CN108105750A - 一种锅炉污水余热回收系统 - Google Patents
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Classifications
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- F22—STEAM GENERATION
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Abstract
本发明提供一种锅炉污水余热回收系统，在高温污水及雾化气体流动方向上，依次设置有锅炉、污水储存罐、污水热泵、污水汽化罐、高压罗茨风机、热交换器和汽水分离器：汽化罐顶部设置有出气口，汽化罐内上部转动连接有沿竖直方向设置的离心雾化筛桶，离心雾化筛桶转轴上固定有位于其上方的离心涡轮，汽化罐内绕离心雾化筛桶周向设有一个或多个污水喷射器，污水喷射器具有污水进水口和喷射口，从污水热泵泵出的污水流入污水进水口后，从污水喷射口喷向离心雾化筛桶并雾化，推动离心雾化筛桶和离心涡轮旋转，雾化气体从出气口流向高压罗茨风机、热交换器对软化水进行加热。本发明充分回收利用了污水热能并可使设备长期运行。
Description
技术领域
本发明属于锅炉污水处理的技术领域，特别涉及一种锅炉污水余热回收系统。
背景技术
由于我国可开采能源资源人均不足世界平均水平，资源较为紧张，并且还是以煤炭为主，在产生热能时，大量使用燃煤，造成空气严重污染，雾霾天气频现，给广大人民群众健康造成负面影响。我国每年一方面花费巨额外汇大量购进石油天然气能源，另一方面在使用能源的过程中，没有实现充分的梯度利用。
由于在热污水里安置热交换器，极易腐蚀结垢，难以维护，因此很多企业的锅炉排污系统中没有含余热污水的回收系统，没有对污水的热能加以利用，不但造成很大的能源浪费，还对环境造成了污染。
综上所述，需要一种稳定高效的污水热能回收系统，以解决现有锅炉的含余热污水直排的浪费问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锅炉污水余热回收系统，利用空气作为工质，使其先通过热污水的曝气和离心雾化区进行能量交换，后通过热交换器与工业原水或软水进行能量交换，再循环至曝气回路，充分回收利用了污水的热能，有利于设备长期运行。
本发明采用如下技术方案：一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，包括锅炉和软化水箱，在高温污水及雾化气体的流动方向上，依次设置有锅炉、污水储存罐、污水热泵、污水汽化罐、高压罗茨风机、热交换器和汽水分离器：
所述污水汽化罐的顶部设置有与高压罗茨风机相连通的出气口，所述污水汽化罐的内上部转动连接有沿竖直方向设置的离心雾化筛桶，在离心雾化筛桶转轴上固定有位于离心雾化筛桶上方的离心涡轮，污水汽化罐内绕离心雾化筛桶周向设有一个或多个污水喷射器，污水喷射器具有污水进水口和污水喷射口，从所述污水热泵泵出的污水流入污水进水口后，从污水喷射口喷向离心雾化筛桶并雾化，推动离心雾化筛桶和离心涡轮旋转，雾化气体从所述出气口流向高压罗茨风机并流入热交换器对软化水进行加热，所述离心雾化筛桶的上部还设置有检测污水汽化罐上部负压的负压传感器，所述污水汽化罐的下部还设置有液位温度传感器；
所述热交换器位于软化水箱内，所述汽水分离器的下部与软化水箱相连通，软化水箱的下部出水口与锅炉的进水口相连通。
所述污水汽化罐的下部设置有补气曝气管和回气曝气管，补气曝气管和与大气相连通的补气管路相连，补气管路上设置有补气电动阀，回气曝气管与回气管路相连，回气管路的另一端与所述汽水分离器相连，按气体的流动方向，回气管路上依次设置有压力传感器、压力控制阀和压力调节阀。
所述污水喷射器安装在污水汽化罐的罐壁上。
所述污水汽化罐的顶部固定有向下延伸的转轴，所述离心涡轮和离心雾化筛桶分别安装在所述转轴的不同高度位置上，从而使所述离心涡轮和离心雾化筛桶固定在所述污水汽化罐内。
压力控制阀的开度，是控制系统根据压力传感器的反馈数值和系统设定压力值，通过PID调节控制。
回气管压力调节阀的开度，是控制系统根据热污水汽化罐内负压传感器的压力反馈数值和系统设定压力值，通过PID调节控制。
所述污水汽化罐的底部设置有污水排水管和排污电动阀。
通过液位温度传感器控制污水热泵的工作和排污电动阀的开闭。
与软化水箱相连通有水质软化固定床，水质软化固定床软化后的水，经软化水供水管进入流入软化水箱，软化水供水管上设置有软化水电动阀。
软化水箱中被加热后的软化水经锅炉软化水上水管进入锅炉，锅炉软化水上水管上设置有锅炉软水泵。
本发明的有益效果：本发明节能减排含余热污水热能回收系统，利用空气作为工质，使其先通过热污水的曝气和离心雾化区进行能量交换，后通过热交换器与工业原水或软水进行能量交换，再循环至曝气回路，工质空气与含热污水直接接触进行热能交换，与传统通过管路的热交换方式相比，不存在含热污水内的热交换管路，也就不存在传统热交换管路的结垢腐蚀现象，降低了设备维护费用，提高了设备效率和设备有效作业率。本发明空气工质污水余热回收系统符合节能降耗、实用高效的环保要求，在充分利用污水热能和凝结水的同时，也降低了含热污水对环境产生的热污染。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的技术目的、技术方案和有益效果更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案作出进一步的说明。
如图1所示，本发明锅炉污水余热回收系统，包括锅炉1和软化水箱7，在高温污水及雾化气体的流动方向上，依次设置有锅炉1、污水储存罐2、污水热泵3、污水汽化罐4、高压罗茨风机5、热交换器6和汽水分离器8：
所述污水汽化罐4的内上部转动连接有沿竖直方向设置的离心雾化筛桶9，离心雾化筛桶9为上部直径大于下部直径的具有一定锥度的桶状，在离心雾化筛桶9转轴上固定有离心涡轮10，离心涡轮10位于离心雾化筛桶9的上方，在所述污水汽化罐4内，所述离心雾化筛桶9的外周设置有污水喷射器11，污水喷射器11与离心雾化筛桶9之间间隔一定距离，根据污水出水量或出水压力的需要，围绕离心雾化筛桶9的周向可以设有一个污水喷射器，也可以设有多个污水喷射器。
污水喷射器11上具有污水进水口和污水喷射口，污水喷射口相对离心雾化筛桶9一侧设置，从所述污水热泵3泵出的污水，流入污水喷射器11的污水进水口，从而从污水喷射器11斜喷向离心雾化筛桶9。本实施例中，污水喷射器11分别有上下两个污水进水口，但本发明不限于此，根据污水出水量或出水压力的需要，污水进水口的数量不受限制。
热污水由污水热泵3输送至污水喷射器11，喷射出的污水柱与圆筒形离心雾化筛桶9呈一定夹角，从而推动离心雾化筛桶9高速旋转，离心雾化筛桶9高速旋转带动转轴18旋转，从而带动离心涡轮10旋转，热污水柱被离心雾化筛桶9切割击碎甩出，产生大量的热蒸汽。离心涡轮10在高速旋转时，将热污水汽化罐4内所产生的蒸汽向上推升。
所述污水汽化罐4的顶部设置有与高压罗茨风机5相连通的出气口12，所述离心雾化筛桶9的上部还设置有检测污水汽化罐4上部负压的负压传感器13，所述污水汽化罐4的下部还设置有液位温度传感器14。
热污水汽化罐4上部的出气口12通过管路与高压罗茨风机5相连接，高压罗茨风机5运转时，在热污水汽化罐4上半部受控形成一定负压，强化了热污水的汽化和热蒸汽的输出。本实施例中，出气口12有两个，在热污水汽化罐4的顶部两侧对称设置，两个出气口分别连接有低压蒸汽管路，并分别与高压罗茨风机5相连。
所述热交换器6位于软化水箱7内，所述汽水分离器8的下部与软化水箱7相连通，软化水箱7的下部出水口与锅炉1的进水口相连通。
所述污水汽化罐4的下部设置有补气曝气管15和回气曝气管16，补气曝气管15和与大气相连通的补气管路50相连，补气管路50上设置有补气电动阀60，回气曝气管16与回气管路51相连，回气管路51的另一端与所述汽水分离器8相连，按气体的流动方向，回气管路51上依次设置有压力传感器17、压力控制阀61和压力调节阀62。
在雾化气体的流动方向上，在高压罗茨风机5和蒸汽管路压力控制阀61的共同作用下，在高压罗茨风机5的下游端形成了一定的正压，将高压罗茨风机5上游端抽取的蒸汽和空气混合气体进行压缩后送至热交换器6进行能量交换，能量交换后产生的冷凝水被回收至软化水箱7内，剩余热气体受控送至回气曝气管16进行循环利用。
离心雾化后的污水颗粒落入热污水汽化罐4的下部存储，由处于污水中的回气曝气管16、补气曝气管15进行曝气处理，曝气产生的气泡通过含热污水至其表面破裂的过程中，产生大量的热蒸汽。
所述污水喷射器11安装在污水汽化罐4的罐壁上，所述污水喷射器11在离心雾化筛桶9的两侧对称设置，污水喷射器11各自的污水进水口同样在离心雾化筛桶9的两侧对称设置，从而使污水喷射器11喷出的污水对离心雾化筛桶9产生均匀的推力，从而推动离心雾化筛桶9平稳转动。
所述污水汽化罐4的顶部固定有向下延伸的转轴18，所述离心涡轮10和离心雾化筛桶9安装在所述转轴18的不同高度位置上，从而使所述离心涡轮10和离心雾化筛桶9固定在所述污水汽化罐4内，离心雾化装置9和离心涡轮10蒸汽提升装置同心同轴设置，污水喷射器11喷出的污水推动离心雾化筛桶9平稳转动的同时，离心涡轮10随之被动旋转。
所述污水汽化罐4的底部设置有污水排水管52和排污电动阀63。
与软化水箱7相连通有水质软化固定床19，水质软化固定床19软化后的水，经软化水供水管53进入流入软化水箱7，软化水供水管53上设置有软化水电动阀64。当软化水箱7中的水位较低时，软化水电动阀64打开，经水质软化固定床19软化后的水，流入软化水箱7中。
软化水箱7中被加热后的软化水经锅炉软化水上水管54进入锅炉1，锅炉软化水上水管54上设置有锅炉软水泵20。当锅炉需要补充软化水时，锅炉软水泵20启动，将软化水箱7中被热交换器6加热后的水输送至锅炉1内。
离心雾化后的污水颗粒落入热污水汽化罐4的下部存储，热污水汽化罐4内下半部污水水位和污水温度，是自动控制系统根据热污水汽化罐4内液位温度传感器14的反馈值和系统设定值，通过对高压污水热泵3和排污电动阀63的控制实现的。
具体的，液位温度传感器14能够检测热污水汽化罐4内下部污水的液位和温度，当系统通过液位温度传感器14检测到热污水汽化罐4内的水位高于系统设定水位时，系统将控制高压污水热泵3降速和停止；若水位低于系统设定水位并持续达到系统设定的时间段时，系统将控制高压污水热泵3启动和升速；当液位温度传感器14检测到污水的温度低于系统设定值时，排污电动阀63打开，低温污水通过污水排水管52排出。
回气管路51中的上游部分，即从汽水分离器8至压力控制阀61的管路部分，控制压力控制阀61的开关，能够对上述管路内的蒸汽起到压缩的作用。压力控制阀61的开度，是控制系统根据压力传感器17的反馈数值和系统设定压力值，通过PID调节控制。
回气管压力调节阀62的开度，是控制系统根据热污水汽化罐4内负压传感器13的压力反馈数值和系统设定压力值，通过PID调节控制。即通过回气曝气管51的曝气量得到控制，控制了回气曝气管51的曝气量，也就控制了热污水汽化罐4上半部空间的负压值。这样，在循环回来的热余气得到充分利用的同时，也很好的控制了热污水汽化罐4内上部空间的负压值。
工作时，经锅炉1排出的热污水被输送至热污水储存保温罐2后，又通过高压污水热泵3和高温污水输送管将热污水输送至热污水汽化罐4上半部的离心雾化喷淋装置进行汽雾化，较轻的热蒸汽上升悬浮于热污水汽化罐4上部的空间，较大的污水颗粒落入热污水汽化罐4下半部储存。
在热污水汽化罐4下半部存储的含热污水下部具有回气曝气管16和补气曝气管15，回气曝气管16进行连续曝气；当热污水汽化罐4上部的空间的负压大于设定值、并持续超过了系统设定的时间段时，补气曝气管15进行补充曝气，由负压吸入的空气通过补气管路50和补气曝气管15进入热污水汽化罐4内，热污水汽化罐4上半部负压得到降低；伴随着曝气所产生的气泡通过含热污水上浮至表面破裂而产生了大量的蒸汽。
离心涡轮10在高速旋转时，将热污水汽化罐4内所产生的蒸汽向上推升。
热污水汽化罐4顶部与高压罗茨风机5之间为低压蒸汽管路，高压罗茨风机5与热交换器6之间为高压蒸汽管路，高压罗茨风机5运行时，在抽取热污水汽化罐4内蒸汽和空气的混合气体的同时，热污水汽化罐4的上半部形成一定负压区，强化了热污水的汽化和输出。
高压罗茨风机5运行时，蒸汽和空气的混合气体进入热交换器6内，热交换器6处于软化水冷水箱7的冷水中，压力得到提升的水蒸汽在热交换器6处与软化冷水进行了充分的能量交换。
高温高压水蒸气和空气在热交换器6内完成热能交换后，产生的冷凝水和热余气被压入汽水分离器8，分离出的冷凝水流入软化水冷水箱7回收利用，热余气通过汽水分离器8下游的回气压缩管路，经过压力控制阀61受控进入回气管51，再经过回气管压力调节阀62调节压力后，被输送至回气曝气管16进行曝气，实现了热能循环回收利用。
本发明节能减排含余热污水热能回收系统，利用空气作为工质，使其先通过热污水的曝气和离心雾化区进行能量交换，后通过热交换器与工业原水或软水进行能量交换，再循环至曝气回路，工质空气与含热污水直接接触进行热能交换，与传统通过管路的热交换方式相比，不存在含热污水内的热交换管路，也就不存在传统热交换管路的结垢腐蚀现象，降低了设备维护费用，提高了设备效率和设备有效作业率。
本发明空气工质污水余热回收系统符合节能降耗、实用高效的环保要求，在充分利用污水热能和凝结水的同时，也降低了含热污水对环境产生的热污染。
最后所应说明的是：上述实施例仅用于说明而非限制本发明的技术方案，任何对本发明进行的等同替换及不脱离本发明精神和范围的修改或局部替换，其均应涵盖在本发明权利要求保护的范围之内。
Claims (10)
1.一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，包括锅炉和软化水箱，在高温污水及雾化气体的流动方向上，依次设置有锅炉、污水储存罐、污水热泵、污水汽化罐、高压罗茨风机、热交换器和汽水分离器：
所述污水汽化罐的顶部设置有与高压罗茨风机相连通的出气口，所述污水汽化罐的内上部转动连接有沿竖直方向设置的离心雾化筛桶，在离心雾化筛桶转轴上固定有位于离心雾化筛桶上方的离心涡轮，污水汽化罐内绕离心雾化筛桶周向设有一个或多个污水喷射器，污水喷射器具有污水进水口和污水喷射口，从所述污水热泵泵出的污水流入污水进水口后，从污水喷射口喷向离心雾化筛桶并雾化，推动离心雾化筛桶和离心涡轮旋转，雾化气体从所述出气口流向高压罗茨风机并流入热交换器对软化水进行加热，所述离心雾化筛桶的上部还设置有检测污水汽化罐上部负压的负压传感器，所述污水汽化罐的下部还设置有液位温度传感器；
所述热交换器位于软化水箱内， 所述汽水分离器的下部与软化水箱相连通，软化水箱的下部出水口与锅炉的进水口相连通。
2.根据权利要求1所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，所述污水汽化罐的下部设置有补气曝气管和回气曝气管，补气曝气管和与大气相连通的补气管路相连，补气管路上设置有补气电动阀，回气曝气管与回气管路相连，回气管路的另一端与所述汽水分离器相连，按气体的流动方向，回气管路上依次设置有压力传感器、压力控制阀和压力调节阀。
3.根据权利要求2所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，所述污水喷射器安装在污水汽化罐的罐壁上。
4.根据权利要求3所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，所述污水汽化罐的顶部固定有向下延伸的转轴，所述离心涡轮和离心雾化筛桶分别安装在所述转轴的不同高度位置上，从而使所述离心涡轮和离心雾化筛桶固定在所述污水汽化罐内。
5.根据权利要求4所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，压力控制阀的开度，是控制系统根据压力传感器的反馈数值和系统设定压力值，通过PID调节控制。
6.根据权利要求5所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，回气管压力调节阀的开度，是控制系统根据热污水汽化罐内负压传感器的压力反馈数值和系统设定压力值，通过PID调节控制。
7.根据权利要求6所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，所述污水汽化罐的底部设置有污水排水管和排污电动阀。
8.根据权利要求7所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，通过液位温度传感器控制污水热泵的工作和排污电动阀的开闭。
9.根据权利要求8所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，与软化水箱相连通有水质软化固定床，水质软化固定床软化后的水，经软化水供水管进入流入软化水箱，软化水供水管上设置有软化水电动阀。
10.根据权利要求9所述的一种锅炉污水余热回收系统，其特征在于，软化水箱中被加热后的软化水经锅炉软化水上水管进入锅炉，锅炉软化水上水管上设置有锅炉软水泵。
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|---|---|
| CN (1) | CN108105750B (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112556182A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-26 | 廖悦 | 一种生物质能燃烧导热油锅炉 |
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| JPS5264501A (en) * | 1975-11-24 | 1977-05-28 | Lummus Co | Method of recovering waste heat from high temperature reactionary effluent |
| CN201344745Y (zh) * | 2009-01-09 | 2009-11-11 | 董迁 | 锅炉排污余热回收设备 |
| CN103868053A (zh) * | 2012-12-11 | 2014-06-18 | 上海烟草集团有限责任公司 | 一种二次闪蒸汽回收利用装置及方法 |
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-
2017
- 2017-12-25 CN CN201711422545.1A patent/CN108105750B/zh active Active
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