緯綸環(huán)保自主研發(fā)設(shè)備低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結(jié)晶廢水零排放
2018中國(guó)·海淀高價(jià)值專利培育大賽”復(fù)賽入圍項(xiàng)目（十七）
項(xiàng)目名稱：低溫高效節(jié)能的工業(yè)廢水零排放項(xiàng)目
牽頭單位：北京緯綸華業(yè)環(huán)�？萍脊煞萦邢薰�
緯綸環(huán)保自主研發(fā)低溫高效節(jié)能蒸發(fā)結(jié)晶廢水零排放設(shè)備及工藝
肩負(fù)社會(huì)責(zé)任 共創(chuàng)美好未來(lái)
1單位簡(jiǎn)介
北京緯綸華業(yè)環(huán)�？萍脊煞萦邢薰境闪⒂�2001年，污水處置、油泥與污泥處理、固廢危廢處置與資源化領(lǐng)域深耕多年，具有豐富的技術(shù)研發(fā)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的高新技術(shù)企業(yè)，并且，公司已于2010年成功掛牌新三板。以自主研發(fā)的核心技術(shù)為支撐，致力于從技術(shù)咨詢、工程設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、設(shè)備制造、工程建設(shè)、運(yùn)營(yíng)管理六大方面，為用戶提供“一站式”服務(wù)，為環(huán)境治理提供全方位的保證。公司非常重視技術(shù)創(chuàng)新工作的開展，積累了大量的無(wú)形資產(chǎn)，截止目前為止，公司共擁有專利37項(xiàng)，其中發(fā)明專利19項(xiàng)，軟件著作權(quán)20余項(xiàng)純水設(shè)備 。
此次大賽，緯綸環(huán)保攜“一種低溫高效蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備及工藝（發(fā)明專利號(hào)：201310122372為主的項(xiàng)目專利參與這次高科技公司之間的比拼，感到十分榮幸，希望公司的技術(shù)能得到大家的認(rèn)可與鼓勵(lì)。本低溫高效工業(yè)廢水零排放項(xiàng)目已獲八項(xiàng)專利授權(quán)，涉及技術(shù)方案及機(jī)械結(jié)構(gòu)方面，圍繞主專利層層布局，此外還有多個(gè)專項(xiàng)專利正在申請(qǐng)中。本項(xiàng)目專利可廣泛應(yīng)用于化工物料的連續(xù)蒸發(fā)結(jié)晶、溶劑的回收、環(huán)境污水處置、工業(yè)濃鹽水處理、海水淡化處置等，具有廣大的應(yīng)用市場(chǎng)寧波純水設(shè)備。
低溫高效蒸發(fā)結(jié)晶零排放技術(shù)是緯綸環(huán)保自主研發(fā)的一項(xiàng)用于高含鹽廢水處置與回收利用的廢水處置技術(shù)，廢水零排放技術(shù)的革新。本項(xiàng)目技術(shù)突破其他零排放所面臨的蒸發(fā)量大、回收品質(zhì)低、運(yùn)行不穩(wěn)定、運(yùn)行利息高等運(yùn)行管理的諸多問(wèn)題。
蒸發(fā)濃縮結(jié)晶過(guò)程中如何提高熱能的利用率，降低運(yùn)行本錢，并使蒸發(fā)濃縮結(jié)晶一體化，實(shí)現(xiàn)高效穩(wěn)定運(yùn)行以及具有一定通用性的系統(tǒng)單元一直是亟待解決的問(wèn)題。因此，本項(xiàng)目針對(duì)以上問(wèn)題提供了一種具有結(jié)構(gòu)緊湊、系統(tǒng)化，工業(yè)純水設(shè)備占地面積小、能耗低、能量重復(fù)利用率高、運(yùn)行費(fèi)用低、高節(jié)能、運(yùn)行效果穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)的蒸發(fā)濃縮結(jié)晶系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)了不同行業(yè)領(lǐng)域中各類高濃度含鹽廢水的資源化和無(wú)害化處置，因此，目前該系統(tǒng)在市場(chǎng)上具有極大的應(yīng)用前景。
2本項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題
本項(xiàng)目研發(fā)針對(duì)當(dāng)前工業(yè)含鹽廢水，全面分析高含鹽水質(zhì)特點(diǎn)基礎(chǔ)上開發(fā)出能夠?qū)崿F(xiàn)廢水零排放的蒸發(fā)結(jié)晶工藝及設(shè)備。擬解決以下關(guān)鍵工藝技術(shù)問(wèn)題：
1由于在降膜蒸發(fā)過(guò)程中，隨著運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，板片上的結(jié)垢逐漸積累，致使傳熱系數(shù)降低，造成汽耗高，蒸水能力下降。因此本開發(fā)項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一是降低蒸發(fā)過(guò)程的設(shè)備結(jié)垢風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)引入不同的換熱體系，即利用空氣與熱水直接接觸，并增大熱水的流速，進(jìn)而防止了蒸發(fā)過(guò)程中設(shè)備結(jié)構(gòu)的風(fēng)險(xiǎn)；
2大多蒸發(fā)和結(jié)晶操作單元都是分離的其中每個(gè)操作單元中設(shè)備的結(jié)構(gòu)都比較復(fù)雜，功能單一，設(shè)備操作不夠方便等，因此本開發(fā)項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一是使蒸發(fā)和結(jié)晶工藝一體化，過(guò)程中的控制和操作自動(dòng)化，進(jìn)而有效的提高整個(gè)操作單元的效率；工業(yè)純水設(shè)備
3目前其它蒸發(fā)結(jié)晶工藝過(guò)程中，均存在能耗高，熱量重復(fù)利用低等特點(diǎn)，因此，如何降低蒸發(fā)結(jié)晶的產(chǎn)水能耗也是開發(fā)項(xiàng)目擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一；
4完全實(shí)現(xiàn)本蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)操作單元的自動(dòng)化控制；
5由于蒸發(fā)結(jié)晶所處理的廢水均為膜過(guò)濾產(chǎn)生的濃鹽水或其它工藝發(fā)生的濃鹽水的成份較復(fù)雜，因此，針對(duì)各類廢濃鹽水，蒸發(fā)結(jié)晶設(shè)備的選材問(wèn)題；
6如何解決本蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)產(chǎn)水水質(zhì)達(dá)標(biāo)問(wèn)題；
7蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)工藝參數(shù)的科學(xué)計(jì)算與合理確定。
3本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)
罕見的蒸發(fā)設(shè)備通常采用蒸汽及電能進(jìn)行加熱蒸發(fā)，蒸發(fā)的溫度也常常確定在100℃左右，這樣條件下的設(shè)備選材要求高，運(yùn)行利息及設(shè)備結(jié)垢的風(fēng)險(xiǎn)大大提高，一般發(fā)生1噸清水的能耗折合電能在100-150kw
本項(xiàng)目采用了能量回收系統(tǒng)，即利用了熱泵原理，熱泵是一種能從自然界的空氣、水或土壤中獲取低品位熱能，經(jīng)過(guò)電力做功，提供可被人們所用的高品位熱能的裝置。熱泵實(shí)質(zhì)上是一種熱量提升裝置，熱泵的作用是從周圍環(huán)境中吸取熱量，并把它傳送給被加熱的對(duì)象（溫度較高的物體）其工作原理與制冷機(jī)相同，都是依照逆卡諾循環(huán)工作的所不同的只是工作溫度范圍不一樣。熱泵在工作時(shí)，自身消耗一部分能量，把環(huán)境介質(zhì)中貯存的能量加以挖掘，通過(guò)傳熱工質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)提高溫度進(jìn)行利用，而整個(gè)熱泵裝置所消耗的功僅為輸出功中的一小局部，因此，采用熱泵技術(shù)可以節(jié)約大量高品位能源，熱泵技術(shù)被形象的稱為“熱量倍增器”熱泵機(jī)組全年平均運(yùn)行利息只需電直接加熱的1/4燃油、燃?xì)饧訜岬?span>1/3~1/2慣例太陽(yáng)能的1/1.5熱泵系統(tǒng)由壓縮機(jī)、冷凝器、節(jié)流裝置和蒸發(fā)器組成。系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行的工質(zhì)，蒸發(fā)器中吸取干燥室排出濕熱空氣中的熱量，從低壓液態(tài)工質(zhì)蒸發(fā)成低壓蒸汽，經(jīng)壓縮機(jī)增壓成為高溫高壓的蒸汽；冷凝器中，高溫高壓的工質(zhì)蒸汽放出熱量加熱進(jìn)入干燥室的空氣，而工質(zhì)自身則從氣體冷凝成高壓液體；通過(guò)節(jié)流裝置，液體工質(zhì)發(fā)生阻塞效應(yīng)，降低了壓力和溫度，成為低壓低溫液體，再度進(jìn)入蒸發(fā)器中吸收濕熱氣體的熱量，如此反復(fù)循環(huán)將低溫?zé)崃枯斔偷礁邷亟橘|(zhì)中去，形成熱泵循環(huán)寧波純水設(shè)備。
本項(xiàng)目采用的能量回收系統(tǒng)，即利用了熱泵技術(shù)，并將其引入蒸發(fā)結(jié)晶系統(tǒng)內(nèi)，這可大大節(jié)約能源和降低運(yùn)行費(fèi)用。本項(xiàng)目中操作溫度在80℃以下，空氣密閉循環(huán)，有利于提高產(chǎn)水水質(zhì)。
4本項(xiàng)目技術(shù)具有如下優(yōu)點(diǎn)
1由于系統(tǒng)利用的余熱，比如低溫循環(huán)水、沖渣水、地?zé)嵛菜⑻?yáng)能熱水、廢熱油等，因此，系統(tǒng)高效節(jié)能，相應(yīng)大大減少了系統(tǒng)的運(yùn)行費(fèi)用；
2由于蒸發(fā)溫度在80℃以下，相對(duì)溫度較低，因此可實(shí)現(xiàn)低溫高效；
3通過(guò)噴淋冷凝，可將水氣所攜帶的能量轉(zhuǎn)移進(jìn)水里，進(jìn)而在經(jīng)過(guò)機(jī)組的吸收給原水加熱，充分利用了能量，回收了能量,能量重復(fù)利用率高；
4整個(gè)系統(tǒng)處于密閉狀態(tài)，不發(fā)生任何廢氣，不向空氣中排放任何氣體，不污染環(huán)境；
5由于通過(guò)不時(shí)循環(huán)蒸發(fā)與濃縮處理，最終可以使鹽結(jié)晶出來(lái)，清水進(jìn)行回用，處置完全，可以達(dá)到真正的零排放”要求，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了各類高濃度含鹽廢水的資源化和無(wú)害化處置；
6處置對(duì)象廣泛，對(duì)化工類、制藥類、以及各種高濃度含鹽廢水以及海水淡化等均適用；
7本發(fā)明的目的于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺乏，提供一種有機(jī)含鹽廢水的處置系統(tǒng)及方法，能降低廢水中有機(jī)物的含量、提高蒸發(fā)結(jié)晶的效率、提高產(chǎn)品水和鹽的質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)廢水零排放以及鹽類的回收寧波純水設(shè)備
；
8無(wú)高溫高壓設(shè)備，系統(tǒng)運(yùn)行平安可靠，并且智能；
9并將蒸發(fā)與結(jié)晶有效的融合，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)一體化。
5主要研發(fā)成員介紹
1.張學(xué)輝，畢業(yè)于浙江工業(yè)大學(xué)工業(yè)催化專業(yè)，曾就職于中科院過(guò)程所，現(xiàn)任公司緯綸環(huán)保技術(shù)研發(fā)部主任。
2.包長(zhǎng)春，高級(jí)工程師，二級(jí)建造師。畢業(yè)于北京工商大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)，任工藝工程師、設(shè)計(jì)部副經(jīng)理，現(xiàn)任水處置事業(yè)部總工程師。
3.張悅，畢業(yè)于北京理工大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)專業(yè)，現(xiàn)為水處置事業(yè)部成員。
愿共同努力，把脈含鹽廢水，為高效、節(jié)能、平安穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)各行業(yè)的廢水零排放純水設(shè)備 ，研發(fā)出合理可行的機(jī)械設(shè)備及工藝路線，為祖國(guó)的青山綠水和生態(tài)文明貢獻(xiàn)出一份力量。
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