CN112048868A - 一种不易结垢的碱液冷却回收装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种不易结垢的碱液冷却回收装置，包括废水存储箱、清水存储箱、热交换组、废水抽送泵和废水输送管道、清水抽送泵和清水输送管道；还包括中央控制装置，中央控制装置电连接有检测模块，中央控制装置包括显示模块；检测模块包括废水初温检测单元、清水初温检测单元、废水终温检测单元、清水终温检测单元；检测模块还包括废水流量检测单元、清水流量检测单元；检测模块还包括废水压力检测单元，以及清水压力检测单元；中央控制装置还包括废水热量计算模块，以及清水热量计算模块；本申请具有便于使用者对设备运行状态和废水热处理效果进行监测的效果。

Description

一种不易结垢的碱液冷却回收装置

技术领域

本申请涉及工业废水热能回收领域，尤其是涉及一种不易结垢的碱液冷却回收装置。

背景技术

在印染行业的丝光工艺中，会排出大量40摄氏度到90摄氏度之间的含碱液的废水，为了提高资源利用率，工厂一般会将上述含碱液的废水进行回收利用，但是直接将排出的含碱液废水进行利用时，会出现结垢现象，因此一般会对上述含碱液的废水进行降温处理之后再利用。

相关授权公告号为CN204574880U的中国专利，公开了一种废水热能回收系统，包括热交换装置和用于存储高温废水的真空储罐，热交换装置由多根热交换器串联构成，热交换装置首尾两端的外管上设有清水进口和清水出口，其中清水进口连接外部供水系统；热交换装置上设置有污水出口和污水进口，污水进口通过离心泵连通于真空储罐；通过将工业生产过程中产生的高温废水存储于真空储罐内，然后通过离心泵将真空储罐内的高温废水抽送至热交换装置内，与此同时，从外部调取清水进入热交换装置，高温废水和冷清水在热交换装置中遵循热力学循环远离，进行充分的热交换，废水中的热能通过表面热传递高效率地转换给冷清水，既能够使废水达到可回收利用的温度，也能够使冷清水达到工厂使用的温水温度。

针对上述中的相关技术，发明人认为使用上述废水热能回收系统对废水进行降温的过程中，使用者不便于设备运行状态和废水热处理效果进行监测，使用体验度不佳。

发明内容

为了改善相关废水热能回收系统中存在的使用者实难以对废水处理效果进行实时检测的问题，本申请提供一种不易结垢的碱液冷却回收装置。

本申请提供的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，采用如下的技术方案：

一种不易结垢的碱液冷却回收装置，包括废水存储箱、清水存储箱、热交换组、废水抽送泵和废水输送管道、清水抽送泵和清水输送管道；还包括中央控制装置，所述中央控制装置电连接有检测模块，所述中央控制装置包括用于显示检测模块所检测数据的显示模块；

所述检测模块包括用于检测废水处理前温度的废水初温检测单元、用于检测清水处理前温度的清水初温检测单元、用于检测废水处理后温度的废水终温检测单元、用于检测清水处理后温度的清水终温检测单元；

所述检测模块还包括用于检测废水输送管道流量的废水流量检测单元、用于检测清水输送管道流量的清水流量检测单元；

所述检测模块还包括用于检测废水输送管道水压的废水压力检测单元，以及用于检测清水输送管道水压的清水压力检测单元；

所述中央控制装置还包括用于计算热处理后废水热量的废水热量计算模块，以及用于计算处理后清水热量的清水热量计算模块。

通过采用上述技术方案，通过检测废水输送管道以及清水输送管道的管道水压，以便操作者实时了解管道压力数据；通过对热处理前后的废水的温度以及热处理前后的清水温度进行检测，以便于使用者了解废水和清水的热交换效果；通过废水热量计算模块对处理后废水热量进行计算，计算方式为废水处理前后的温差乘以废水流量；同理可计算出处理后的清水热量，以使得使用者能够根据废水热量和清水热量进一步对热处理效果做出评判；即不仅能够使得使用者知晓处理后的废水是否满足再利用的标准，同时也能够了解热交换组、废水输送管道以及清水输送管道的工作状态和性能优劣。

可选的，所述中央控制装置包括用于存储检测模块所检测数据的数据存储模块、以及用于调取数据存储模块中的检测数据并对其进行处理的数据处理模块。

通过采用上述技术方案，数据存储模块的设置用于存储检测单元所检测的所有检测数据，实现对检测数据的备份管理，便于使用者后期通过数据处理模块对调取历史数据进行处理与分析。

可选的，所述数据处理模块包括用于调取温度数据和压力数据并将其绘制成温度曲线图、压力曲线图的绘图单元，所述数据处理模块的信号输出端连接于显示模块以用于通过显示模块显示绘图单元所绘制的曲线图。

通过采用上述技术方案，从数据存储模块内调取一定周期内的温度数据和压力数据；以该周期内的热处理次数作为绘图样本量，以时间为横坐标，以温度为纵坐标，在同一张图中绘制该周期内的废水初温曲线图和废水终温曲线图，以形成废水处理前后的温度对比曲线图，以便使用者更为直观地了解热交换效果；同理绘制出清水处理前后的温度对比曲线图，再单独绘制出废水输送管道压力曲线图和清水输送管道压力曲线图，以便使用者了解管道性能。

可选的，所述数据处理模块还包括用于打印绘图单元绘制出的曲线图的打印单元。

通过采用上述技术方案，打印单元的设置使得使用者根据需要对绘制出的温度曲线图、压力曲线图进行打印，便于使用者进行数据统计与分析。

可选的，所述中央控制装置还包括参数自定义模块，所述参数自定义模块包括用于根据废水初温检测数据对废水输送管道的输送流量进行设置的废水流量手控单元，以及用于对清水输送管道的输送流量进行设定的清水流量手控单元。

通过采用上述技术方案，可根据废水初始温度以及清水初始温度来对废水输送管道的输送流量和清水输送管道的输送流量进行调节，以优化换热效果，提高换热效率；比如，当废水的初始温度远高于废水再利用所需达到的温度阈值时，可减小废水输送流量并增大清水的输送流量；当废水的初始温度接近废水再利用所需达到的温度阈值时，可增大废水输送流量并减小清水输送流量。

可选的，所述中央控制装置还包括用于提供废水优选流量和清水优选流量的流量建议模块，所述流量建议模块包括基准区间存储单元、优选流量值存储单元。

通过采用上述技术方案，基准区间存储单元内存储有若干组温度区间，优选流量值存储单元内存储有与每一温度区间相对应的废水优选流量值和清水优选流量值，流量建议模块调取废水初温检测数据，并从基准区间存储单元中找出该废水初温检测数据所在的温度区间；再从优选流量值存储单元中找出与该温度区间相对应的废水优选流量值和清水优选流量值，以作为使用者调节流量的参考。

可选的，所述流量建议模块还包括计时单元和流量自动切换单元。

通过采用上述技术方案，计时单元起到计时作用，当使用者在计时单元计时结束前未对废水流量和清水流量进行手动调节时，流量自动切换单元通过自动流量切换单元将废水流量和清水流量切换为对应的优选流量值。

可选的，所述参数自定义模块还包括数显周期设置单元、绘图采集周期设置单元以及用于对计时单元的计时周期进行设定的计时周期设置单元。

通过采用上述技术方案，数据显示周期设置模块用于设置显示模块的数据更新周期，比如每半分钟更新一次；绘图采集周期设置模块用于规定绘图样本数据的调取周期，即规定绘图样本量，将处于规定时间周期（如近1小时内）内的所有温度和压力检测数据调取出来并作为样本量进行绘图；计时周期设置单元用于对计时周期进行设定。

可选的，所述参数自定义模块还包括用于设定废水输送管道和清水输送管道的压力阈值的压力阈值设置单元，所述中央控制装置电连接有用于在压力检测值超过压力阈值时进行报警的报警模块。

通过采用上述技术方案，当所检测的压力数据超过压力阈值时，中央控制装置启动报警模块以提醒使用者及时停止废水输送管道和清水输送管道的输送，并对废水输送管道和清水输送管道进行检修。

可选的，所述中央控制装置电连接有用于将报警信息输送至使用者移动端的无线传输模块。

通过采用上述技术方案，当报警模块启动之后，中央控制装置将报警信息通过无线传输模块输送至使用者移动终端，以便使用者能够及时获知预警信息，提高对废水输送管道和清水输送管道检修的及时性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.根据废水处理前后温度数据来获知废水的热处理效果，通过废水热量数据和清水热量数据来获知热交换组的热处理效果，通过废水输送管道的压力检测数据和清水输送管道的压力检测数据来获知废水输送管道和清水输送管道的性能，以最终实现对装置运行状态和废水热处理效果进行实时监测；

2.根据废水初始温度以及清水初始温度来对废水输送管道的输送流量和清水输送管道的输送流量进行调节，以优化换热效果，提高换热效率。

附图说明

图1是实施例中一种不易结垢的碱液冷却回收装置的结构示意图；

图2是实施例中用于体现一种不易结垢的碱液冷却回收装置的结构框图；

图3是实施例中用于体现中央处理模块内部包含关系的结构框图；

图4是实施例中用于体现参数自定义模块内部包含关系的结构框图。

附图标记说明：1、废水存储箱；11、废水抽送泵；12、废水输送管道；2、清水存储箱；21、清水抽送泵；22、清水输送管道；3、热交换组；31、废水进口管；32、清水进口管；33、废水出口管；34、清水出口管；4、中央控制装置；41、显示模块；42、废水热量计算模块；43、清水热量计算模块；44、数据存储模块；45、数据处理模块；451、绘图单元；452、打印单元；46、参数自定义模块；461、数显周期设置单元；462、绘图采集周期设置单元；463、计时周期设置单元；464、废水流量手控单元；465、清水流量手控单元；466、压力阈值设置单元；47、流量建议模块；471、基准区间存储单元；472、优选流量值存储单元；473、计时单元；474、流量自动切换单元；5、检测模块；51、废水初温检测单元；52、废水终温检测单元；53、清水初温检测单元；54、清水终温检测单元；55、废水压力检测单元；56、清水压力检测单元；57、废水流量检测单元；58、清水流量检测单元；6、报警模块；7、无线传输模块。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种不易结垢的碱液冷却回收装置。参照图1，碱液冷却回收装置包括用于存储高温废水的废水存储箱1，用于存储常温（20摄氏度左右）清水的清水存储箱2和用于实现高温废水与常温清水之间的热交换处理的热交换组3，热交换组3由若干个管式热交换器串联而成。

参照图1，还包括用于将高温废水从废水存储箱1抽送至热交换组3的废水抽送泵11和废水输送管道12，以及用于将常温清水从清水存储箱2抽送至热交换组3的清水抽送泵21和清水输送管道22；热交换组3的末端管式热交换器上连通有清水出口管34，以及与废水输送管道12相连通的废水进口管31；热交换组3的始端管式热交换器上连通有废水出口管33，以及与清水输送管道22相连通的清水进口管32。

参照图1和图2，还包括中央控制装置4，中央控制装置4可以为工控机，中央控制装置4电连接有检测模块5；检测模块5包括用于检测废水初始温度的废水初温检测单元51、用于检测废水经热交换组3处理后的温度的废水终温检测单元52、用于检测清水初始温度的清水初温检测单元53，以及用于检测清水经热交换组3处理后的温度的废水初温检测单元51；废水初温检测单元51、废水终温检测单元52、清水初温检测单元53以及清水终温检测单元54均可以为智能温度传感器；废水初温检测单元51位于废水抽送泵11与废水存储箱1之间相连通的管道上，废水终温检测单元52位于废水出口管33处，清水初温检测单元53位于清水抽送泵21和清水存储箱2之间相连通的管道上，清水终温检测单元54位于清水出口管34处。

参照图1和图2，检测模块5还包括用于检测废水输送管道12的管道压力的废水压力检测单元55，以及用于检测清水输送管道22的管道压力的清水压力检测单元56；废水压力检测单元55和清水压力检测单元56均可以为智能压力传感器；废水压力检测单元55位于废水输送管道12上，清水压力检测单元56位于清水输送管道22上。

参照图1和图2，检测模块5还包括用于检测废水输送管道12的废水流量的废水流量检测单元57，以及用于检测清水输送管道22的清水流量的清水流量检测单元58；废水流量检测单元57和清水流量检测单元58均可以为智能流量传感器；废水流量检测单元57位于废水输送管道12上，清水流量检测单元58位于清水输送管道22上。

参照图2和图3，中央控制装置4包括用于存储检测模块5所有检测数据的数据存储模块44，数据存储模块44为数据库，检测数据以时间顺序存储于数据存储模块44中；中央控制装置4还包括用于处理检测数据的数据处理模块45，数据处理模块45包括绘图单元451和打印单元452；打印单元452可以为打印机；绘图单元451从数据存储模块44中调取一定周期内的温度和压力检测数据，并以该周期内的热交换处理次数为样本量，以时间为横坐标，以温度为纵坐标，在同一张图中绘制废水初温曲线图和废水终温曲线图，再在同一张图中清水初温曲线图和清水终温曲线图，再单独绘制废水输送管道12的压力曲线图和清水输送管道22的压力曲线图；并可通过打印单元452打印出上述曲线图，以便使用者进行数据统计或对装置运行性能的分析。

参照图2和图3，中央控制装置4还包括用于显示检测模块5所有检测数据以及绘图单元451所绘制的图像的显示模块41；中央控制装置4还包括用于计算热处理后的废水热量的废水热量计算模块42，以及用于计算热处理后的清水热量的清水热量计算单元；热量计算公式为：热量=处理前后的温差*流量。

参照图3和图4，中央控制装置4还包括参数自定义模块46，参数自定义模块46包括废水流量手控单元464和清水流量手控单元465，废水流量手控单元464和清水流量手控单元465可以为流量调节阀；使用者根据显示模块41上显示的废水初温检测数据和清水初温检测数据，手动调节废水输送流量和清水流量；比如，当废水初温远高于废水再利用所需达到的温度阈值时，可减小废水输送流量并增大清水输送流量；当废水初温接近废水再利用所需达到的温度阈值时，可增大废水输送流量并减小清水输送流量。

参照图3和图4，中央控制装置4还包括流量建议模块47，流量建议模块47包括基准区间存储单元471、优选流量值存储单元472；基准区间存储单元471内存储有若干个温度参考区间，优选流量值存储单元472内存储有与每一温度参考区间一一对应的废水流量和清水流量的推荐值；通过流量建议模块47调取废水初温数据，然后从基准区间存储单元471中找到废水初温数据所在的温度参考区间，并从优选流量值存储单元472中找到该温度参考区间从所对应的废水流量和清水流量推荐值，以供使用者手动调节清水流量和废水流量时做参考。

参照图3和图3，流量建议模块47还包括计时单元473和流量自动切换单元474，流量自动切换单元474可以为智能流量调节阀；计时单元473具有计时功能，若在计时单元473计时结束之前使用者未对废水流量和清水流量做手动切换，那么计时结束之后，流量自动切换单元474将会将废水流量和清水流量自动切换至对应的优选流量值。

参照图3和图4，参数自定义模块46还包括数显周期设置单元461、绘图采集周期设置模块，以及计时周期设置单元463；通过数显周期设置单元461设定显示模块41所显示的数据的更新周期，比如每分钟更新一次；由于温度数据和压力数据均以时间顺序存储于数据存储模块44中，使用者可通过绘图采集周期设置模块462设定温度和压力数据的调取周期，比如，调取周期近一个小时内，即绘图单元451所绘制的图像的横坐标样本数量为一小时内的热处理次数；计时周期设置单元463用于设置计时单元473的计时周期，比如10秒。

参照图3和图4，参数自定义模块46还包括压力阈值设置单元466，以用于规定废水输送管道12和清水输送管道22的压力阈值；中央控制装置4电连接有用于在压力检测数值高于压力阈值时启动的报警模块6，报警模块6可以为声光报警器。

参照图2，中央控制装置4还电连接有用于在报警模块6启动之后的报警信息输送至使用者移动终端的无线传输模块7，无线传输模块7可以为GPRS无线传输模块，便于使用者及时获知报警信息。

本申请实施例一种不易结垢的碱液冷却回收装置的实施原理为：

在进行热交换处理之前，首先通过参数自定义模块46进行设定各项参数，比如，通过数显周期设置单元461设定显示模块41所显示数据的更新周期为1分钟，通过绘图采集周期设置单元462设定绘图单元451的数据采集周期为1小时，那么绘图单元451的样本数量即为该1小时内的热处理次数；通过计时周期设置单元463设定计时单元473的计时时间为10秒，通过压力阈值设置单元466设置废水输送管道12和清水输送管道22的压力阈值。

然后进行热交换处理操作：首先，通过废水抽送泵11从废水存储箱1中抽取废水，通过清水抽送泵21从清水存储箱2内抽取清水，在此过程中，通过废水初温检测单元51检测废水初始温度，通过清水初温检测单元53检测清水初始温度；并将该数据通过显示模块41显示，此时流量建议模块47将根据废水初温数据向提供废水流量优选值和清水流量优选值，以供使用者参考；当使用者处于操作工位上时，使用者可通过废水流量手控单元464和清水流量手控单元465对废水输送管道12和清水输送管道22的输送流量进行手动调节；若在计时单元473计时结束前使用者未做出流量调节，那么流量自动切换单元474将将废水流量和清水流量自动切换至优选流量值。

接着通过废水抽送泵11将废水输送至热交换组3内，通过清水抽送泵21将清水输送至热交换组3内，以通过热交换组3实现对废水和清水之间的热交换处理；在输送过程中，废水压力检测单元55将对废水输送管道12进行压力检测，清水压力检测单元56将对清水压力输送管道进行检测，当压力检测数据高于预设的压力阈值时，中央控制装置4将关闭废水抽送泵11和清水抽送泵21，并启动报警模块6，再将报警信息通过无线传输模块7输送至使用者移动终端，以便使用者对输送管道进行检修。

在废水和清水的输送过程中，通过废水流量检测单元57检测废水输送管道12的废水流量，通过清水流量检测单元58检测清水输送管道22的清水流量，并通过显示模块41显示流量数据。

在热处理完成之后，处理后的废水从废水出口管33处流出并通过废水终温检测单元52检测废水温度，处理后的清水从清水出口管34处流出并通过清水终温检测单元54检测清水温度，并通过显示模块41显示温度数据；与此同时，通过废水热量计算模块42计算得出处理后的废水热量，通过清水热量计算模块43计算得出处理后的清水热量，并通过显示模块41显示热量数据。

将检测单元所检测的所有数据以及热量数据以时间顺序存储于数据存储模块44中，通过绘图单元451调取1个小时内的温度数据，以1个小时内的废水热处理次数作为图像绘制样本量，以时间为横坐标，以温度作为纵坐标，在同一张图中绘制1小时内的废水初温曲线和废水终温曲线，同理在一张图中绘制该段时间内的清水初温曲线和清水终温曲线，从而能够将废水处理前后温度形成比对、清水处前后温度形成比对。

再通过绘图单元451调取一个小时内的压力数据，同样以时间为横坐标，以温度作为纵坐标，分别绘制废水输送管道12的压力曲线图和清水输送管道22的压力曲线图；再通过显示模块41将温度曲线图和压力曲线图显示出来，另外，使用者可根据需要通过打印单元452对绘制出的温度曲线图和压力曲线图进行打印。

综上，使用者可根据废水处理前后温度数据来获知废水的热处理效果，通过废水热量数据和清水热量数据来获知热交换组3的热处理效果，通过废水输送管道12的压力检测数据和清水输送管道22的压力检测数据来获知废水输送管道12和清水输送管道22的输送性能，以最终实现对装置运行状态和废水热处理效果的实时监测。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种不易结垢的碱液冷却回收装置，包括废水存储箱(1)、清水存储箱(2)、热交换组(3)、废水抽送泵(11)和废水输送管道(12)、清水抽送泵(21)和清水输送管道(22)；其特征在于：还包括中央控制装置(4)，所述中央控制装置(4)电连接有检测模块(5)，所述中央控制装置(4)包括用于显示检测模块(5)所检测数据的显示模块(41)；

所述检测模块(5)包括用于检测废水处理前温度的废水初温检测单元(51)、用于检测清水处理前温度的清水初温检测单元(53)、用于检测废水处理后温度的废水终温检测单元(52)、用于检测清水处理后温度的清水终温检测单元(54)；

所述检测模块(5)还包括用于检测废水输送管道(12)流量的废水流量检测单元(57)、用于检测清水输送管道(22)流量的清水流量检测单元(58)；

所述检测模块(5)还包括用于检测废水输送管道(12)水压的废水压力检测单元(55)，以及用于检测清水输送管道(22)水压的清水压力检测单元(56)；

所述中央控制装置(4)还包括用于计算热处理后废水热量的废水热量计算模块(42)，以及用于计算处理后清水热量的清水热量计算模块(43)。

2.根据权利要求1所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述中央控制装置(4)包括用于存储检测模块(5)所检测数据的数据存储模块(44)、以及用于调取数据存储模块(44)中的检测数据并对其进行处理的数据处理模块(45)。

3.根据权利要求2所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述数据处理模块(45)包括用于调取温度数据和压力数据并将其绘制成温度曲线图、压力曲线图的绘图单元(451)，所述数据处理模块(45)的信号输出端连接于显示模块(41)以用于通过显示模块(41)显示绘图单元(451)所绘制的曲线图。

4.根据权利要求3所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述数据处理模块(45)还包括用于打印绘图单元(451)绘制出的曲线图的打印单元(452)。

5.根据权利要求1所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述中央控制装置(4)还包括参数自定义模块(46)，所述参数自定义模块(46)包括用于根据废水初温检测数据对废水输送管道(12)的输送流量进行设置的废水流量手控单元(464)，以及用于对清水输送管道(22)的输送流量进行设定的清水流量手控单元(465)。

6.根据权利要求5所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述中央控制装置(4)还包括用于提供废水优选流量和清水优选流量的流量建议模块(47)，所述流量建议模块(47)包括基准区间存储单元(471)、优选流量值存储单元(472)。

7.根据权利要求6所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述流量建议模块(47)还包括计时单元(473)和流量自动切换单元(474)。

8.根据权利要求7所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述参数自定义模块(46)还包括数显周期设置单元(461)、绘图采集周期设置单元(462)以及用于对计时单元(473)的计时周期进行设定的计时周期设置单元(463)。

9.根据权利要求8所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述参数自定义模块(46)还包括用于设定废水输送管道(12)和清水输送管道(22)的压力阈值的压力阈值设置单元(466)，所述中央控制装置(4)电连接有用于在压力检测值超过压力阈值时进行报警的报警模块(6)。

10.根据权利要求9所述的一种不易结垢的碱液冷却回收装置，其特征在于：所述中央控制装置(4)电连接有用于将报警信息输送至使用者移动端的无线传输模块(7)。

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