发的的优点,提出改进的多级闪蒸电厂废水处理系统。在原有多级闪蒸的基础上,结合多效蒸发将二次蒸汽的潜热利用在下一效的特点,将各级闪蒸器中闪蒸出的二次蒸汽的一部分引到下一级闪蒸器中用来加热循环盐水,同时二次蒸汽冷凝为产品淡水,淡水可以直接作为电厂的锅炉用水,而经过处理之后的则可以作为饮用水解决淡水资源紧缺的现状,提高了现有MSF系统的造水比,降低了产水成本。
2)利用燃气轮机空分装置引出的压缩空气来辅助雾化浓盐水,大大降低了废水处理的能耗,提高了含盐废水浓缩效果。
 3)含盐废水经过压缩空气辅助雾化后完全结晶,实现了废水的零排放和无机盐的回收。
 4)压缩空气辅助雾化后的空气(废气)蕴含可观的显热和潜热,在热泵蒸发器冷却除湿,将全热传递给蒸发器中的制冷剂,而热泵又通过冷凝器预热废水,随后冷却除湿后的废气与预热后的废水进行接触式热质交换,浓缩废水,废气得到了充分利用,实现了能量梯级利用,具有良好的经济和社会效益。


联系方式

  • 联系人:

    时国华

  • 联系电话:

    13230265573

  • 通讯地址:

    河北省保定市永华北大街619号

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