技术摘要：
本发明提供一种诱导结晶异相成核装置，包括由上至下设置的集水区(1)、循环结晶区(2)、过滤区(3)，设置在所述过滤区(3)底部外侧的的动力系统(4)和设置在所述过滤区(3)底部外侧的支腿(5)；集水区(1)，循环结晶区(2)和过滤区(3)构成一体式结构；过滤区(3)包括过滤外腔(31)  全部
背景技术：
当前火力发电厂循环水系统浓缩倍率提升以后，循环排污水水量减少，同时导致 循环排污水水质变差。处理循环排污水的通常工艺为高密度沉淀池→变孔隙滤池→超滤→ 反渗透工艺，高密度沉淀池由于过滤速度较低，往往需要较大的池体，因此需要较大的占地 面积。同时，由于循环水中投加了大量阻垢剂控制循环水的结垢倾向，在循环排污水中往往 也包含大量的阻垢剂成分，阻垢剂的存在影响到高密度沉淀池的软化效果。另外，循环排污 水中的SS(备注：SS为Suspended  solids缩写，指悬浮固体)存在极大的影响着化学软化的 处理效果，实际工程中，为了达到化学软化工艺的最佳处理效果及结晶效果，要求进水SS< 50mg/L或更低。在进水高SS的情况下，诱导结晶反应的过程中，一部分结晶物会结晶在SS颗 粒上，由于相应的颗粒较小或强度不够而随水流排出反应器，结果造成出水浊度较高，增加 了后续过滤系统的负担和反冲洗频率，在一定程度上降低了结晶效率和结晶产物的回收 率。因此，研制占地面积小、能够对阻垢剂进行破稳、可处理高SS进水的化学软化装置是本 领域技术人员亟待解决的问题。 现有技术中往往采用配置保安过滤器来对结晶设备来水的SS进行拦截，实际应用 发现存在以下三项缺陷：一是保安过滤器的滤芯使用具有期限性，当滤芯拦截污堵物达到 一定程度后，需要人工更换滤芯；二是人工更换滤芯时，需要系统停机；三是拦截污堵物的 滤芯废弃后往往形成难以处理的新的污染物。
技术实现要素：
本发明采用一体化设计思路，提高结晶的流速，从而降低了设备占地，便于维护， 并且可实现清洗时系统不停机运行，滤网清洗后，无需人工更换滤网即可立即投入使用，相 比保安过滤器滤芯，大大减少了新的污染物的生成。同时，本装置设计有阻垢剂破稳功能， 同时能够大幅度沉淀和拦截循环水排污水中的SS，从而为后续的诱导结晶反应提供更洁净 的进水。 在一体化装置的循环排污水中加入诱导结晶晶种后，化学反应生成的物质通过细 颗粒间的团聚、细颗粒与晶种之间的吸附、晶种之间的聚集等方式形成细颗粒沉淀。在诱导 结晶晶种的存在下，结晶颗粒会逐渐长大。 本发明提供一种诱导结晶异相成核装置，包括由上至下设置的集水区、循环结晶 区、过滤区，设置在过滤区底部外侧的的动力系统和设置在过滤区底部外侧的支腿；集水 区，循环结晶区和过滤区构成一体式结构； 循环结晶区包括内筒体，设置在内筒体外侧的外筒体，设置在外筒体底部的外筒 底和设置在外筒底中央的止回部件；止回部件的入口设置在过滤区顶部，止回部件的出口 设置在循环结晶区的底部，循环结晶区和集水区连通，循环结晶区和过滤区通过止回部件 4 CN 111547927 A 说　明　书 2/9 页 连通； 过滤区包括过滤外腔，与过滤外腔内底部密封连接且与过滤外腔上部和侧部留有 通道的过滤内腔，设置在过滤外腔和过滤内腔之间的布药部件，设置在过滤内腔内部的吮 吸排泥部件，设置在过滤内腔底部的进水部件，与进水部件进口连通且设置在过滤外腔下 部的进水腔和设置在进水腔下部的排污腔； 过滤内腔包括布满滤孔的滤筒和与滤筒密封连接的上盖； 吮吸排泥部件包括中空的轴杆，垂直设置在轴杆上并与轴杆侧面连通的若干中空 的管状吮吸杆和设置在轴杆的下部且与排污腔连通的排泥口； 进水腔包括进水口； 排污腔包括排污口； 动力系统包括设置在过滤区底部外侧且与轴杆连接的驱动电机和液压活塞。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，吮吸杆沿轴杆间隔90 度排列。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，滤孔为圆孔或者方孔 或者矩形孔。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，进水部件包括若干个 固定在过滤内腔底部的斜向上的导流管，导流管均匀排列成一个圆形。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，布药部件包括进药管， 与进药管连通且设置在过滤外腔底部的环形进药通道，垂直设置在环形进药通道上并与环 形进药通道连通的均匀分布的若干布药管和设置在布药管周侧均匀伸出的若干个出药喷 嘴，布药管顶部密封且固定在过滤外腔的顶部。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，过滤内腔的顶部与过 滤外腔的上部通道内以筒体轴线为轴均布设置有若干个磁棒。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，循环结晶区还包括设 置在外筒底底部中央的导流部件和设置在导流部件底部外侧的结晶颗粒排出管，导流部件 剖面为圆滑W形且中央留有供止回部件穿过的通孔； 内筒体悬空的固定在外筒体内部且没有筒底，内筒体上部与外筒体之间设置有底 部下大上小且中空的导流圈，导流圈上部为圆筒结构且向上延伸到集水区顶部，内筒体内 部形成升流通道，导流圈、内筒体外壁、外筒体内壁和导流部件形成降流通道。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，集水区包括筒体，设置 在筒体内部的集水部件和设置在筒体侧壁上的出水管，集水部件包括底沿和垂直设置在底 沿一端的侧壁，底沿为圆环形状且密封连接在筒体内壁中部，侧壁的上部为锯齿形状且低 于导流圈，导流圈外壁、侧壁、底沿上侧和筒体内壁形成第一集水通道，第一集水通道与出 水管连通。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，集水区包括筒体和设 置在筒体侧壁上出水管，集水区上部设置有上封头，集水区、循环结晶区和上封头构成密闭 结构，导流圈外壁、上封头内壁和筒体内壁形成第二集水通道，第二集水通道与出水管连 通；上封头包括设置在顶部中央的排气管和设置在顶部侧面的晶种投加人孔。 本发明所述的一种诱导结晶异相成核装置，作为优选方式，止回部件包括管体，密 5 CN 111547927 A 说　明　书 3/9 页 封连接在管体底部的底座，设置在底座上方的止回板，缠绕在止回板上的伸缩部件和设置 在止回板上方且密封连接在管体中的导向板；管体顶部内径上大下小；底座中间由下至上 依次开有第一圆孔、第二圆孔和圆台孔，第一圆孔直径大于第二圆孔的直径，圆台孔上大下 小且下部直径与第二圆孔的直径相同；止回板由下至上依次包括圆台底座、支撑块和位于 支撑块上部中心的导向杆，圆台底座与圆台孔尺寸吻合；伸缩部件缠绕在导向杆上；导向板 中间开有与导向杆吻合的开孔且四周开有圆形孔；止回板通过导向板的中央通孔伸出到导 向板外侧，伸缩部件位于导向板下侧。 本装置进水部件由斜向上导流管组成，导流管与底面呈一定的倾角，导流管在底 面呈圆周均布，彼此间隔设定距离。当水流从导流管斜向上冲出时，在过滤内腔形成旋转 流，同时在吮吸杆的阻挡下，形成水力搅拌状态。 吮吸排泥部件在驱动电机驱动下，可在过滤内腔呈圆周转动，且同时在液压活塞 作用下沿轴向向下运行一定距离。吮吸杆在轴向方向交错度布置，彼此之间具有一定的设 定距离。清洗时，污堵物从吮吸杆口部进入吮吸杆，并从吮吸杆进入排污腔，最后从排污腔 的排污阀排出诱导结晶异相成核装置。 滤筒由滤网组成。根据具体的水质情况，过滤部件可设置一定目数的过滤滤网。滤 网的孔形式包括圆孔、方孔、矩形孔等滤孔结构，滤孔均布布置在过流筒体的圆周面上。水 流可通过滤筒的滤网由过滤内腔流向过滤外腔。随着滤网上拦截的悬浮物不断增多，滤筒 的滤网逐渐被堵塞，当过滤内腔和过滤外腔达到一定的压力差时，开启与排污腔相连的排 污阀，启动驱动电机驱动吮吸杆进行旋转运行并在液压活塞作用下沿轴方向向下运行，由 于排污阀打开后，吮吸杆内部的压强低于过滤外腔的压强，在压强差的驱动下，滤筒滤网内 表面及滤孔的污堵物质将被吸入吮吸杆，并通过吮吸杆进入排污腔，最后通过排污阀从排 污腔排出本发明装置。在驱动电机和液压活塞作用下，吮吸杆旋转并向下运行，在这过程 中，吮吸杆吮吸的区域不断加大，直至整个滤筒滤网的内表面和滤孔的污堵物全部被吮吸 排出。当清洗完毕后，驱动电机驱动吮吸排泥部件沿轴向向上运行，直至运行至其起始位 置。 本装置止回部件内部具有止回功能和防堵塞功能，使得水流仅可向上流，循环排 污水经过过滤筒体的滤孔过滤后，从止回部件进入循环结晶区，随着水流的不断加大，止回 板在水流的作用下不断向上移动，具有弹性的伸缩部件轴向长度不断自动减少，过流面积 不断加大；当水流不断减小时，止回板在伸缩部件的弹性作用下向下移动，伸缩部件的轴向 长度不断自动增大，过流面积不断减少，因此该结构可防止晶种及细小结晶颗粒堵塞进水 通道，并有效防止循环结晶区内的晶种及细小结晶颗粒进入过滤外腔。 止回部件导向板的中心孔对止回导向杆的直线运动具有导向作用，导向板内均布 的数个圆孔作为水流的流通通道。 止回部件出水口的内壁设置为具有一定向外倾角的坡形结构，更利于循环结晶区 内水流的循环流动。 本装置的W型底部导流部件设置在循环结晶区底部，W型底与结晶颗粒排出管连 通。W型底的设计有利于循环排污水夹带晶种和结晶颗粒在循环结晶区内循环。 本装置的循环结晶区的内筒体为直筒结构。循环结晶区顶部设置的导流圈底部向 外倾斜，导流圈顶部为直筒结构，此结构设计利于水流向下流动，从而为循环流动提供了有 6 CN 111547927 A 说　明　书 4/9 页 效的保障。 本装置集水区的集水通道，使得水流能够均匀流出。 本装置的循环结晶区由升流区和降流区及导流圈组成。止回部件的出口使得水流 进入升流区后呈喷射状向上流，在导流圈的作用下，来自升流区的循环的晶种和结晶颗粒 进入降流区，在止回部件、导流圈和W型底部导流部件的多重作用下，使得水流在循环结晶 区实现高效循环流动，导流圈的设计可有效避免晶种和结晶颗粒进入集水区。 S001、本装置运行状态： 本装置运行时，循环排污水在提升泵的驱动下，通过进水管道进入进水腔，于此同 时，PAC药剂加入进水管道，研究发现，PAC的投加能够有效破除循环排污水中阻垢剂的稳定 性能，实现有效破稳。随后循环排污水和PAC通过进水腔顶部的进水部件，斜向上流进过滤 内腔，SS在过滤内腔进行絮凝反应聚集，通过滤网时被有效拦截。循环排污水通过滤网后进 入过滤外腔，在过滤外腔与布药部件喷嘴喷出的选择性除钙药剂进行混合，过滤外腔设有 可拆卸式超强永久性磁棒，具有较强的除铁功能，可进一步去除循环排污水来水中100um以 下细微颗粒物。随后循环排污水通过止回部件进入循环结晶区。 在循环结晶区，预先投加一定量的晶种(晶种通常粒径不大于0.09mm)，循环排污 水在循环结晶区内进行诱导结晶异相成核化学软化反应。在导流圈和W型底部导流部件的 导流作用下，循环排污水夹带晶种和结晶颗粒在循环结晶区内进行循环流化。经过诱导结 晶软化后的循环排污水进入集水区，最后通过出水管排出本装置。 在循环结晶过程中晶种不断减少并伴随着结晶颗粒的不断长大，从而使得循环排 污水中的钙离子不断减少，最终实现从集水区排出的循环排污水中的钙离子含量能够满足 后续膜处理工艺的进水需求。 结晶颗粒在循环流化过程中，大粒径的结晶颗粒往往处于循环腔的底部区域。按 照工程经验，当结晶颗粒的粒径长大至2～3mm时，在水压的作用下可将其定期通过结晶颗 粒排出口排出本发明装置。 在此过程中，驱动电机和液压活塞处于停运状态，与本装置排污管相连的排污阀 处于关闭状态。 S002、本装置不停机清洗状态： 随着工作水量的增加，滤筒滤出的杂质在滤网上增加，随着杂质在滤网上的堆积， 滤网的内外部压差增大。 当过滤内腔和过滤外腔达到一定的压力差时，自动开启与排污腔相连的排污阀， 启动驱动电机驱动吮吸杆进行旋转运行并在液压活塞作用下沿轴方向向下运行，由于排污 阀打开后，吮吸杆内部的压强低于过滤外腔的压强，在压强差的驱动下，滤筒的滤网内表面 及滤孔的污堵物质将被吸入吮吸杆，并进入排污腔，最后污堵物通过与本发明装置排污口 相连的排污阀排出。在电机驱动和液压活塞作用下，吮吸杆旋转并向下运行，在这过程中， 吮吸杆吮吸的区域不断加大，直至整个滤筒的滤网内表面和滤孔的污堵物全部被吮吸排 出。当清洗完毕后，电机和液压活塞驱动吮吸部件沿轴向向上运行，直至吮吸部件运行至其 起始位置。 在此过程中，诱导结晶异相成核装置处于正常进水状态，循环结晶区内的结晶颗 粒生长继续进行。因此，实现了在高SS进水情况，诱导结晶异相成核的连续高效反应。 7 CN 111547927 A 说　明　书 5/9 页 随后，一个运行→清洗周期结束，系统恢复正常运行工况。 另外，为增大诱导结晶异相成核装置在循环结晶区的循环速度和进水水量，将本 发明装置顶部设置有上封头，导流圈上部直接与上封头连接；集水区不设置集水部件，本装 置外筒体顶部与外封头相连，并在外筒体上部设置出水口；上封头顶部设置排气管及晶种 投加人孔。此时，本装置可在高压状态下进行大流量运行，此结构形式同样属于本专利的保 护范围。 本发明具有以下优点： (1)进水部件采用斜向上流进水结构，使得进水水流在过滤内腔形成旋转流，在吮 吸杆的配合下，水流形成搅拌流状态。此结构利于悬浮物的絮凝聚集。 (2)吮吸排泥部件在驱动电机的作用下，能够定期对滤筒的滤网进行清洗，使得进 入过滤外腔的水质洁净。 (3)布药部件由圆周均布的布药管组成，每根布药管设置一定数量的出药喷嘴，在 出药喷嘴的作用下，使得布药效果更佳理想，水流中药剂的混合更佳均匀。 (4)止回部件内部具有止回功能，使得水流仅可向上流，循环排污水从止回部件进 入循环结晶区，随着水流的不断加大，止回部件过流面积不断加大，当水流不断减小时，止 回部件的过流面积不断减少，因此该结构可有效防止循环结晶区内的晶种及细小结晶颗粒 进入过滤外腔。 (5)过滤外腔设有可拆卸式超强永久性磁棒，具有较强的除铁功能，可进一步去除 循环排污水来水中100um以下细微颗粒物。 (6)循环结晶区由内筒体及外筒体配合组成。内筒体筒体为直筒结构。循环结晶区 顶部设置的导流圈底部向外倾，此结构设计强制来自升流区的水流向下流动，从而为循环 流动提供了有效的保障。 (7)循环结晶区的腔底采用W型底结构设计，利于循环排污水夹带晶种和结晶颗粒 的循环。 (8)集水区设置有集水通道，使得水流从集水区均匀流出。 附图说明 图1为一种诱导结晶异相成核装置三维前剖视图； 图2为一种诱导结晶异相成核装置水流向示意图； 图3为一种诱导结晶异相成核装置集水装置前剖视图； 图4为一种诱导结晶异相成核装置第一集水通道三维前剖视图； 图5为一种诱导结晶异相成核装置导流部件前剖视图； 图6为一种诱导结晶异相成核装置导流部件三维视图； 图7为一种诱导结晶异相成核装置导流圈三维图； 图8为一种诱导结晶异相成核装置止水部件前剖视图； 图9为一种诱导结晶异相成核装置止水部件打开状态三维前剖视图； 图10为一种诱导结晶异相成核装置止水部件封闭状态三维前剖视图； 图11为一种诱导结晶异相成核装置止水部件从封闭到打开最大程度过程图； 图12为一种诱导结晶异相成核装置滤筒前视图； 8 CN 111547927 A 说　明　书 6/9 页 图13为一种诱导结晶异相成核装置布药部件前视图； 图14为一种诱导结晶异相成核装置吮吸排泥部件三维图； 图15为一种诱导结晶异相成核装置进水部件三维图； 图16为一种诱导结晶异相成核装置实施例3三维前剖视图。 附图标记： 1、集水区；11、筒体；12、集水部件；121、底沿；122、侧壁；13、出水管；14、第一集水 通道；15、第二集水通道；2、循环结晶区；21、内筒体；22、外筒体；23、外筒底；24、止回部件； 241、管体；242、底座；2421、第一圆孔；2422、第二圆孔；2423、圆台孔；243、止回板；2431、圆 台底座；2432、支撑块；2433、导向杆；244、伸缩部件；245、导向板；25、导流部件；26、结晶颗 粒排出管；27、导流圈；28、升流通道；29、降流通道；3、过滤区；31、过滤外腔；32、过滤内腔； 321、滤筒；322、上盖；33、布药部件；331、进药管；332、进药通道；333、布药管；334、出药喷 嘴；34、吮吸排泥部件；341、轴杆；342、吮吸杆；343、排泥口；35、进水部件；351、导流管；36、 进水腔；361、进水口；37、排污腔；371、排污口；4、动力系统；41、驱动电机；42、液压活塞；5、 支腿；6、上封头；61、排气管；62、晶种投加人孔。