[发明专利]小型模块式热法高盐废水脱盐系统及方法

说明书

本发明公开一种小型模块式热法高盐废水脱盐系统及方法，主要包括加湿器、除湿器、溶液预热器、水泵、流量控制器、风机。溶液经溶液预热器加热与浓溶液混合后进入加湿器中，直接喷淋到填料表面，与冷空气热质交换，剩余浓溶液进行循环；热湿空气进入除湿器后与冷却水热质交换，后经风机驱动进入加湿器进行循环，冷凝产生淡水经溶液预热器进一步降温，进入除湿器开始循环，多余淡水收集起来。本发明利用喷淋和填料塔相结合，强化加湿除湿过程。结构简单紧凑、小型化、模块化，规模可调；应用范围广，处理高盐溶液；空气和溶液循环流动，回收汽化潜热，热利用率高，能耗低；在低温常压下即可运行，使用寿命长，制造运行维护成本低；能量来源多样化。

技术领域

本发明属于热法脱盐技术领域，特别涉及到一种基于在低温常压下运行的小型模块式热法高盐废水脱盐系统及方法，并具备小型化、便携式、模块化的特点。

背景技术

目前常见盐溶液主要包括以下几部分：一是用于淡化生产淡水的海水，盐浓度一般在3.5wt％左右；二是内陆地区的苦咸水；三是煤化工等企业生产过程中产生的工业废水；四是日常生活中产生的生活污水和垃圾渗滤液等。目前常用的溶液脱盐方法有低温多效蒸馏、反渗透法、多级闪蒸、热膜联产、电渗析法等。反渗透法是在高压泵的作用下，水分子通过反渗透膜实现盐与水的分离，此方法需要持续的提供电能或机械能，且随着料液浓度的增加，所需泵功增加导致处理成本增加，产水品质也有所下降，膜的使用寿命缩短，且浓缩后的料液无法进行后续有效处理。传统的多效蒸发式(中国发明专利申请号201010509740.X)和多级闪蒸式(中国发明专利申请号201310411226.6)等技术往往因一些共同问题而难以商业化推广使用。一是装置庞大复杂、体积大、投资成本高，二是随着料液浓度的增加，蒸发器内部表面会产生严重结垢和腐蚀的问题，装置传热效率降低，这对材料的耐高温耐腐蚀性能提出很高的要求，而且污垢处理和装置维护成本增加。

加湿除湿脱盐技术是一种新型的热法脱盐技术，该技术模拟自然界的降雨循环过程，以流动空气作为水蒸气的载体，空气在加湿器中被热料液加湿，携带一定量的水蒸气后进入除湿器除湿，利用空气的饱和湿度差，多余的水蒸气冷凝产生淡水，剩余的料液达到浓缩的效果。与其他技术相比，加湿除湿脱盐技术具有结构设计简单、设备投资和操作成本较低、可利用低品位能源或可再生能源等优点。加湿除湿脱盐技术在海水淡化、工业废水浓缩、垃圾渗滤液浓缩处理和生活污水处理等领域具有广阔的应用前景。

经过对现有技术的检索发现，申请号201010509740.X公开了一种喷雾蒸发空气加湿除湿式太阳能海水淡化装置，装置采用空气作为循环工质，但海水没有预热，与热空气温差大，加湿效率低，且布置有多个冷凝换热器，装置结构复杂，安装调试困难，不利于装置的商业化推广。

申请号201611214327.4公开了一种双热质耦合太阳能热空气型蒸发系统及其方法，系统通过回收湿空气中的水蒸气及相应的显热潜热，但剩余浓溶液直接排出，没有循环使用，系统对高盐溶液的处理在实际操作中存在困难。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷和不足，本发明的目的在于提出一种基于在低温常压下进行的小型模块式热法高盐废水脱盐系统及方法，系统采用喷淋加湿和填料塔加湿相结合，辅之以空气作为循环工质强制加湿除湿溶液的工艺方法，设备结构简单紧凑，体积小，易于拆装和清洗，运输方便，可模块化使用；溶液循环浓缩，可处理高盐溶液；系统热利用率高，能耗低，产水量和产水品质稳定可靠，运行成本低；能量来源多样化，可与太阳能、工业废热等结合。

为达到以上发明目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种小型模块式热法高盐废水脱盐系统，包括：加湿器、流量控制器A、水泵A、液位控制器、风机、风量调节器、排水阀A、浓溶液槽、除湿器、流量控制器B、水泵B、排水阀B、淡水槽；