CN101424497B

CN101424497B - 废水热能回收设备

Info

Publication number: CN101424497B
Application number: CN2007100475119A
Authority: CN
Inventors: 崔炳仁
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-10-29
Filing date: 2007-10-29
Publication date: 2012-01-18
Anticipated expiration: 2027-10-29
Also published as: CN101424497A

Abstract

本发明有关废水热能回收再利用全套设备技术，它包括供应过滤热废水中杂物的离心过滤装置，自动切换的颗粒型过滤装置，以及冷热水换热的热交换机，最后包括颗粒型过滤的自动切换反洗系统和热量累计确认燃料节约量装置。本发明利用离心力过滤器、颗粒型过滤器、热交换机及燃料节约量显示装置，将从工厂、建筑物上排放出来的热废水与冷水进行热交换，用热废水中的热能对冷水进行升温。因采用了先进的过滤装置和特殊制作的热交换机，可以回收的废水领域广，安装结构紧凑体现一体化，无需人员管理，有效地节约冷水升温所需的燃料，缩短了锅炉的运行时间，一定程度上降低了大气污染，使工厂的生产竞争力得到了明显的提高，既节能又环保。

Description

废水热能回收设备

技术领域

本发明是关于热能回收再利用节能技术，尤其是涉及一种回收废水热量的热回收设备。

背景技术

目前在国家强力推行“节能减排”计划的大好形势下，一些节能设备的开发与研制不断进行，特别是针对工厂和建筑物排放的热废水中热能的回收再利用，比如建筑物常用的热泵技术，工厂热交换机及换热设备等，但是热泵技术主要用来制取热水，在热回收领域因其运转过程需要电力消耗大，不能产生明显的经济效益。而国内针对废热回收普遍采用的热交换机及换热设备，虽然理论上能产生明显的经济效益和环境效益，但是废水中大颗粒和悬浮杂质的去除，过滤器的合理选用和反冲洗过程的控制，热交换单元的堵塞和污染，以及整套系统运转性能确认和节能量确认等技术问题，都有待去寻找更好的解决方法。

发明内容

本发明的目的是有效克服上述存在的技术问题再次出现，设计一种能广泛应用于排放的废水热能回收设备。本发明很好地解决了①废水杂质过滤；②过滤器反冲洗过程控制；③热交换机污染；④整机运转性能和节能量确认等技术问题。废水过滤、热交换机洗涤等采用全自动控制，能源量自动记录，实现一体化，系统无人控制。从工厂、建筑物上排放出来的热废水与冷水进行热交换，用热废水中的热能对冷水进行升温，节约了冷水升温所需的燃料，降低热废水的排放温度，不仅减少了废水处理费用，还减少了热导效应，起到了保护生态环境的作用。缩短了锅炉的运行时间，一定程度上延长了锅炉使用寿命，降低了大气污染。对于工厂来说，设定升温初期，利用温水加温达到它设定的目标温度所需时间缩短，有效地缩短了工艺以后工程升温时间，生产效率也随之提高，使企业生产竞争力得到了明显的提高。

因热交换前增加了防止污水中异物阻塞热交换机而配置的过滤单元，废水中大颗粒和悬浮杂质得到了去除，并且第二次过滤采用运行和反冲洗过程自动切换，自动运行清洗，反洗用水更是采用换热后的废水，节约了冲洗装置用水量。因配有确认燃料节约量的装置，可以实时确认设备运行状态和性能。

本发明技术方案是这样实现的：热的排污废水经储存收集后由废水提升泵输送至离心过滤装置(10)和颗粒型过滤装置(20)或(20a)，去除废水中大颗粒和悬浮物质，颗粒型过滤装置(20)和(20a)自动切换运行和反冲洗状态。经两次过滤后的废水进入热交换单元(30)与冷水进行热交换，热交换单元(30)分别设有废水进出口(31)和(32)，以及冷水进口(33)和温热水出口(34)，在废水与冷水出入口处分别设有标识温度的装置，通过设备的冷水流量计(3)和分别设在冷水入口和温水出口处的温度传感器(1)和(2)，准确数值传给累积热量计(40)，自动计算冷水升温温度并换算成热量在线显示。

上述发明采用的离心过滤装置(10)呈类似圆锥体的筒体形状，属于一种离心式固液分离装置，用来过滤废水中比重比水大的异物。其左上部分设有废水进水口(11)，筒体顶上部分设有过滤水出口(12)，底部设有过滤物质排出口(13)。在离心过滤装置(10)的另一侧设有两个并列的颗粒型过滤装置(20)和(20a)，属于上下压力式截留分离过滤，用来截留废水中的悬浮颗粒物质。(20)和(20a)呈圆柱体形状，(20)和(20a)的顶上部分别设有进水口(21)和(21a)，底部分别设有过滤水出口(22)和(22a)，其内部装填有圆球型过滤材料，因圆球滤料的直径大于底部支撑的过滤网孔的单一孔径，所以不会出现过滤中遇到的“漏料”和“跑料”等现象。

上述发明采用的第二次过滤装置(20)和(20a)为自动切换运行和反冲洗状态，通过在进水端管线设置压力表(23)，根据进水端压力设置通过八个气动阀门控制两过滤装置的运行和反冲洗。在同一侧直线位置分别装有4个阀门(24)、(24a)、(25)、(25a)，以及在另一侧直线位置装有阀门(26)、(26a)、(27)、(27a)。当(20)运行时，(20a)进行反冲洗，此时阀门(24)、(25a)、(26)、(27a)呈打开状态，阀门(24a)、(25)、(26a)、(27)呈关闭状态，经两次过滤后的废水依次通过阀门(24)和(26)流入热交换单元(30)，由热交换单元(30)流出的废水依次通过阀门(27a)和(25a)对过滤装置(20a)进行反冲洗；当(20a)运行时，(20)进行反冲洗，此时阀门(24a)、(25)、(26a)、(27)呈打开状态，阀门(24)、(25a)、(26)、(27a)呈关闭状态。经两次过滤后的废水依次通过阀门(25)和(27)流入热交换单元(30)，由热交换单元(30)流出的废水依次通过阀门(26a)和(24a)对过滤装置(20)进行反冲洗。反冲洗后的杂物和废水与离心过滤装置(10)底部排出的杂物共同排入废水池或集中收集杂物的地方。

上述发明中的热交换单元(30)，是冷热水进行换热的必备装置，使用特殊制作的热交换机，可以回收的温度为废水和冷水温差的80～95％。在(30)左右侧直线位置分别设有废水进出口(31)和(32)，以及在上下直线位置分别设有冷水进口(33)和温热水出口(34)，热交换单元(30)的废水出口与阀门(26a)和(27a)的进口端连接，其进口与阀门(26)和(27)的出口端连接，通过热交换过程，用废水中的热能传递给冷水对其进行升温。

上述发明设备为全自动化运行，无需人员对其进行管理。因配有确认燃料节约量的装置，可以实时确认设备运行状态和性能。

总之，该废水热能回收设备是依靠先进的过滤装置，有效去除废水中的大颗粒和悬浮物质，防止废水中的异物阻塞热交换机，通过热交换机对热量进行交换传递，能充分利用排放掉的热废水，使之与补充水进行充分的热交换，最大程度地提取废水中的热能，以期达到能源二次利用的效果，降低企业实际生产过程中的生产成本。另外，该发明中采用热交换后的废水对过滤器进行自动反冲洗，既适当减少了废水排放量，又节约了宝贵的水资源，真正体现设备的节能环保概念。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明。

图1是本发明的设备工艺原理图。

图2是废水热能回收设备的离心过滤装置图。

图3是废水热能回收设备的颗粒型过滤装置及其自动切换系统图。

图4是废水热能回收设备的热交换单元及燃料节约量显示确认图。

图中1.冷水温度传感器，2.温水温度传感器，3.流量计，10.离心过滤装置，11.废水进水口，12.过滤水出口，13.过滤物质排出口，20.颗粒型过滤装置，20a.颗粒型过滤装置，21.进水口，21a.进水口，22.过滤水出口，22a.过滤水出口，23.压力表，24.阀门，24a.阀门，25.阀门，25a.阀门，26.阀门，26a.阀门，27.阀门，27a.阀门，30.热交换单元，31.废水进口，32.废水出口，33.冷水进口，34.温热水出口，40.燃料节约量显示装置。

具体实施方式

如图1所示，该废水热能回收设备包括废水离心过滤装置(10)，从离心过滤装置出口进入自动切换的颗粒型过滤装置(20)和(20a)，以及从颗粒过滤装置出口进入的废热水和冷水的热交换单元(30)，最后包括热量累计确认燃料节约量装置(40)。

图1中箭头所指向的即是整个设备的工艺流程方向，从工厂、建筑物排放出来的中高温废水，首先经过集中收集后，由污水提升泵输送至图2所示的离心过滤分离装置(10)的进水口(11)，通过机械离心力分离技术，废水中的比重比水大的颗粒物质与废水分离，比水重的异物沉降在离心过滤器的底部位置，随着沉积的异物不断增多，异物排出的阀门打开，分离出来的异物排至废水集中处理的池子。离心过滤器筒体顶上部分设有过滤水出口(12)，去除大颗粒异物后的废水从(12)流出，进入下一级过滤。

如图3所示，废水第二次过滤装置(20)和(20a)为两台同种规格类型的颗粒型过滤器，其整个筒体呈圆柱体形状，由(12)流出的废水先经过其中一台过滤器(20)的进水口(21)进入，废水中的悬浮颗粒杂质被内部填入的球滤料截留在其表面，水通过滤料间的空隙流入过滤器的下部分，由过滤水出口(22)进入下一热交换单元(30)。图3中另一个与(20)结构类型完全相同的过滤器(20a)，可以实现与(20)间的自动切换。通过在进水端管线设置压力表(23)，根据进水端压力设置通过八个气动阀门控制两过滤装置的运行和反冲洗。在同一侧直线位置分别装有4个阀门(24)、(24a)、(25)、(25a)，以及在另一侧直线位置装有阀门(26)、(26a)、(27)、(27a)。当(20)运行时，(20a)进行反冲洗，此时阀门(24)、(25a)、(26)、(27a)呈打开状态，阀门(24a)、(25)、(26a)、(27)呈关闭状态，经两次过滤后的废水依次通过阀门(24)和(26)流入热交换单元(30)，由(30)流出的废水依次通过阀门(27a)和(25a)对过滤装置(20a)进行反冲洗；当(20a)运行时，(20)进行反冲洗，此时阀门(24a)、(25)、(26a)、(27)呈打开状态，阀门(24)、(25a)、(26)、(27a)呈关闭状态。经两次过滤后的废水依次通过阀门(25)和(27)流入热交换单元(30)，由热交换单元(30)流出的废水依次通过阀门(26a)和(24a)对过滤装置(20)进行反冲洗。反冲洗后的杂物和废水与离心过滤装置(10)底部排出的杂物共同排入废水池或集中收集杂物的地方。

如图4所示，用以冷热水热交换的热交换单元(30)也是整个废水热能回收设备的核心部位，在(30)同侧直线位置分别设有废水进出口(31)和(32)，以及在同侧直线位置分别设有冷水进口(33)和温热水出口(34)，热交换单元(30)的废水出口与阀门(26a)和(27a)的进口端连接，其进口与阀门(26)和(27)的出口端连接，通过热交换过程，用废水中的热能对冷水进行升温。当(20)工作(20a)进行反冲洗时，(20)过滤后的废水引入(30)的废水进口(31)，同时需要升温的冷水由外界给水箱通过提升泵输送至(30)的冷水进口(33)，由(31)和(33)分别引入的过滤废水和干净的冷水实现在(30)中的热交换，遵循热力学循环原理，使冷热介质充分进行热交换，废水中的热能通过表面热传递高效率地转移给冷水对其进行升温，达到工厂、建筑物使用的温水温度。并且因为热交换前设置了两次过滤装置，所以废水中的颗粒物质被有效去除，不会再随着水流进入到(30)的内部，阻塞其内部的细小管道，影响热交换机的运行，磨损热交换机而使热交换性能降低。而且，因在(30)两边等距离位置设置了阻流扳，需要升温的冷水流动方向会按照图4中箭头指向，这样的流动方式也增大了冷水与热水的接触面积，增加换热效率。

如图4中所示，在冷水入口处设有温度传感器(1)和流量计(3)，在温水出口处设有温度传感器(2)，冷水的流量和温度以及升温后的温水温度数值，都会传输给一侧的确认燃料节约量的装置(40)，它是一种自动节约量的累积热量计，带有在线累计显示等功能，完全可以实时确认设备运行状态和性能。温度传感器(2)与温度传感器(1)的温度差值乘以流量计(3)的水量就是计算出的供应温水热量值，热量值会累计起来。每时刻的燃料节约量科学计算和在线显示，解决了目前有关废水热回收装置不能在线显示和累计计算热量的缺陷，更突出体现本发明的科学性和先进性，排除了工厂、建筑物废水热能节约量确认的疑虑。同时，本发明还可配备远程监视功能，整个设备的运行状态，废水和冷水的进出口温度曲线图，换热后的温水供应量确认以及热量确认，都能通过电脑监视和报告自动打印。设备发生异常现象时自动停止并报警，同时在监视器上显示发生异常的部位，可谓真正意义上的废水热回收尖端技术设备。

因此，本发明充分考虑了废热回收、废水过滤、过滤器反洗用水以及节约量显示确认等问题，通过利用离心力过滤器和颗粒型过滤器，热交换机及先进的燃料节约量装置，将从工厂、建筑物上排放出来的热废水与冷水进行热交换，用热废水中的热能对冷水进行升温。既节能又环保，归纳为以下优点：①节约燃料；②提高企业的竞争力和生产力，提高产品品质；③节约用水；④延长电力和锅炉等设备的使用寿命，减少其管理费用；⑤节约废水处理费用；⑥减少热导效应，一定程度降低大气污染，保护生态环境。

Claims

1.一种废水热能回收设备，其特征是：包括过滤热废水中杂物的离心过滤装置(10)；分别连接所述离心过滤装置(10)出口并进行自动切换的第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)；分别连接所述第一颗粒型过滤装置(20)出口和第二颗粒型过滤装置(20a)出口的冷热水换热的热交换单元(30)；在第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)的进水端管线设置压力表(23)，根据进水端压力来通过八个阀门控制两个颗粒型过滤装置的运行和反冲洗，在第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)的进水端分别装有第一阀门(24)、第二阀门(24a)、第三阀门(25)、第四阀门(25a)，所述第一阀门(24)与第二阀门(24a)串联，所述第三阀门(25)与第四阀门(25a)串联，所述第一阀门(24)及第二阀门(24a)的串联管线与所述第三阀门(25)及第四阀门(25a)的串联管线并联；在第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)的出水端分别装有第五阀门(26)、第六阀门(26a)、第七阀门(27)、第八阀门(27a)，所述第五阀门(26)与第六阀门(26a)串联，所述第七阀门(27)与第八阀门(27a)串联，所述第五阀门(26)及第六阀门(26a)的串联管线与所述第七阀门(27)及第八阀门(27a)的串联管线并联；以及连接所述热交换单元(30)的热量累计确认燃料节约量显示装置(40)。

2.如权利要求1所述的废水热能回收设备，其特征是：离心过滤装置(10)呈类似圆锥体的筒体形状，筒体左上部分设有废水进水口(11)，筒体顶上部分设有过滤水出口(12)，筒体底部设有过滤物质排出口(13)；所述第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)并列设置于离心过滤装置(10)的一侧，所述第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)分别呈圆柱体形状，第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)的顶上部分别设有第一进水口(21)和第二进水口(21a)，底部分别设有第一过滤水出口(22)和第二过滤水出口(22a)，其内部装填有圆球型过滤材料。

3.如权利要求1或2所述的废水热能回收设备，其特征是：第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)出水进入冷热水换热的热交换单元(30)，所述冷热水换热的热交换单元(30)分别设有热废水进口(31)和热废水出口(32)，以及冷水进口(33)和温热水出口(34)。

4.如权利要求1所述的废水热能回收设备，其特征是：第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)自动切换运行和反冲洗；当第一颗粒型过滤装置(20)运行时，第二颗粒型过滤装置(20a)进行反冲洗，此时第一阀门(24)、第四阀门(25a)、第五阀门(26)、第八阀门(27a)呈打开状态，第二阀门(24a)、第三阀门(25)、第六阀门(26a)、第七阀门(27)呈关闭状态；当第二颗粒型过滤装置(20a)运行时，第一颗粒型过滤装置(20)进行反冲洗，此时第二阀门(24a)、第三阀门(25)、第六阀门(26a)、第七阀门(27)呈打开状态，第一阀门(24)、第四阀门(25a)、第五阀门(26)、第八阀门(27a)呈关闭状态。

5.如权利要求1、2或4所述的废水热能回收设备，其特征是：在第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)反冲洗过程中，热交换单元(30)的热废水出口(32)与第六阀门(26a)和第八阀门(27a)的进口端连接，热交换单元(30)的热废水进口(31)与第五阀门(26)和第七阀门(27)的出口端连接，第二阀门(24a)和第四阀门(25a)的出口端与固体废物排出管相连接。

6.如权利要求1所述的废水热能回收设备，其特征是：在冷热水换热的热交换单元(30)的冷水进口处设有第一温度传感器(1)和流量计(3)，在冷热水换热的热交换单元(30)的温水出口处设有第二温度传感器(2)，第一温度传感器(1)、第二温度传感器(2)及流量计(3)的数字信号全部传给设在第一颗粒型过滤装置(20)和第二颗粒型过滤装置(20a)的一侧的热量累计确认燃料节约量显示装置(40)，并进行热量节约量自动计算显示。