本發(fā)明涉及一種利用太陽(yáng)能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置，屬于廢水處理技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

燃煤電廠常用石灰石-石膏法進(jìn)行煙氣脫硫。該法在脫硫工序后會(huì)產(chǎn)生弱酸性的脫硫廢水。廢水中含有硫化物、氯化物、硝酸鹽和部分重金屬離子等可溶性物質(zhì)。廢水中還含有較多的懸浮物和部分小顆粒。

目前廢水處理的方法有兩種，一是加入堿性化學(xué)試劑，在廢水中生成硫酸鹽或氫氧化物沉淀，然后分離沉淀得到凈水。二是采用蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)，得到蒸餾水和固體殘?jiān)?，?shí)現(xiàn)廢水處理與蒸餾水回收。第二類(lèi)方法可真正實(shí)現(xiàn)脫硫廢水的“零排放”，但是傳統(tǒng)的鹽水蒸發(fā)濃縮技術(shù)要消耗大量的燃料或電力資源，投資和運(yùn)行費(fèi)用高。利用可再生能源－太陽(yáng)能進(jìn)行廢水蒸發(fā)，可以避免大量燃料和電力資源消耗帶來(lái)的能源和環(huán)境問(wèn)題。但是太陽(yáng)能是一種低品質(zhì)熱能，如果不采用復(fù)雜的聚光裝置，太陽(yáng)能僅能將工質(zhì)加熱到一定的溫度。如果直接蒸餾廢水，需配置多臺(tái)真空泵才能完成蒸餾過(guò)程。增濕－去濕廢水蒸發(fā)技術(shù)利用氣體飽和濕度差進(jìn)行廢水蒸發(fā)，可以有效利用太陽(yáng)能。

專(zhuān)利號(hào)為cn103982903a的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了一種利用煙氣余熱處理末端廢水的系統(tǒng)及其方法。設(shè)置廢水噴霧蒸發(fā)器，利用熱煙氣吸濕能力，實(shí)現(xiàn)水分蒸發(fā)，同時(shí)得到固體殘?jiān)?。廢水有較強(qiáng)的腐蝕性，用于霧化廢水的噴嘴極易遭到腐蝕。廢水和煙氣接觸時(shí)間有限，可能導(dǎo)致廢水蒸發(fā)量偏少，造成熱量損失。另外，廢水噴霧蒸發(fā)器置于空預(yù)器和除塵器之間，含有大量水分的煙氣必將加重空預(yù)器后所有煙氣管道和設(shè)備的腐蝕。

專(zhuān)利號(hào)為cn102330278a的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利公開(kāi)了協(xié)同促進(jìn)pm2.5團(tuán)聚長(zhǎng)大和蒸發(fā)處理脫硫廢水的方法和裝置。將脫硫廢水用粘結(jié)劑處理后再霧化噴入空預(yù)器和除塵器之間的煙道，利用熱煙氣吸濕能力使得水分蒸發(fā)。該法同樣會(huì)降低煙氣溫度，導(dǎo)致后續(xù)煙氣管道和設(shè)備的腐蝕。同時(shí)當(dāng)火電廠排煙溫度較低時(shí)，煙氣熱量不足以完全蒸發(fā)脫硫水分。另外，隨著低低溫工藝的強(qiáng)制普及，可有效用以蒸發(fā)水分的煙道長(zhǎng)度縮小，蒸發(fā)水量也會(huì)受到限制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是鑒于上述情況作出的，其目的在于提出一種利用太陽(yáng)能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置，利用不同溫度下空氣飽和濕度差進(jìn)行廢水處理。該裝置在常壓下運(yùn)行，無(wú)需真空泵，無(wú)需濃液儲(chǔ)存處理裝置，具有較高的蒸發(fā)和冷凝效率，可根據(jù)太陽(yáng)能集熱器廢水溫度和空氣流量自動(dòng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器出口濕空氣溫度和生成冷凝水量。

本發(fā)明是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的，一種利用太陽(yáng)能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置，該裝置包括太陽(yáng)能集熱器、流化床蒸發(fā)器、布袋除塵器、橫管降膜冷凝器、流量控制器、廢水泵、鼓風(fēng)機(jī)；所述的太陽(yáng)能集熱器為太陽(yáng)能采集裝置并為脫硫廢水提供加熱能量；

所述的流化床蒸發(fā)器包括：殼體、氣體進(jìn)口噴嘴、廢水進(jìn)口、床料和濕空氣出口，所述氣體進(jìn)口噴嘴固定于殼體底部，且其與橫管降膜冷凝器中的受熱空氣出口相連接，廢水進(jìn)口設(shè)置于殼體內(nèi)的頂部，且其與太陽(yáng)能集熱器出水口通過(guò)導(dǎo)管相連接，床料放置于殼體內(nèi)，濕空氣出口設(shè)置于殼體上部；

所述橫管降膜冷凝器包括冷凝器箱體、上橫管和下橫管，所述冷凝器箱體頂部設(shè)有進(jìn)口，底部設(shè)有出口，上橫管通廢水，設(shè)置廢水進(jìn)、出口，下橫管通空氣，設(shè)置氣體進(jìn)、出口，冷凝器箱體的進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)管與流化床蒸發(fā)器的濕空氣出口相連接，上橫管的廢水進(jìn)口和廢水泵相連接，廢水出口和太陽(yáng)能集熱器進(jìn)水口相連接，氣體進(jìn)口和鼓風(fēng)機(jī)相連接，氣體出口和流化床蒸發(fā)器的氣體進(jìn)口噴嘴相連接；

所述流量控制器設(shè)于太陽(yáng)能集熱器出水口與流化床蒸發(fā)器頂部的廢水進(jìn)口之間的導(dǎo)管上，用以控制進(jìn)口廢水量。所述布袋除塵器設(shè)于冷凝器箱體的進(jìn)口與流化床蒸發(fā)器的濕空氣出口之間的導(dǎo)管上，用以收集濕空氣中的固態(tài)殘?jiān)?/p>

所述殼體為不銹鋼、聚丙烯或玻璃鋼材料制成，殼體外部包裹石棉保溫層。

所述床料為粒徑為350μm的石英砂顆粒。顆粒被空氣流化，將熱廢水分散為液滴，并將液滴黏附在其表面完成蒸發(fā)過(guò)程。顆粒對(duì)廢水的分散和黏附作用擴(kuò)大了空氣和廢水的接觸面積，并提高了廢水液滴在流化床蒸發(fā)器中的停留時(shí)間，同時(shí)顆粒在床內(nèi)的流化導(dǎo)致氣液間的傳熱、傳質(zhì)系數(shù)得到很大的提高，從而提高了廢水蒸發(fā)效率。廢水在流化床蒸發(fā)器中完全蒸發(fā)，因此無(wú)需設(shè)置高濃度廢水儲(chǔ)存處理裝置。

所述冷凝器箱體的出口設(shè)有氣液分離器，用以分離冷凝水。

所述氣液分離器出液口和出氣口分別連接有冷凝水存儲(chǔ)箱和引風(fēng)機(jī)，引風(fēng)機(jī)用以提供氣流動(dòng)力。

有意效果：本發(fā)明裝置利用流化床蒸發(fā)器進(jìn)行空氣吸濕，利用橫管降膜冷凝器進(jìn)行空氣除濕，使得廢水在蒸發(fā)和冷凝中都有很高的傳熱傳質(zhì)效率，在常壓下運(yùn)行，無(wú)需真空泵。脫硫廢水單獨(dú)處理，保證了煙氣脫硫過(guò)程的穩(wěn)定性。采用半干法蒸發(fā)流程，通過(guò)布袋除塵器回收固體殘?jiān)?，無(wú)需濃液儲(chǔ)存處理裝置。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明的一種利用太陽(yáng)能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1為太陽(yáng)能集熱器、2為流化床蒸發(fā)器、3為布袋除塵器、4為橫管降膜冷凝器、5為氣液分離器、6為流量控制器、7為廢水泵、8為鼓風(fēng)機(jī)、9為引風(fēng)機(jī)、10為冷凝水存儲(chǔ)箱、11為殼體、12為床料。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方案和具體的操作過(guò)程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種利用太陽(yáng)能的空氣加濕除濕式脫硫廢水處理裝置，該裝置包括太陽(yáng)能集熱器1、流化床蒸發(fā)器2、布袋除塵器3、橫管降膜冷凝器4、流量控制器6、廢水泵7、鼓風(fēng)機(jī)8；

流化床蒸發(fā)器2包括：殼體11、氣體進(jìn)口噴嘴、廢水進(jìn)口、床料12和濕空氣出口，氣體進(jìn)口噴嘴固定于殼體底部，且其與橫管降膜冷凝器4中的受熱空氣出口相連接，廢水進(jìn)口設(shè)置于殼體11內(nèi)的頂部，且其與太陽(yáng)能集熱器1出水口通過(guò)導(dǎo)管相連接，床料12放置于殼體內(nèi)，濕空氣出口設(shè)置于殼體11上部；

橫管降膜冷凝器4包括冷凝器箱體、上橫管和下橫管，冷凝器箱體頂部設(shè)有進(jìn)口，底部設(shè)有出口，上橫管通廢水，設(shè)置廢水進(jìn)、出口，下橫管通空氣，設(shè)置氣體進(jìn)、出口，冷凝器箱體的進(jìn)口通過(guò)導(dǎo)管與流化床蒸發(fā)器2的濕空氣出口相連接，廢水進(jìn)口和廢水泵7相連接，廢水出口和太陽(yáng)能集熱器1進(jìn)水口相連接，氣體進(jìn)口和鼓風(fēng)機(jī)8相連接，氣體出口和流化床蒸發(fā)器2的氣體進(jìn)口噴嘴相連接；從流化床蒸發(fā)器中蒸發(fā)產(chǎn)生的濕空氣掠過(guò)冷凝器殼程，在上下橫管外壁冷凝放熱，這種橫管降膜冷凝方式有效降低了管內(nèi)外的傳導(dǎo)熱阻，增大管外對(duì)流換熱系數(shù)，使得冷凝器中的放熱冷凝非常高效。

流量控制器6設(shè)于太陽(yáng)能集熱器1出水口與流化床蒸發(fā)器2頂部的廢水進(jìn)口之間的導(dǎo)管上，用以控制進(jìn)口廢水量，布袋除塵器3設(shè)于冷凝器箱體的進(jìn)口與流化床蒸發(fā)器2的濕空氣出口之間的導(dǎo)管上，用以收集濕空氣中的固態(tài)殘?jiān)?/p>

殼體11為不銹鋼、聚丙烯或玻璃鋼等材料制成，殼體11外部包裹石棉保溫層。

床料12為粒徑為100μm-500μm的石英砂顆粒。顆粒被空氣流化，將熱廢水分散為液滴，并將液滴黏附在其表面完成蒸發(fā)過(guò)程。顆粒對(duì)廢水的分散和黏附作用擴(kuò)大了空氣和廢水的接觸面積，并提高了廢水液滴在流化床蒸發(fā)器中的停留時(shí)間，同時(shí)顆粒在床內(nèi)的流化導(dǎo)致氣液間的傳熱、傳質(zhì)系數(shù)得到很大的提高，從而提高了廢水蒸發(fā)效率。廢水在流化床蒸發(fā)器中完全蒸發(fā)，因此無(wú)需設(shè)置高濃度廢水儲(chǔ)存處理裝置。

冷凝器箱體的出口設(shè)有氣液分離器5，用以分離冷凝水。

氣液分離器5出液口和出氣口分別連接有冷凝水存儲(chǔ)箱10和引風(fēng)機(jī)9，引風(fēng)機(jī)9用以提供氣流動(dòng)力。

本發(fā)明通過(guò)以下方式進(jìn)行工作：太陽(yáng)能集熱器用于加熱廢水，廢水在太陽(yáng)能集熱器中受熱后，從頂部導(dǎo)管進(jìn)入流化床蒸發(fā)器，空氣從底部噴嘴進(jìn)入流化床蒸發(fā)器，流化床料，熱廢水被流化后的床料分散為液滴，部分黏附在床料表面蒸發(fā)，部分直接蒸發(fā)。顆粒在床內(nèi)的劇烈運(yùn)動(dòng)加大了廢水的蒸發(fā)面積和蒸發(fā)效率，并且提高了廢水在蒸發(fā)器中的停留時(shí)間。吸濕后的空氣首先進(jìn)入布袋除塵器除去固體殘?jiān)?，然后進(jìn)入橫管降膜冷凝器冷凝。同時(shí)水蒸汽的冷凝熱用于預(yù)熱空氣和廢水，不會(huì)造成熱量的浪費(fèi)。經(jīng)冷凝后的氣液經(jīng)過(guò)氣液分離器分離氣體和冷凝水，該冷凝水可回收利用。