[实用新型]一种气波蒸汽再压缩连续蒸发装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种气波蒸汽再压缩连续蒸发装置，属于热法蒸发技术领域。

背景技术

盐度大于1%的高盐废水任意排放给生态环境带来巨大压力，已引起政府和民众广泛关注，迫切需要经济高效的高盐废水处理技术。在当今脱盐三大主流技术中，反渗透膜(RO)法，经济性好，但存在膜污染、生产能力小等问题；常规多级闪蒸(MSF)和多效蒸发 (MED)技术等热法技术能耗高（如三效MED消耗约0.4吨新鲜蒸汽/吨废水），经济性较差，业界甚至认为热法技术不是盐水处理技术的发展方向。然而，热法处理含盐废水存在操作稳定、盐去除率很高(可达98%-99%)的突出优点，且废水盐度越高，优点越突出。作为一种特殊热法处理技术，机械蒸汽再压缩（MVR）技术的特点是真空下对末效全部二次蒸汽进行再压缩，以充分利用潜热，提高了能量利用率，将其用于废水处理,运行成本可达与膜法技术相当的水平，经济和社会效益可观。但是，MVR专用真空蒸汽压缩机的开发却存在较多难题，如：转速快、尺寸大和效率低等，事实上已经阻碍了机械蒸汽再压缩技术的大规模推广使用。

采用基于非定常流动过程的波转子（Wave Rotor）增压效率高于稳定流动过程的增压效率，该技术无需活塞或叶片等部件，仅通过产生的运动激波就可高效完成高、低压流体间的直接能量交换。CN101290174专利提供了一种外循环耗散式气波机原则结构，这样的两端开口气波转子结构可以完成高低压流体的能量交换，但目前只利用了其膨胀效应。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种气波蒸汽再压缩连续蒸发装置，其目的在于充分利用激波制热效应，提供能量利用效率。

本实用新型采用的技术方案是：一种气波蒸汽再压缩连续蒸发装置，它包括一个多效蒸发器、浓液泵、凝结水泵和蒸汽锅炉，多效蒸发器由首效蒸发器、几个次效蒸发器和末效蒸发器构成，它还包括一个相变气波增压器和真空泵，相邻各效蒸发器的底部采用连通管连接，还采用各效蒸发器的循环泵连接该效蒸发器中的液体均布器；所述蒸汽锅炉的驱动蒸汽出口连接相变气波增压器的驱动蒸汽入口，相变气波增压器的增压蒸汽出口连接首效蒸发器中的首效换热器，末效蒸发器的上部空间采用管道连接相变气波增压器的低压蒸汽入口；所述首效蒸发器上部空间通过管道连接次效蒸发器中的次效换热器，以此类推，前级次效蒸发器上部空间通过管道连接后级次效蒸发器中的次效换热器，末级次效蒸发器上部空间通过管道连接末效蒸发器中的末效换热器；原液从位于末效蒸发器上部空间的冷凝器的原液进口进入，经原液管进入首效蒸发器中，末效蒸发器的底部连接浓液泵，在冷凝器的下部设有凝水接盘；所述末效蒸发器的上部空间采用管道经汽水分离器连接真空泵；所述各效蒸发器中各效换热器的出口与凝水接盘共同连接蒸汽锅炉和凝结水泵的进水口。

所述末效蒸发器的上部空间采用管道依次经蒸汽压缩机、位于首效蒸发器上部空间的换热器和气液分离器连接相变气波增压器的低压蒸汽入口，气液分离器的底部连接蒸汽锅炉和凝结水泵的进水口。

上述技术方案中，所述的各效蒸发器是指：首效蒸发器、几个次效蒸发器和末效蒸发器；所述的各效蒸发器的循环泵是指：首效循环泵、几个次效循环泵和末效循环泵；该效蒸发器中的液体均布器是指：首效液体均布器、几个次效液体均布器和末效液体均布器。

上述技术方案利用激波的制热效应和增压性能，构造一种新型的气波蒸汽再压缩机制，在所实现系统中利用相变气波增压器代替或部分代替水蒸汽压缩机。其中，相变气波增压器的驱动热源为低热值的蒸汽，被驱气流为末效二次蒸汽，增压和过热后重新利用潜热，以达到节能目的。

根据原液蒸发温度的实际状况，二次蒸汽的再压缩比有高低之分，可以有采用机械蒸汽压缩+气波蒸汽压缩联用和气波蒸汽再压缩两种实现方法。对于中、高温蒸发情况，真空度低，二次蒸汽增压比低，仅采用相变气波增压即可完成，即采用WVR工艺。对于低温蒸发情况，真空度高，增压压比高，可采用级数降低的低压比机械蒸汽压缩MVR（这时的压缩机开发难度降低）+相变气非定常预压缩WVR的混合工艺，即M/WVR工艺。

本实用新型的有益效果是：这种气波蒸汽再压缩连续蒸发装置提出的气波蒸汽再压缩WVR技术，相比现有机械蒸汽再压缩MVR和热力蒸汽再压缩TVR技术，具有如下技术优势：