公布日：2023.05.09
申請日：2023.03.24
分類(lèi)號：C02F1/04(2023.01)I;C02F1/14(2023.01)I;C02F1/00(2023.01)I;B01D5/00(2006.01)I;C02F103/18(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統及控制方法，采用太陽(yáng)能與電網(wǎng)谷電耦合供能的方式，通過(guò)蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生驅動(dòng)蒸汽，驅動(dòng)多效蒸發(fā)器完成廢水蒸發(fā)濃縮過(guò)程；同時(shí)收集各級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽，并維持各級蒸發(fā)器的真空度；通過(guò)凝汽器將蒸汽冷凝成純水，同時(shí)將過(guò)濾后的脫硫廢水加熱，降低蒸發(fā)能耗，實(shí)現對脫硫廢水的高效低耗濃縮�？刂品椒ㄖ型ㄟ^(guò)調節各級蒸發(fā)器內的壓力、引射器的驅動(dòng)蒸汽流量和蒸汽發(fā)生器的冷凝水進(jìn)水量來(lái)響應脫硫廢水處理量的變化，并根據實(shí)時(shí)監測的光照強度控制供能裝置的供能方式，從而實(shí)現太陽(yáng)能及谷電耦合供能、脫硫廢水高效低耗蒸發(fā)濃縮、蒸餾水回收的目的。
權利要求書(shū)
1.一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，其特征在于，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統包括：凝汽器、多效蒸發(fā)濃縮裝置、引射器、蒸汽發(fā)生器和供能裝置；凝汽器的進(jìn)液口輸入脫硫廢水，凝汽器的出液口與多效蒸發(fā)濃縮裝置中每級蒸發(fā)器的噴嘴連接；凝汽器的進(jìn)氣口與多效蒸發(fā)濃縮裝置中每級蒸發(fā)器的廢水蒸汽出口連接；凝汽器的冷凝水出水口與蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水口連接；蒸汽發(fā)生器的供能端與供能裝置連接，蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口與引射器的蒸汽進(jìn)口連接；所述供能裝置用于采用光伏與電網(wǎng)谷電耦合供能方式向蒸汽發(fā)生器提供能量以產(chǎn)生蒸汽；引射器的蒸汽出口與多效蒸發(fā)濃縮裝置中首級蒸發(fā)器的驅動(dòng)蒸汽入口連接；引射器的引射流入口與多效蒸發(fā)濃縮裝置中末級蒸發(fā)器的驅動(dòng)蒸汽出口連接；所述多效蒸發(fā)濃縮裝置用于將引射器引入的驅動(dòng)蒸汽作為蒸發(fā)熱源，對每級蒸發(fā)器的噴嘴噴淋下來(lái)的脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，同時(shí)將每級蒸發(fā)器中脫硫廢水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽匯集至凝汽器，冷卻凝結成冷凝水。
2.根據權利要求1所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，其特征在于，所述供能裝置包括：光伏板、光伏板供熱管閥門(mén)、光伏控制器和電網(wǎng)電路閘；光伏板供熱管閥門(mén)設置在光伏板與蒸汽發(fā)生器的熱能端之間連接的供熱管上；電網(wǎng)電路閘設置在電網(wǎng)與蒸汽發(fā)生器的電能端之間連接的電路上；光伏控制器的輸出端分別與光伏板供熱管閥門(mén)的控制端和電網(wǎng)電路閘的控制端連接；所述光伏控制器用于檢測光照強度，若檢測到的光照強度大于500W/m2，則開(kāi)啟光伏板供熱管閥門(mén)，關(guān)閉電網(wǎng)電路閘；若檢測到的光照強度大于等于200W/m2且小于等于500W/m2，則同時(shí)開(kāi)啟光伏板供熱管閥門(mén)及電網(wǎng)電路閘；若檢測到的光照強度小于200W/m2，則關(guān)閉光伏板供熱管閥門(mén)，開(kāi)啟電網(wǎng)電路閘。
3.根據權利要求1所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，其特征在于，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統還包括：廢水流量計、進(jìn)液泵、進(jìn)料水泵、真空泵、廢水濃水泵和多個(gè)壓力調節閥；廢水流量計設置在凝汽器的進(jìn)液口處；凝汽器的出液口通過(guò)進(jìn)液泵與多效蒸發(fā)濃縮裝置中每級蒸發(fā)器的噴嘴連接；凝汽器的冷凝水出水口通過(guò)進(jìn)料水泵與蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水口連接；在凝汽器的進(jìn)氣口與多效蒸發(fā)濃縮裝置之間設有一個(gè)主管路和多個(gè)支管路，主管路的一端與凝汽器的進(jìn)氣口連接，主管路的另一端與所有支管路的一端連接，每個(gè)支管路的另一端與一個(gè)蒸發(fā)器的噴嘴連接；在每個(gè)支管路上設置一個(gè)壓力調節閥，真空泵設置在主管路上；廢水濃水泵設置在多效蒸發(fā)濃縮裝置中從末級蒸發(fā)器抽出廢水濃水的管路上。
4.根據權利要求3所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，其特征在于，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統還包括：濕法脫硫塔、脫硫塔廢水泵、脫硫廢水池、脫硫廢水池泵、過(guò)濾裝置和回收水泵；濕法脫硫塔的脫硫廢水出口通過(guò)脫硫塔廢水泵與脫硫廢水池的脫硫廢水進(jìn)口連接；脫硫廢水池的脫硫廢水出口通過(guò)脫硫廢水池泵與過(guò)濾裝置的進(jìn)液口連接；過(guò)濾裝置的出液口與凝汽器的進(jìn)液口連接，過(guò)濾裝置的出液口與凝汽器的進(jìn)液口之間連接的管路上設置有廢水流量計；回收水泵設置在凝汽器的冷凝水出水口的抽出管路上。
5.根據權利要求1所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，其特征在于，所述多效蒸發(fā)濃縮裝置包括多個(gè)并聯(lián)連接的蒸發(fā)器；每級蒸發(fā)器的頂部均配置多個(gè)噴嘴，并在每級蒸發(fā)器的頂部開(kāi)設有廢水蒸汽出口；每級蒸發(fā)器的中部均設置有多個(gè)換熱管，每級蒸發(fā)器的底部開(kāi)設有廢水濃水排出口；上一級蒸發(fā)器的換熱管與下一級蒸發(fā)器的換熱管依次級聯(lián)，在首級蒸發(fā)器中設置有換熱管的驅動(dòng)蒸汽入口，在末級蒸發(fā)器中設置有換熱管的驅動(dòng)蒸汽出口；上一級蒸發(fā)器的廢水濃水排出口與下一級蒸發(fā)器的廢水濃水排出口依次級聯(lián)，在末級蒸發(fā)器中還設置有廢水濃水抽出口；各級蒸發(fā)器內的真空度從首級蒸發(fā)器至末級蒸發(fā)器梯度增加。
6.一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法，其特征在于，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法應用于權利要求1-5任一項所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法包括：設置供能裝置的初始供能方式為光伏板供能；實(shí)時(shí)監測凝汽器輸入的脫硫廢水流量和光照強度；當實(shí)時(shí)監測的脫硫廢水流量發(fā)生變化時(shí)，調節各級蒸發(fā)器內的壓力、引射器的驅動(dòng)蒸汽流量和蒸汽發(fā)生器的冷凝水進(jìn)水量，使得各級蒸發(fā)器內的壓力處于預設壓力范圍內；若實(shí)時(shí)監測的光照強度大于強度閾值上限，則繼續采用光伏板供能；若實(shí)時(shí)監測的光照強度小于強度閾值下限，則切換為電網(wǎng)谷電供能；若實(shí)時(shí)監測的光照強度大于等于強度閾值下限且小于等于強度閾值上限，則采用光伏板和電網(wǎng)谷電同時(shí)供能。
7.根據權利要求6所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法，其特征在于，當實(shí)時(shí)監測的脫硫廢水流量增加時(shí)：增大各級蒸發(fā)器對應的壓力調節閥，增大引射器的驅動(dòng)蒸汽流量，同時(shí)增大進(jìn)料水泵的功率；獲取調節后各級蒸發(fā)器內的壓力；判斷調節后各級蒸發(fā)器內的壓力是否小于壓力閾值下限，獲得第一判斷結果；若所述第一判斷結果表示是，則減小各級蒸發(fā)器對應的壓力調節閥，減小引射器的驅動(dòng)蒸汽流量，同時(shí)減小進(jìn)料水泵的功率，并返回步驟“獲取調節后各級蒸發(fā)器內的壓力”；若所述第一判斷結果表示否，則判斷調節后各級蒸發(fā)器內的壓力是否大于壓力閾值上限，獲得第二判斷結果；若所述第二判斷結果表示是，則返回步驟“增大各級蒸發(fā)器對應的壓力調節閥，增大引射器的驅動(dòng)蒸汽流量，同時(shí)增大進(jìn)料水泵的功率”；若所述第二判斷結果表示否，則結束。
8.根據權利要求6所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法，其特征在于，當實(shí)時(shí)監測的脫硫廢水流量減小時(shí)：減小各級蒸發(fā)器對應的壓力調節閥，減小引射器的驅動(dòng)蒸汽流量，同時(shí)減小進(jìn)料水泵的功率；獲取調節后各級蒸發(fā)器內的壓力；判斷調節后各級蒸發(fā)器內的壓力是否大于壓力閾值上限，獲得第三判斷結果；若所述第三判斷結果表示是，則增大各級蒸發(fā)器對應的壓力調節閥，增大引射器的驅動(dòng)蒸汽流量，同時(shí)增大進(jìn)料水泵的功率，并返回步驟“獲取調節后各級蒸發(fā)器內的壓力”；若所述第三判斷結果表示否，則判斷調節后各級蒸發(fā)器內的壓力是否小于壓力閾值下限，獲得第四判斷結果；若所述第四判斷結果表示是，則返回步驟“減小各級蒸發(fā)器對應的壓力調節閥，減小引射器的驅動(dòng)蒸汽流量，同時(shí)減小進(jìn)料水泵的功率”；若所述第四判斷結果表示否，則結束。
9.根據權利要求6所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法，其特征在于，所述強度閾值上限為500W/m2，所述強度閾值下限為200W/m2；所述預設壓力范圍的壓力閾值上限為10kPa，所述預設壓力范圍的壓力閾值下限為80kPa。
發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統及控制方法，可實(shí)現對脫硫廢水的高效低耗濃縮。
為實(shí)現上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：
一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統包括：凝汽器、多效蒸發(fā)濃縮裝置、引射器、蒸汽發(fā)生器和供能裝置；
凝汽器的進(jìn)液口輸入脫硫廢水，凝汽器的出液口與多效蒸發(fā)濃縮裝置中每級蒸發(fā)器的噴嘴連接；凝汽器的進(jìn)氣口與多效蒸發(fā)濃縮裝置中每級蒸發(fā)器的廢水蒸汽出口連接；凝汽器的冷凝水出水口與蒸汽發(fā)生器的進(jìn)水口連接；
蒸汽發(fā)生器的供能端與供能裝置連接，蒸汽發(fā)生器的蒸汽出口與引射器的蒸汽進(jìn)口連接；所述供能裝置用于采用光伏與電網(wǎng)谷電耦合供能方式向蒸汽發(fā)生器提供能量以產(chǎn)生蒸汽；
引射器的蒸汽出口與多效蒸發(fā)濃縮裝置中首級蒸發(fā)器的驅動(dòng)蒸汽入口連接；引射器的引射流入口與多效蒸發(fā)濃縮裝置中末級蒸發(fā)器的驅動(dòng)蒸汽出口連接；
所述多效蒸發(fā)濃縮裝置用于將引射器引入的驅動(dòng)蒸汽作為蒸發(fā)熱源，對每級蒸發(fā)器的噴嘴噴淋下來(lái)的脫硫廢水進(jìn)行蒸發(fā)濃縮，同時(shí)將每級蒸發(fā)器中脫硫廢水蒸發(fā)產(chǎn)生的蒸汽匯集至凝汽器，冷卻凝結成冷凝水。
一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法應用于前述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法包括：
設置供能裝置的初始供能方式為光伏板供能；
實(shí)時(shí)監測凝汽器輸入的脫硫廢水流量和光照強度；
當實(shí)時(shí)監測的脫硫廢水流量發(fā)生變化時(shí)，調節各級蒸發(fā)器內的壓力、引射器的驅動(dòng)蒸汽流量和蒸汽發(fā)生器的冷凝水進(jìn)水量，使得各級蒸發(fā)器內的壓力處于預設壓力范圍內；
若實(shí)時(shí)監測的光照強度大于強度閾值上限，則繼續采用光伏板供能；
若實(shí)時(shí)監測的光照強度小于強度閾值下限，則切換為電網(wǎng)谷電供能；
若實(shí)時(shí)監測的光照強度大于等于強度閾值下限且小于等于強度閾值上限，則采用光伏板和電網(wǎng)谷電同時(shí)供能。
根據本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：
本發(fā)明公開(kāi)一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統，采用太陽(yáng)能與電網(wǎng)谷電耦合供能的方式，通過(guò)蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生驅動(dòng)蒸汽，驅動(dòng)多效蒸發(fā)器完成廢水蒸發(fā)濃縮過(guò)程；同時(shí)收集各級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽，并維持各級蒸發(fā)器的真空度；通過(guò)凝汽器將蒸汽冷凝成純水，同時(shí)將過(guò)濾后的脫硫廢水加熱，降低蒸發(fā)能耗，實(shí)現對脫硫廢水的高效低耗濃縮。
本發(fā)明公開(kāi)一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法，通過(guò)調節各級蒸發(fā)器內的壓力、引射器的驅動(dòng)蒸汽流量和蒸汽發(fā)生器的冷凝水進(jìn)水量來(lái)響應脫硫廢水處理量的變化，并根據實(shí)時(shí)監測的光照強度控制供能裝置的供能方式，從而實(shí)現太陽(yáng)能及谷電耦合供能、脫硫廢水高效低耗蒸發(fā)濃縮、蒸餾水回收的目的。
（發(fā)明人：馮飆;張昊;李得第;榮楊一鳴;蘇衛濤;蘇偉;高俊）
