[发明专利]一种热泵多效蒸发耦合式水处理系统及其工作方法

说明书

本发明公开了一种热泵多效蒸发耦合式水处理系统，包括溴化锂吸收式热泵循环系统、多效蒸发循环系统以及压缩式热泵循环系统。多效蒸发循环系统的末端蒸发器内蒸汽通入吸收式热泵内的发生器内放热冷凝，吸收式热泵吸收器内稀溶液通入一效蒸发器内被处理水蒸发，通过压缩机热泵的蒸发器回收吸收式热泵发生器产生蒸汽的冷凝热，并由另一空气源蒸发器从环境空气吸收热量，通过热泵冷凝器为发生器供给热能。本发明利用吸收式热泵可输出100℃以上热源的特点为多效蒸发系统提供热量，而利用性能稳定的压缩机热泵回收吸收式蒸汽冷凝热，且利用空气源原理，提供发生器溶液再生所需的热量，进而不需要额外热源就能实现污水或废水的蒸发处理。

技术领域

本发明涉及工业水处理及热回收领域，尤其涉及热泵热回收与多效蒸发相耦合的水处理系统及其工作方法。

背景技术

在化工、石油、制药等行业，大多会利用蒸发技术蒸发、浓缩、结晶、干燥、灭菌，而蒸发技术则是一道能耗较高的单元操作，一直是化工生产工艺或废水处理方面的耗能大户，蒸发工艺主要用于回收高浓度的废水浓缩液简单的来说，蒸发浓缩就是使指加热溶液使部分水分挥发，溶质增大的过程，在蒸发浓缩的过程中需要不断的供给热能，在工业中采用的热源通常为水蒸汽，而蒸发浓缩的物料大部分是水溶液，此操作过程中会产生较多的二次蒸汽，若直接将二次蒸汽排放不仅浪费了蒸汽的潜热而且部分物料也会随着二次蒸汽一同流出蒸发系统，会对环境造成一定的污染。

传统工业在能源的消耗和蒸发系统余热的浪费还是比较严重的，传统单效蒸馏的浓缩方法，二次蒸汽得不到再利用，其中大多仅循环利用和回收了约30％的废热和余热。因此废热的循环利用和余热回收是节能减排的重要环节之一，也是为企业降本、环保、增效的必要措施。

机械蒸汽再压缩是目前最为常用的低温二次蒸汽余热回收方法，然而，当废水温度过低时，二次蒸汽压力和温度低，蒸汽比容大，压缩机流量和压比大，而当下大流量大压比的蒸汽压缩机技术尚不成熟，压缩机故障率高，系统稳定性差，所以亟需一种能替代机械蒸汽压缩机，用于回收多效蒸发系统二次蒸汽热量实现废水的热回收与浓缩处理，最好还能取消多效蒸发系统对热源蒸汽的依赖。

发明内容

本发明目的是针对上述现有技术存在的问题和不足，提出一种热泵多效蒸发耦合式水处理系统。

为实现本发明的目的，本发明采用的技术方案是：

一种热泵多效蒸发耦合式水处理系统，包括多效蒸发循环系统、溴化锂吸收式热泵循环系统以及压缩式热泵循环系统，其特征在于，所述多效蒸发循环系统包括：第一离心泵1、预热器2、一效蒸发器3、第一减压阀4、二效蒸发器5；待处理水通过管路连通到第一离心泵1入口，第一离心泵1出口通过管路连接到预热器2入口a1，预热器2出口a2通过管路连接到一效蒸发器3的溶液入口b1，所述一效蒸发器3溶液出口b2通过第一减压阀4接至二效蒸发器5溶液入口c1，并由浓溶液出口c2排出，一效蒸发器3蒸汽出口b5通过管路接至二效蒸发器5的蒸汽入口c3；二效蒸发器5的凝结水出口c2通过管路接至预热器2的冷凝水入口a3，并由出口a4排出；

所述溴化锂吸收式热泵循环系统包括：发生器6、冷凝器7、第二离心泵8、第一蒸发器9、吸收器10、溶液热交换器11、第三离心泵12、第二减压阀13；所述发生器6的蒸汽入口d1通过管路连接二效蒸发器5的蒸汽出口c5,发生器6的冷凝水由出口d2排出，所述发生器6的上部蒸汽出口d6连接冷凝器7的蒸汽入口e1，所述冷凝器7的出口e2通过管路经第二离心泵8连接至第一蒸发器9的水入口f1，第一蒸发器9的蒸汽出口f2连接至吸收器10的顶部蒸汽入口g1；发生器6底部浓溶液出口d7经第三离心泵12接至溶液热交换器11入口h3，所述溶液热交换器11出口h4接至吸收器10的溶液入口g2；所述溶液热交换器11的溶液入口h1通过管道接至一效蒸发器3的溶液出口b4，所述溶液热交换器11的溶液出口h2经第二减压阀13连接至发生器6的溶液入口d5；所述吸收器10的稀溶液出口g3连接一效蒸发器3的入口b3；