多功能的GER低温常压蒸发分离合成回收系统 当前位置:首页成果转化

方案详述(编号:T2016090054)


一、技术背景

目前,我们工业、农业等各行业的发展都是侧重于只产出、污染,而不回收或者回收工序非常简陋,所以研发一系列精细回收系统、回收工艺是必须走的路线和任务,不仅可以为我们提供良好的生产环境、生命健康,而且对大地上的万事万物都有着微妙的帮助和关爱。

回收分离浓缩/净化提取是化工制药、食品、电镀表面处理产品生产过程中的基本单元操作设备。而对热敏性料液,为防止营养成分或活性成分等的损失,往往需要在低温下蒸发浓缩。传统的低温蒸发浓缩方法一般采用真空蒸发,即利用真空下料液沸点降低的原理,使料液在适当的真空度下、在低于100℃的温度下沸腾,将料液的浓度提高,获得满足工艺要求的浓缩料液。但真空蒸发方法需配备抽真空设备,蒸发浓缩系统本身也要有较好的承压性和密封性,因此,系统的设计、制造、安装及操作要求均较高,系统初投资和运行费用也较高。

为此,本系统设计研发开发了一种基于热泵和气体介质循环的蒸发浓缩方法,可在常压下实现料液的低温蒸发浓缩,且具有较高的能源效率。如果热泵机组和超音波技术联合运行,它的理论计算能效比是倍数关系。

在各种工业生产过程中,往往会产生一定量污染浓度比较高的废水、废液,目前主要采用两种处理工艺去除。

  • 一种是通过物理化学、生物处理的方法将废水、废液中的污染物去除。这方面主要是着眼于将高浓度废水废液中的污染物进行降解分化后处理,以使废水可以达到排放标准。采用这种处理方式,不仅因高浓度废水废液中的各种污染物含有量较高,而使得处理成本高昂,并且处理效果也不稳定;与此同时,有些污染物还是具有极高利用价值的物质,这种方法不能将它们进行回收利用,而只是除去,就白白地浪费了大量宝贵物质。
  • 另外一种是加热蒸发方式,即采用类似于多效蒸发的技术,但是多效蒸发技术是在低压状态下将废水加热至70℃一90℃,将纯净水蒸馏出来,这种工艺方法往往能耗较大,同时加热导致废水中污染物性质改变,丧失回收价值。

为了解决上述两种治理方案出现的缺陷,本技术提出了一种全新的治理思路,即提取出高浓度废水废液中的纯净水,同时很好保留了水中的高含量污染物,提高了其利用价值,同时能耗低于传统加热蒸发技术。通过低温蒸发,让循环空气将废水废液中的纯净水提出来,污染物形成固体杂质。固体提取物与提纯的纯净水可作为资源进行二次利用。

二、技术原理

常压低温循环闭式蒸发分离回收系统,根据蒸发与冷凝模块的组合形成不同的温差,形成水汽交换与冷凝,实现气体液体分离,物料浓缩,配合压力雾化或超音波雾化加速蒸发分离,给予一定交换分离空间和高度。实现低能耗蒸发技术,根据不同溶液进行定制式的结构设计。根据溶液需要性质的不同,此模块属于定制系统增减配置,蒸发模块出来的可挥发物质,在这套模块中通过添加溶剂进行有效的吸收合成,从而产生新的物质达到有效提纯净化回收利用的目的,合成模块根据需要合成物质的性质进行特殊的设计和定制开发。

由蒸发模块出来的水蒸气及透过合成模块后的水蒸气进行冷凝,将冷凝水回收利用,此模块同时可以实现热能的循环利用,达到节能目的。

热泵机组是根据整个系统特殊设计的高温热泵机组,待处理废水溶液的性质不同,其热泵机组设计的参数、工况与工作介质也有所不同,当然整个系统每个模块设计也会不同,以满足最好的能耗比,即ACSS-Cop。我们公司合作开发的高温工业热泵Cop可以达到10-15,未来将达到15-24,即蒸发每吨水的能耗20-35元人民币(全新GER系统模块与古老传统处理站对比图如图1所示)。

图1 全新GER系统模块与古老传统处理站对比图

三、应用影响

常压循环分离合成系统对于高浓度、高盐废水处理及化工、制药生产环节的浓缩提纯效果尤为突出,本系统目前能广泛应用于石油化工、煤化工、精细化工、制药、染料、涂料、铝表面氧化、电镀、特种纸、养殖、垃圾渗滤液等领域。

另外,随着本系统的不断应用,将逐步改变传统单效蒸发、多效蒸发,乃至MVR整个行业现状,使得传统的技术逐步淘汰。


 

技术优势


本技术方案创新点如下:

  1. 智能化模块化控制,节约能耗与能源;
  2. 几乎不需要再加入化学品,现场整洁干净,占地面积小;
  3. 节约水电气,减少劳动力,最多只需要2名工人(无劳动强度,无危险工作);
  4. 水资源大部分回收利用(或国标标准排放);
  5. 回收化学品重新利用,节约大量的成本;
  6. 设备寿命长,操作保养简单,解决了复杂的维护程序。

技术效果与指标


目前,本技术方案已通过中试,进入生试阶段,可以根据具体需要专门定制匹配的GER低温常压蒸发分离合成回收系统。另外,GER和MED技术比较、GER和MVR技术比较分别如表1、表2所示,环氧树脂废水处理效果如表3所示。

表1 GER和MED技术比较

表2 GER和MVR技术比较

表3 环氧树脂废水处理效果

案例详述


案例介绍(如图3所示):

目前针对超强腐蚀性化学溶液成功的进行回收蒸发浓缩,为电子行业的表面处理用到的磷酸进行有效的节能减排,回收再利用,减少污染,为企业解决了含磷废水的相当重要的一个环节。

下一步,需要投入大量的时间,精力技术,资金开发融入系统的能量回收,净化系统,让系统更节能,利益更大,对环境污染更小,消耗的能量极小。目前系统热能消耗偏高,但总体效益是最大化的。

图3 本系统的使用用户清单图