一種MVR蒸髮結晶乾燥一體化裝置及蒸髮結晶乾燥方法與流程
2023-04-26 11:48:01
本發明屬於工業廢水處理領域，具體涉及一種MVR蒸髮結晶乾燥一體化裝置及蒸髮結晶乾燥方法。
背景技術：
有機含鹽廢水一般是指有機物濃度大於2000mg/L的廢水，主要來源於染料、電鍍、石化、製藥、食品、垃圾填埋場等，大量有機物廢水排入水體，由於生物降解作用，高濃度有機含鹽廢水會使受納水體缺氧甚至厭氧，多數水體生物死亡，不僅引起水體富營養化、造成水體黑臭，給水處理的難度和成本加大，使水體失去使用價值，甚至對人群及生物產生毒害作用。
處理有機含鹽廢水時，首先對廢水進行有機物去除處理，後對廢水進行濃縮結晶處理。
在現有技術中，主要利用氧化法和生化法去除高濃度有機物。氧化法常規為先進行初步混凝、吸附沉降，然後用芬頓試劑催化氧化和絮凝劑進行絮凝，然後進行沉降過濾，從而達到脫除有機物的目的，但是採用該方法脫有機物的效率較低，出水有機物仍偏高。生化法常規為先進行氣浮除油，然後進入厭氧池進行初步降解，再進入到缺氧池進行反硝化反應，進一步降解，最後進入到好氧池，在此完成有機物的最終降解各消除反應，廢水經過好氧池後沉降過濾然後排放。但是採用該方法對有機物有很大的限制，高於5000mg/L的有機物廢水，菌種難以生長；有機物中的生物難降解物種類多，難全部去除；廢水含鹽濃度高，菌種不能生存，容易被殺死。
在除鹽工藝中，現有技術對廢水進行濃縮結晶處理時常採用多效蒸發系統，存在生蒸汽需求量大、能耗要求高、熱效率低、設備佔用空間大等問題，且由於前處理不能完全去除有機物，有機物富集，固液分離裝置分離後的母液需要外排，才能保證系統正常運行，使系統不能達到零排放的要求。
在現有技術中，乾燥機大部分需要採用生蒸汽作為熱源進行乾燥，乾燥機的二次蒸汽出口需要設置抽真空裝置，使乾燥機內達到較低的蒸發溫度，乾燥機產生的二次蒸汽不能回收利用，需要用冷凝設備對二次蒸汽進行冷凝，且乾燥過程需要不斷補充生蒸汽，造成生蒸汽需求量大、能耗要求高、熱效率低、設備投資成本高等問題。
技術實現要素：
鑑於現有技術的不足，本發明的目的在於提供一種MVR蒸髮結晶乾燥一體化裝置及蒸髮結晶乾燥方法，通過本發明處理有機含鹽廢水或其他原料，能在很大程度上降低能耗，同時能實現廢水的零排放。
為實現上述目的，本發明所採用的技術方案是：一種MVR蒸髮結晶乾燥一體化裝置，主要包括蒸發蒸汽壓縮機、乾燥蒸汽壓縮機和乾燥機；所述乾燥機二次蒸汽的出口與乾燥蒸汽壓縮機的入口之間以管路連接；所述乾燥蒸汽壓縮機的出口與蒸發蒸汽壓縮機的入口連接；所述蒸發蒸汽壓縮機的出口與乾燥機的蒸汽入口連接。
作為上述技術方案的進一步改進，所述蒸發蒸汽壓縮機的入口前設有蒸發裝置，該蒸發裝置的二次蒸汽出口與乾燥蒸汽壓縮機的出口一併連接蒸發蒸汽壓縮機的入口；所述蒸發蒸汽壓縮機的出口還連接蒸發裝置的蒸汽入口；所述蒸發裝置設有原料入口，用於原料的進料；所述蒸發裝置的物料出口與乾燥機的物料入口之間以管路連接。
作為上述技術方案的進一步改進，所述蒸發裝置為升膜蒸發器、降膜蒸發器、強制循環蒸發器的一種或多種組合。
作為上述技術方案的進一步改進，所述蒸發裝置的物料出口與乾燥機的物料入口之間的管路設有固液分離裝置；所述固液分離裝置的入口與蒸發裝置的物料出口連接；所述固液分離裝置的出口與乾燥機的物料入口之間以管路連接。
作為上述技術方案的進一步改進，所述蒸發裝置的物料出口與乾燥機的物料入口之間的管路上設有螺旋給料機；所述螺旋給料機的入口與蒸發裝置的物料的出口連接；所述螺旋給料機的出口與乾燥機的物料的入口連接。
作為上述技術方案的進一步改進，所述固液分離裝置的出口與乾燥機的物料入口之間的管路連接上設有螺旋給料機；所述螺旋給料機的入口與固液分離裝置的出口連接；所述螺旋給料機的出口與乾燥機的物料入口連接。
作為上述技術方案的進一步改進，所述乾燥機的二次蒸汽出口與乾燥蒸汽壓縮機的入口之間的管路上設有除塵器，該除塵器的入口和出口分別連接乾燥機的二次蒸汽出口和乾燥蒸汽壓縮機的入口；所述乾燥機的物料出口設有真空隔料倉，連接該真空隔料倉的入口；所述真空隔料倉的出口產出乾燥後的固體。
本發明還公開了一種使用上述裝置的蒸髮結晶乾燥方法，其採用的技術方案是：原料通過蒸發裝置蒸發，經過固液分離裝置分離後產生的被蒸發濃縮後的物料，利用螺旋給料機進入乾燥機進行低溫乾燥；乾燥產生的二次蒸汽經過除塵器除塵後，進入乾燥蒸汽壓縮機進行壓縮；經過乾燥蒸汽壓縮機壓縮後的二次蒸汽，與蒸發裝置產生的二次蒸汽混合，進入到蒸發蒸汽壓縮機，進行再次壓縮，經過再次壓縮後的二次蒸汽一部分進入蒸發裝置，另一部分進入乾燥機。
作為上述技術方案的進一步改進，所述乾燥蒸汽壓縮機壓縮後的二次蒸汽與蒸發裝置產生的二次蒸汽溫度相同，壓力相同；所述蒸發蒸汽壓縮機再次壓縮後的二次蒸汽根據換熱面積及傳熱系統自動分配流量進入蒸發裝置和乾燥機。
作為上述技術方案的進一步改進，所述乾燥機產生的二次蒸汽經過兩級壓縮後重新進入乾燥機與物料換熱，達到40-50℃的傳熱溫差。
本發明的有益效果如下。
1、通過乾燥蒸汽壓縮機與蒸發蒸汽壓縮機的耦合，把乾燥過程產生的二次蒸汽壓縮升溫，回收熱量再利用，整個蒸發乾燥系統熱量平衡，不需要外加生蒸汽，還節省了乾燥過程產生的二次蒸汽的冷凝設備，大幅度降低了能耗，優化了熱能的利用，提高了乾燥的傳熱溫差，解決了現有技術的乾燥機溫差不足、需要大量生蒸汽的問題。
2、利用MVR蒸發與MVR乾燥相結合，先蒸髮結晶，後對物料進行低溫乾燥，不僅能使原液濃縮結晶乾燥，把結晶鹽分離出來，而且能使得原液全部得到固液分離，達到廢水零排放，還能實現水資源的回收利用，尤其解決了有機廢水的有機物富集，固液分離裝置分離後的母液需要外排的問題。
附圖說明
圖1為本發明實施例的示意圖。
具體實施方式
為了使本技術領域的技術人員更好地理解本技術方案，下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。文中所提到的所有連接關係，並非單指組件直接相連，而是採用該技術領域內的技術手段相連，或可根據實際情況，通過添加或減少連接附件，來組成更優的連接結構。
如圖1所示的一種MVR蒸髮結晶乾燥一體化裝置，包括蒸發裝置、固液分離裝置、螺旋給料機、乾燥機、真空隔料倉、除塵器、蒸發蒸汽壓縮機和乾燥蒸汽壓縮機，其中蒸發裝置的二次蒸汽出口接入蒸發蒸汽壓縮機入口，蒸發蒸汽壓縮機出口接入蒸發裝置和乾燥機的蒸汽入口，蒸發裝置設有原料入口，蒸發裝置的物料出口與固液分離裝置的入口連接，固液分離裝置的出口與螺旋給料機入口連接，螺旋給料機出口接入乾燥機入口，乾燥機二次蒸汽出口與除塵器入口連接，除塵器出口接入到乾燥蒸汽壓縮機入口，乾燥蒸汽壓縮機出口接入蒸發蒸汽壓縮機入口，乾燥機的固體出口連接真空隔料倉入口，真空隔料倉設有乾燥後的固體出口。其中蒸發裝置為降膜蒸發器、升膜蒸發器、板式蒸發器、強制循環蒸發器的一種或多種組合。蒸發蒸汽壓縮機和乾燥蒸汽壓縮機均為羅茨壓縮機或離心鼓風機或高速離心壓縮機。
該裝置的蒸髮結晶乾燥方法如下，以下方法選用了較優方法，僅用於說明本發明的裝置而非限制。
有機含鹽廢水經過初步過濾後，經預熱器預熱使冷凝水回收熱量後，進入降膜蒸發器，經預濃縮後進入強制循環蒸發器，廢水在強制循環蒸發器中不斷循環蒸發濃縮，鹽飽和結晶析出，隨後排至固液分離裝置（優選為離心機）進行固液分離，得到晶漿。由於廢水中有機物含量在濃縮的過程中不斷被富集，濃縮液變稠狀物，離心困難，若不做處理會影響到正常的結晶分離。現有技術為返回系統前端再氧化，這樣會導致濃縮液帶走部分熱量，系統能量不平衡，且濃縮液中鹽分含量大，氧化困難。因此選用乾燥工藝對稠狀濃縮液進行乾燥脫水，使有機物與水份分離。其中，乾燥機使用空心漿葉乾燥器作低溫蒸發乾燥，稠狀濃縮液在較熱狀態下經過螺旋給料機，進入乾燥機閃蒸，然後再利用從蒸發蒸汽壓縮機分配過來的蒸汽與稠狀濃縮液進行換熱，使稠狀濃縮液失水逐漸固化，從而達到乾燥的目的。而在空心漿葉乾燥器中脫離稠狀濃縮液的二次蒸汽，經過乾燥蒸汽壓縮機作一級壓縮後，使其達到蒸發蒸汽壓縮機進口相同的溫度與壓力後，進入到蒸發蒸汽壓縮機進行二級壓縮，進一步提升二次蒸汽的溫度，經過二級壓縮後的蒸汽與空心漿葉乾燥器內的稠狀濃縮液的換熱溫差可達到40-50℃。MVR乾燥利用了乾燥蒸汽壓縮機與蒸發蒸汽壓縮機對蒸汽再壓縮，回收了乾燥產生的二次蒸發，使系統的熱量不被帶走，保證了系統蒸發與乾燥的熱平衡。
空心漿葉乾燥器產生的二次蒸汽帶有較多的微小顆粒及飛沫，所以先進入到除塵器過濾，再進入到乾燥蒸汽壓縮機。空心漿葉乾燥器由於是低溫乾燥，內部為負壓，故使用真空隔料倉，定期切斷空心漿葉乾燥器，把真空隔料倉的物料放出來。
通過MVR蒸發器與MVR乾燥機的耦合，優化了熱能的利用，在不改變蒸發系統的處理能力前提的情況下，增加進入蒸發蒸汽壓縮機的蒸汽量，從而利用乾燥產生的低溫蒸汽，大大降低了能耗。蒸發蒸汽壓縮機與乾燥蒸汽壓縮機配合使用，降低了乾燥蒸汽壓縮機的溫升要求，使得MVR蒸髮結晶與乾燥一體化。
降膜蒸發器、強制循環蒸發器和空心漿葉乾燥器產生的冷凝水作為熱介質經預熱器對有機含鹽廢水進行換熱回收熱量後，得到低溫回用水。
通過本裝置處理有機含鹽廢水或其他原料，能實現廢水零排放，同時還能實現水資源的回收利用。
以上實施例僅用於說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的宗旨和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。