公布日：2023.05.09
申請日：2023.03.24
分類號：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)明公開一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)及控制方法，采用太陽能與電網(wǎng)谷電耦合供能的方式，通過蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生驅(qū)動蒸汽，驅(qū)動多效蒸發(fā)器完成廢水蒸發(fā)濃縮過程；同時收集各級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽，并維持各級蒸發(fā)器的真空度；通過凝汽器將蒸汽冷凝成純水，同時將過濾后的脫硫廢水加熱，降低蒸發(fā)能耗，實現(xiàn)對脫硫廢水的高效低耗濃縮�？刂品椒ㄖ型ㄟ^調(diào)節(jié)各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力、引射器的驅(qū)動蒸汽流量和蒸汽發(fā)生器的冷凝水進水量來響應(yīng)脫硫廢水處理量的變化，并根據(jù)實時監(jiān)測的光照強度控制供能裝置的供能方式，從而實現(xiàn)太陽能及谷電耦合供能、脫硫廢水高效低耗蒸發(fā)濃縮、蒸餾水回收的目的。
權(quán)利要求書
1.一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)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(qū)動蒸汽入口連接；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(qū)動蒸汽出口連接；所述多效蒸發(fā)濃縮裝置用于將引射器引入的驅(qū)動蒸汽作為蒸發(fā)熱源，對每級蒸發(fā)器的噴嘴噴淋下來的脫硫廢水進行蒸發(fā)濃縮，同時將每級蒸發(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(jié)成冷凝水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述供能裝置包括：光伏板、光伏板供熱管閥門、光伏控制器和電網(wǎng)電路閘；光伏板供熱管閥門設(shè)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(shè)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，則開啟光伏板供熱管閥門，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，則同時開啟光伏板供熱管閥門及電網(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，開啟電網(wǎng)電路閘。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)還包括：廢水流量計、進液泵、進料水泵、真空泵、廢水濃水泵和多個壓力調(diào)節(jié)閥；廢水流量計設(shè)置在凝汽器的進液口處；凝汽器的出液口通過進液泵與多效蒸發(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進料水泵與蒸汽發(fā)生器的進水口連接；在凝汽器的進氣口與多效蒸發(fā)濃縮裝置之間設(shè)有一個主管路和多個支管路，主管路的一端與凝汽器的進氣口連接，主管路的另一端與所有支管路的一端連接，每個支管路的另一端與一個蒸發(fā)器的噴嘴連接；在每個支管路上設(shè)置一個壓力調(diào)節(jié)閥，真空泵設(shè)置在主管路上；廢水濃水泵設(shè)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(jù)權(quán)利要求3所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)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、過濾裝置和回收水泵；濕法脫硫塔的脫硫廢水出口通過脫硫塔廢水泵與脫硫廢水池的脫硫廢水進口連接；脫硫廢水池的脫硫廢水出口通過脫硫廢水池泵與過濾裝置的進液口連接；過濾裝置的出液口與凝汽器的進液口連接，過濾裝置的出液口與凝汽器的進液口之間連接的管路上設(shè)置有廢水流量計；回收水泵設(shè)置在凝汽器的冷凝水出水口的抽出管路上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，其特征在于，所述多效蒸發(fā)濃縮裝置包括多個并聯(lián)連接的蒸發(fā)器；每級蒸發(fā)器的頂部均配置多個噴嘴，并在每級蒸發(fā)器的頂部開設(shè)有廢水蒸汽出口；每級蒸發(fā)器的中部均設(shè)置有多個換熱管，每級蒸發(fā)器的底部開設(shè)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(shè)置有換熱管的驅(qū)動蒸汽入口，在末級蒸發(fā)器中設(shè)置有換熱管的驅(qū)動蒸汽出口；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(shè)置有廢水濃水抽出口；各級蒸發(fā)器內(nèi)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(yīng)用于權(quán)利要求1-5任一項所述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法包括：設(shè)置供能裝置的初始供能方式為光伏板供能；實時監(jiān)測凝汽器輸入的脫硫廢水流量和光照強度；當實時監(jiān)測的脫硫廢水流量發(fā)生變化時，調(diào)節(jié)各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力、引射器的驅(qū)動蒸汽流量和蒸汽發(fā)生器的冷凝水進水量，使得各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力處于預(yù)設(shè)壓力范圍內(nèi)；若實時監(jiān)測的光照強度大于強度閾值上限，則繼續(xù)采用光伏板供能；若實時監(jiān)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；若實時監(jiān)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)谷電同時供能。
7.根據(jù)權(quán)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，當實時監(jiān)測的脫硫廢水流量增加時：增大各級蒸發(fā)器對應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)閥，增大引射器的驅(qū)動蒸汽流量，同時增大進料水泵的功率；獲取調(diào)節(jié)后各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力；判斷調(diào)節(jié)后各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力是否小于壓力閾值下限，獲得第一判斷結(jié)果；若所述第一判斷結(jié)果表示是，則減小各級蒸發(fā)器對應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)閥，減小引射器的驅(qū)動蒸汽流量，同時減小進料水泵的功率，并返回步驟“獲取調(diào)節(jié)后各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力”；若所述第一判斷結(jié)果表示否，則判斷調(diào)節(jié)后各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力是否大于壓力閾值上限，獲得第二判斷結(jié)果；若所述第二判斷結(jié)果表示是，則返回步驟“增大各級蒸發(fā)器對應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)閥，增大引射器的驅(qū)動蒸汽流量，同時增大進料水泵的功率”；若所述第二判斷結(jié)果表示否，則結(jié)束。
8.根據(jù)權(quán)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，當實時監(jiān)測的脫硫廢水流量減小時：減小各級蒸發(fā)器對應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)閥，減小引射器的驅(qū)動蒸汽流量，同時減小進料水泵的功率；獲取調(diào)節(jié)后各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力；判斷調(diào)節(jié)后各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力是否大于壓力閾值上限，獲得第三判斷結(jié)果；若所述第三判斷結(jié)果表示是，則增大各級蒸發(fā)器對應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)閥，增大引射器的驅(qū)動蒸汽流量，同時增大進料水泵的功率，并返回步驟“獲取調(diào)節(jié)后各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力”；若所述第三判斷結(jié)果表示否，則判斷調(diào)節(jié)后各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力是否小于壓力閾值下限，獲得第四判斷結(jié)果；若所述第四判斷結(jié)果表示是，則返回步驟“減小各級蒸發(fā)器對應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)閥，減小引射器的驅(qū)動蒸汽流量，同時減小進料水泵的功率”；若所述第四判斷結(jié)果表示否，則結(jié)束。
9.根據(jù)權(quán)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(yù)設(shè)壓力范圍的壓力閾值上限為10kPa，所述預(yù)設(shè)壓力范圍的壓力閾值下限為80kPa。
發(fā)明內(nèi)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(tǒng)及控制方法，可實現(xiàn)對脫硫廢水的高效低耗濃縮。
為實現(xiàn)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(tǒng)，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)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(qū)動蒸汽入口連接；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(qū)動蒸汽出口連接；
所述多效蒸發(fā)濃縮裝置用于將引射器引入的驅(qū)動蒸汽作為蒸發(fā)熱源，對每級蒸發(fā)器的噴嘴噴淋下來的脫硫廢水進行蒸發(fā)濃縮，同時將每級蒸發(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(jié)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(yīng)用于前述的脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，所述脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法包括：
設(shè)置供能裝置的初始供能方式為光伏板供能；
實時監(jiān)測凝汽器輸入的脫硫廢水流量和光照強度；
當實時監(jiān)測的脫硫廢水流量發(fā)生變化時，調(diào)節(jié)各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力、引射器的驅(qū)動蒸汽流量和蒸汽發(fā)生器的冷凝水進水量，使得各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力處于預(yù)設(shè)壓力范圍內(nèi)；
若實時監(jiān)測的光照強度大于強度閾值上限，則繼續(xù)采用光伏板供能；
若實時監(jiān)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；
若實時監(jiān)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)谷電同時供能。
根據(jù)本發(fā)明提供的具體實施例，本發(fā)明公開了以下技術(shù)效果：
本發(fā)明公開一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮系統(tǒng)，采用太陽能與電網(wǎng)谷電耦合供能的方式，通過蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生驅(qū)動蒸汽，驅(qū)動多效蒸發(fā)器完成廢水蒸發(fā)濃縮過程；同時收集各級蒸發(fā)器產(chǎn)生的蒸汽，并維持各級蒸發(fā)器的真空度；通過凝汽器將蒸汽冷凝成純水，同時將過濾后的脫硫廢水加熱，降低蒸發(fā)能耗，實現(xiàn)對脫硫廢水的高效低耗濃縮。
本發(fā)明公開一種脫硫廢水多效蒸發(fā)濃縮控制方法，通過調(diào)節(jié)各級蒸發(fā)器內(nèi)的壓力、引射器的驅(qū)動蒸汽流量和蒸汽發(fā)生器的冷凝水進水量來響應(yīng)脫硫廢水處理量的變化，并根據(jù)實時監(jiān)測的光照強度控制供能裝置的供能方式，從而實現(xiàn)太陽能及谷電耦合供能、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(wèi)濤;蘇偉;高俊）
