CN110849024A - 纺练废热水的利用系统及利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及废热利用领域，具体而言，提供了一种纺练废热水的利用系统及利用方法。该纺练废热水的利用系统包括依次连接的纺练废热水储存池、换热器和溴化锂制冷机，还包括脱盐水制水组件，脱盐水制水组件与溴化锂制冷机通过脱盐水管相连。该系统中各部件设置合理，能有效利用纺练废热水中的热量，减少热损失，降低后续降温的难度，避免对排污系统造成较大损害；并采用溴化锂制冷机对脱盐水制冷，溴化锂制冷机利用换热器所得纺练废热水的热量驱动，无需采用电驱动，节约能耗。

Description

纺练废热水的利用系统及利用方法
技术领域
本发明涉及废热利用领域，具体而言，涉及一种纺练废热水的利用系统及利用方法。
背景技术
纺练是纤维(例如粘胶纤维等)生产过程中的一个重要工序，简言之，纺练是在纺练车间对纤维原料进行纺丝的过程。纺练车间会产生大量的温度较高的酸性废水，温度在80-90℃，若直接排放到污水车间，不但热损失巨大，而且污水车间需要降温处理，否则会对车间排污系统造成损害。
纤维生产中的原液车间会用到脱盐水，脱盐水主要用于溶解碱，该脱盐水需降温至10℃以下来使用，需要采用制冷机对脱盐水进行降温。然而现有的普通氟利昂制冷机组需要用电制冷，能耗较高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种纺练废热水的利用系统，该系统中各部件设置合理，能有效利用纺练废热水中的热量，减少热损失，降低后续降温的难度，避免对排污系统造成较大损害；并采用溴化锂制冷机对脱盐水制冷，溴化锂制冷机利用换热器所得纺练废热水的热量驱动，无需采用电驱动，节约能耗。
本发明的第二目的在于提供一种纺练废热水的利用方法。
为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种纺练废热水的利用系统，包括依次连接的纺练废热水储存池、换热器和溴化锂制冷机，还包括脱盐水制水组件，脱盐水制水组件与溴化锂制冷机通过脱盐水管相连。
作为进一步优选的技术方案，换热器和纺练废热水储存池通过纺练废热水管相连；
优选地，换热器和溴化锂制冷机通过中间热水管相连；
优选地，中间热水管设置为回形管；
优选地，换热器包括板式换热器。
作为进一步优选的技术方案，所述系统还包括冷却塔，冷却塔通过冷水管与溴化锂制冷机相连；
优选地，冷水管9设置为回形管。
作为进一步优选的技术方案，换热器包括济南格尔合力科技发展有限公司生产的型号为PLK100-B6-305P的换热器。
作为进一步优选的技术方案，溴化锂制冷机包括荏原冷热系统有限公司生产的型号为RFH166YT的溴化锂制冷机。
第二方面，本发明提供了一种纺练废热水的利用方法，包括：将纺练废热水储存池中的纺练废热水输送到换热器处进行换热，然后采用换热器经换热得到的热量驱动溴化锂制冷机制冷，脱盐水制水组件制得的脱盐水进入溴化锂制冷机，得到降温后的脱盐水。
作为进一步优选的技术方案，纺练废热水的温度为85-90℃；
优选地，纺练废热水的流量为300-350m3/h。
作为进一步优选的技术方案，经换热器换热后的纺练废热水的温度为60-65℃。
作为进一步优选的技术方案，脱盐水的温度为30-35℃；
优选地，脱盐水的流量为51-386.5m3/h。
作为进一步优选的技术方案，降温后的脱盐水的温度为7-10℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明提供的纺练废热水的利用系统中，纺练废热水储存池中的纺练废热水排入换热器中进行换热，换热器经换热得到的热量驱动溴化锂制冷机进行制冷，从脱盐水制水组件进入到溴化锂制冷机中的脱盐水在制冷机的制冷效果下实现降温。该系统中各部件设置合理，能有效利用纺练废热水中的热量，减少热损失，降低后续降温的难度，避免对排污系统造成较大损害；并采用溴化锂制冷机对脱盐水制冷，溴化锂制冷机利用换热器所得纺练废热水的热量驱动，无需采用电驱动，节约能耗。
附图说明
图1为本发明提供的一种实施方式的纺练废热水的利用系统的结构示意图。
图标：1-纺练废热水储存池；2-换热器；3-溴化锂制冷机；4-脱盐水制水组件；5-脱盐水管；6-纺练废热水管；7-中间热水管；8-冷却塔；9-冷水管；10-脱盐水储存箱。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
根据本发明的一个方面，如图1所示，提供了一种纺练废热水的利用系统，依次连接的纺练废热水储存池1、换热器2和溴化锂制冷机3，还包括脱盐水制水组件4，脱盐水制水组件4与溴化锂制冷机3通过脱盐水管5相连。
上述系统中，纺练废热水储存池中的纺练废热水排入换热器中进行换热，换热器经换热得到的热量驱动溴化锂制冷机进行制冷，从脱盐水制水组件进入到溴化锂制冷机中的脱盐水在制冷机的制冷效果下实现降温。
该系统中各部件设置合理，能有效利用纺练废热水中的热量，减少热损失，降低后续降温的难度，避免对排污系统造成较大损害；并采用溴化锂制冷机对脱盐水制冷，溴化锂制冷机利用换热器所得纺练废热水的热量驱动，无需采用电驱动，节约能耗。
需要说明的是：
上述“纺练废热水”是指纤维生产中的纺练车间所产生的废水。
上述“脱盐水制水组件”是指用于制取脱盐水的设备。
在一种优选的实施方式中，换热器2和纺练废热水储存池1通过纺练废热水管6相连。纺练废热水储存池的热水通过纺练废热水管输送到换热器中进行热量交换，将储存于纺练废热水中的热量传递到板式换热器处。
优选地，换热器2和溴化锂制冷机3通过中间热水管7相连。换热器得到的热量会使中间热水管中的水升温，然后将其传递到溴化锂制冷机处，为制冷机提供动能，驱动溴化锂制冷机制冷。
可选地，上述“纺练废热水管”或“中间热水管”的横截面的形状可以为圆形、椭圆形、矩形或三角形等。
优选地，中间热水管7设置为回形管。
以上“回形管”应做广义理解，不仅局限于呈“回”字型的管，只要其首尾相连，能够实现热水在其中的循环流动即可。该特定形状的中间热水管，能使中间热水在经溴化锂制冷机降温后返回至换热器处，继续升温，从而实现循环利用。
应当理解的是，纺练废热水或中间热水在换热器中的流动是依靠水泵等的驱动来实现的，本发明中对水泵与纺练废热水管和中间热水管之间的具体连接方式不做特别限定，可采用本领域的常用连接方式，只要能够实现流体的流动即可。
可选地，所述系统还包括补水装置，该补水装置可向中间热水管中补充热水。该装置可选定压补水装置。
在一种优选的实施方式中，所述系统还包括冷却塔8，冷却塔8通过冷水管9与溴化锂制冷机3相连。冷水管内的冷水主要用于缓解经脱盐水降温后导致的溴化锂冷冻机温度的升高，从而降低溴化锂冷冻机的温度，冷却管内的水经升温后输送到冷却塔中进行降温。
优选地，冷水管9设置为回形管。冷水管设为回形管，当其中的水经过冷却塔的降温后，再次被输送到溴化锂制冷机处继续进行制冷，如此实现冷热水的循环。
需要说明的是，本发明中各个水管(例如中间热水管、纺练废热水管、脱盐水管和冷水管)中流体的流动均可通过水泵来实现。脱盐水管5内的脱盐水经溴化锂制冷机3的制冷后，可以储存到脱盐水储存箱10中备用。纺练废热水管中的纺练废热水经换热器的换热后，可以再次进行换热，用于加热生产车间用软水，最后排至污水管中。
在一种优选的实施方式中，换热器包括板式换热器。板式换热器是由一系列具有一定波纹形状的金属片叠装而成的一种高效换热器，各种板片之间形成薄矩形通道，通过板片进行热量交换，具有换热效率高、热损失小、结构紧凑轻巧、占地面积小、应用广泛、使用寿命长等特点。
优选地，板式换热器包括济南格尔合力科技发展有限公司生产的型号为PLK100-B6-305P的换热器。该特定型号的换热器具有宽流道和反冲洗功能，解决废热水中的废纤维等杂质的堵塞问题，材质选择根据废热水酸性强的特点选择，解决腐蚀问题。
在一种优选的实施方式中，溴化锂制冷机包括荏原冷热系统有限公司生产的型号为RFH166YT的溴化锂制冷机。
根据本发明的另一个方面，提供了一种纺练废热水的利用方法，包括：将纺练废热水储存池中的纺练废热水输送到换热器处进行换热，然后采用换热器经换热得到的热量驱动溴化锂制冷机制冷，脱盐水制水组件制得的脱盐水进入溴化锂制冷机，得到降温后的脱盐水。
上述方法能使纺练废热水得到有效利用，将纺练废热水中的至少部分热量转换为可驱动溴化锂制冷机制冷的热量源，从而使脱盐水降温。
该方法工艺科学，整体性好，能有效利用纺练废热水的热量对脱盐水进行降温，减少热损失，降低后续降温的难度，避免对排污系统造成较大损害；并采用溴化锂制冷机对脱盐水制冷，溴化锂制冷机利用换热器所得纺练废热水的热量驱动，无需采用电驱动，节约能耗。
在一种优选的实施方式中，纺练废热水的温度为85-90℃。上述温度典型但非限制性的为85、86、87、88、89或90℃。纺练废热水的温度不宜过低，过低则无法实现有效的换热，且无需换热即可降温处理，处理压力不大，而现有的纺练废热水的温度也不会更高。
优选地，纺练废热水的流量为300-350m3/h。上述流量典型但非限制性的为300、310、320、330、340或350m3/h。纺练废热水的流量在以上范围内时，能实现有效换热，将其热量转换为可供溴化锂制冷机制冷的热源，且能与纺练车间产生的废热水量相匹配；如果流量过小，则驱动力不足，甚至无法驱动制冷机工作；如果流量过大，对于同一部分废热水来说，其在换热器内停留的时间过短，导致换热不彻底。
优选地，经换热器换热后的纺练废热水的温度为60-65℃。上述温度典型但非限制性的为60、61、62、63、64或65℃。经换热器换热后，纺练废热水的温度显著下降，换热后的废热水可送至纺练车间的原板换热器等设备中继续降温，有效降低原板换热器等设备的换热压力。
在一种优选的实施方式中，脱盐水的温度为30-35℃。上述温度典型但非限制性的为30、31、32、33、34或35℃。由脱盐水制水组件送来的脱盐水温度较高，一般在上述范围内，脱盐水无需特别的降温，直接送至溴化锂制冷机处进行制冷即可，全程快速无缝衔接。
优选地，降温后的脱盐水的温度为7-10℃。上述温度典型但非限制性的为7、8、9或10℃。降温后的脱盐水的温度在上述范围内时，可直接用于原料车间溶解碱的调配。
优选地，脱盐水的流量为51-386.5m3/h。上述流量典型但非限制性的为51、60、80、100、150、200、250、300、350、370或386.5m3/h。脱盐水的流量在上述范围内时，对于同一部分脱盐水，可将其温度降至所需温度范围内，流量过高，则制冷效果差，甚至无法降至所需温度，流量过低，则制冷效果过高，温度甚至会低于所需温度。
可选地，热源设计参数包括：
Figure BDA0002288699550000091
可选地，脱盐水设计参数包括：
脱盐水总流量：均值300m3/h，波动范围为51-386.5m3/h(正常运行时)，温度33℃；
一期脱盐水瞬时流量：0-160m3/h(含停车)；
二期脱盐水瞬时流量：0-234m3/h(含停车)。采用本发明的系统和方法对纺练废热水进行利用，能充分利用其热量，可将300m3/h脱盐水从33℃降到10℃，需要冷量6.9×106kcal/h，能效比4.5，折成耗电量1780kwh，相当于节约1780kwh的电量。
本项目在现有厂区内建设，在原有设备的基础上进行改造，主要改造溴化锂制冷机2台、冷却塔2套等其它设备32台套。
项目新增设备情况表：
Figure BDA0002288699550000092
Figure BDA0002288699550000101
下面结合实施例和对比例对本发明做进一步详细的说明。
实施例1
一种纺练废热水的利用方法，采用纺练废热水的利用系统对纺练废热水进行利用，将纺练废热水储存池中的纺练废热水输送到换热器处进行换热，然后采用换热器经换热得到的热量驱动溴化锂制冷机制冷，脱盐水制水组件制得的脱盐水进入溴化锂制冷机，得到降温后的脱盐水。
纺练废热水的温度为88℃，流量为320m3/h，经换热器换热后的纺练废热水的温度为61℃；脱盐水的温度为33℃，流量为300m3/h，降温后的脱盐水的温度为10℃。
上述纺练废热水的利用系统包括：依次连接的纺练废热水储存池、换热器、溴化锂制冷机和脱盐水制水组件，其中换热器为济南格尔合力科技发展有限公司生产的型号为PLK100-B6-305P的换热器，溴化锂制冷机为荏原冷热系统有限公司生产的型号为RFH166YT的溴化锂制冷机。
对比例1
一种对脱盐水降温的方法，采用荏原冷热系统有限公司生产的型号为RFH166YT的溴化锂制冷机对脱盐水降温，该制冷机采用温度为180℃的蒸汽作为热源，以驱动制冷机制冷，蒸汽流量为8t/h，压力为0.8MPa；脱盐水的温度为33℃，流量为300m3/h，降温后的脱盐水的温度为10℃。
对比例2
一种对脱盐水降温的方法，采用广东众高冷源设备有限公司生产的型号为ZGLY-56ALC氟利昂制冷机对脱盐水降温，脱盐水的温度为33℃，流量为300m3/h，降温后的脱盐水的温度为10℃。
对比例1中采用蒸汽作为热源驱动溴化锂制冷机，需要消耗蒸汽流量为8t/h，而实施例1的方案可以节省这些蒸汽。对比例2的方案按照能效比4.5计算，需要消耗电量1780kwh，而实施例1的方案可以节省这些电量。相对于对比例1和2的方法，实施例1的方法节能效果显著。
尽管已用具体实施例来说明和描述了本发明，然而应意识到，在不背离本发明的精神和范围的情况下可以作出许多其它的更改和修改。因此，这意味着在所附权利要求中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种纺练废热水的利用系统，其特征在于，包括依次连接的纺练废热水储存池、换热器和溴化锂制冷机，还包括脱盐水制水组件，脱盐水制水组件与溴化锂制冷机通过脱盐水管相连。
2.根据权利要求1所述的纺练废热水的利用系统，其特征在于，换热器和纺练废热水储存池通过纺练废热水管相连；
优选地，换热器和溴化锂制冷机通过中间热水管相连；
优选地，中间热水管设置为回形管；
优选地，换热器包括板式换热器。
3.根据权利要求1所述的纺练废热水的利用系统，其特征在于，所述系统还包括冷却塔，冷却塔通过冷水管与溴化锂制冷机相连；
优选地，冷水管9设置为回形管。
4.根据权利要求1-3任一项所述的纺练废热水的利用系统，其特征在于，换热器包括济南格尔合力科技发展有限公司生产的型号为PLK100-B6-305P的换热器。
5.根据权利要求1-3任一项所述的纺练废热水的利用系统，其特征在于，溴化锂制冷机包括荏原冷热系统有限公司生产的型号为RFH166YT的溴化锂制冷机。
6.一种纺练废热水的利用方法，其特征在于，包括：将纺练废热水储存池中的纺练废热水输送到换热器处进行换热，然后采用换热器经换热得到的热量驱动溴化锂制冷机制冷，脱盐水制水组件制得的脱盐水进入溴化锂制冷机，得到降温后的脱盐水。
7.根据权利要求6所述的利用方法，其特征在于，纺练废热水的温度为85-90℃；
优选地，纺练废热水的流量为300-350m3/h。
8.根据权利要求6所述的利用方法，其特征在于，经换热器换热后的纺练废热水的温度为60-65℃。
9.根据权利要求6-8任一项所述的利用方法，其特征在于，脱盐水的温度为30-35℃；
优选地，脱盐水的流量为51-386.5m3/h。
10.根据权利要求9所述的利用方法，其特征在于，降温后的脱盐水的温度为7-10℃。
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