CN1815122A - 工业废水(液)余热回收系统 - Google Patents

Abstract

一种工业废水(液)余热回收系统，含有热能输送、采集装置以及热能吸收、转换、释放装置和智能化自动控制装置。热能输送、采集装置包括高温污水池、污水泵、加药装置、中间介质循环泵；热能转换、释放装置包括一级换热器、二级换热器、三级低温换热器、热水循环泵和清洁热水箱。经污水(液)预处理后的中高温工业废水和常温清洁水在两级或多级换热器内梯度换热，提取工业废水(液)的热能。该系统不仅可高效回收工业废水高温区(60－99℃)热源的热能，而且还可以经济、高效地回收中低温(20－59℃)区热源的热能，结构简单、能效比高、成本低、回收的能量清洁，拓展了废水(液)热能回收空间，有效地提高了一次能源利用率。

Description

工业废水(液)余热回收系统

技术领域

本发明涉及一种流体的工业余热回收系统，尤其是涉及可高效回收中温(20-60℃)工业废水(液)余热的系统，属于节能技术领域。

背景技术

一些工业领域如纺织、印染、酿造、食品、化工等行业在生产过程中须排放大量高温废水(液)，目前，公知的工业余热回收系统是主要针对高温热水(液)或低压蒸汽等高温传热介质，高温系统传热介质的热能通过中间换热器传与低温系统的传热介质进行热能的自然传递，使低温系统传热介质的热量增加，但是，高温热源介质经过热能传递提升低温系统的载热介质温度过程中，低温系统的载热介质出口温度波动较大，受高温热源介质的进口温度影响，极不稳定，且低温出口温度低于高温系统进口温度，应用范围受限，另外，由于大量的中低温(20-60℃)工业废热水仍含有巨大的热能提取空间，而公知的余热回收系统还不能充分高效回收这部分热能，在热能利用方面造成很大的浪费。

申请日为2001.4.9、申请号为01115564.7的中国专利公开了一种废液残热回收再制高温液的系统装置。其特点是，在系统内专设一盛放已使用过的含有残热液体的废水箱，用吸热管内的冰水循环与废水箱的高温液体进行热交换，然后再经冷媒的变化进管式换热器与常温水换热制成热水供使用。该系统装置适合对高温液体的热能回收，提取中低温(20-60℃)废热液体的热能能效比较低，体积偏大，换热器结垢后不易清洗，且另配加冷却水塔及冷却水循环系统后，增加了初投资和后期运行成本，更适用于制冷空调行业。

申请日为2005.6.21、申请号为200510026975.2的中国专利给出了一种热回收型水源热泵。其工作模式具有制冷热回收和制热热回收等热回收功能，都是利用热泵主机冷凝器提供的高温冷却水通过换热器来制取生活热水。该热泵需另配冷却水循环系统，只针对低温水，对中高温水不能回收热能。对其它工业废液无法进行热能回收。

发明内容

为了克服现有公知的工业余热回收系统不能满足工业污水低温余热回收的需要，回收热能不充分，对高温系统进口温度要求高，回收低温系统热能的温度不稳定且只能低于高温系统的介质进口温度，运行成本高的缺点，本发明提供一种新型工业废水(液)余热回收系统，该系统不仅可高效回收工业废水(液)高温区(60-99℃)热源的热能，而且还可以经济、高效地回收中低温区(20-59℃)低品位热源的热能，该余热回收系统装置把工业生产中的工艺热水(液)、废污水(液)中的热能转移到新的载热液体内，再生成为可直接利用的热能。

本发明的技术方案是：工业废水余热回收系统含有热能输送、采集装置以及热能吸收、转换、释放装置和智能化系统自动控制装置。所述热能输送、采集装置包括高温污水池、污水泵、加药装置、中间热水箱、中间介质循环泵、热水循环泵；所述热能转换、释放装置包括一级换热器、二级换热器、三级低温换热器。高温污水泵通过管道与污水预处理器和一级换热器热源侧进口A₁端相连，一级换热器热源侧出口B₁端通向二级换热器热源侧进口A₂端，所述二级换热器热源侧出口侧B₂端通入排污水沟；自来水源1经水泵与一级换热器冷源侧进口C₁端相连，所述一级换热器冷源侧出口D₁端接热水箱5；自来水源2经树脂软水仪、中间介质循环泵与二级换热器冷源侧进口侧C₂端相连，同时又与三级低温换热器取能侧B₃端相连，所述三级低温换热器取能侧A₃端与二级换热器冷源侧出口D₂相连，热水箱与热水循环泵进口相连，热水循环泵出水口与三级低温换热器热源侧进口C₃端相连，所述三级低温换热器热源侧D₃通向热水箱。

所述一级换热器、二级换热器采用宽流道板片式高效换热器或壳管式换热器；所述加药装置为无动力自动加药装置；所述智能化系统自动控制装置采用PID积分反馈调节系统。

本发明的有益效果是：相对于公知的回收方案，本发明不仅可高效回收高温工业废水中的热能，同时大大拓展热能回收范围，能充分回收利用中低温工业废水中的热能。本发明的工业废水余热回收系统由于采用了多级换热器吸收废水中的热能，进行能量转换，结构紧凑，转换效率高，适用范围广，能对20℃-100℃以内的各类工业废水进行高效的余热回收，系统的制热温度在45℃-85℃之间。由于三级低温换热器是根据逆卡诺原理并采用了新型高温载能剂，通过压缩循环发生相态变化，可使回收后的热能，制取出的新载热液体的温度高于原污水(液)进口温度。在新制取出的热水(液)与原污水(液)之间的热能转移只是一个热传导过程，对新制取出热水(液)只是物化的温度上升，对原来性状无任何改变，回收的能量清洁、环保、高效，大大提高了一次能源利用率，获得了极高的经济效益和清洁环保的社会效益。

附图说明

下面结合附图对本实用新型进一步说明。

图1是本发明的工业废水余热回收系统原理图。

图中1.高温污水(液)池，2.污水(液)泵，3.污水预处理器，4.一级换热器，5.热水箱，6.二级换热器，7.中间介质循环泵，8.树脂软水仪，9.三级低温换热器，10.热水循环泵。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

本实施例如图1所示，将100℃以下的热污水(液)集中到高温污水池1，用污水泵2把热污水输送到预处理加药的装置3，在进行污水水质抗结垢预处理之后，进入一级换热器4，使换热器的液态的载能剂受热膨胀形成气态相变，吸收热污水的大量热能，由换热器的热能转换装置对气态载能剂进行压缩，使其从气态转化为液态，载能剂在气态转变为液态的条件下放出大量的热能，由换热器的热能释放装置完成对受热物体的放热，自来水源1送入一级换热器4冷源侧C₁端的常温自来水进行充分热交换，使自来水温升达到设定要求温度55℃后进入热水箱5，经一级换热器4放热后的中低温污水温度降至35℃以下，进入二级换热器6热源侧的A₂端，经过热交换温度降至25℃后，通过二级换热器6热源源侧的B₂排入污水沟。用循环泵7把新的载热液体源的中间介质循环于二级换热器6的侧冷源与三级低温换热器9的取能侧之间，进行能量传递，以使常温清洁水从二级换热器6获得的热能，温度升高8-10℃，升温后的低温热水不断提供给三级低温换热器9能量，同时，热水循环泵10从热水箱输送55℃以上的中温热水经过三级低温换热器9得到热能，三级低温换热器9吸收了二级换热器传递的热能，使换热器内液态的载能剂受热膨胀形成气态相变，吸收大量热能；由热能转换装置对气态载能剂进行压缩，即将载能剂从气态转化为液态；载能剂在气态转变为液态的条件下释放出大量的热能制成60℃以上的高温热水(液)送入热水箱5。所述三级低温换热器9的热能收集装置通过载能介质的相态变化可摄取20℃度以上工业废水(液)的热能，由于三级低温换热器采用了新型高温载能剂，可制取出的新载热液体的温度高于原污水(液)进口温度。所述智能化自动控制装置能精准地调节控制系统的放热温度在45——85℃度之间。

除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式，如采用两级换热器或多级换热器提取工业废水的热能。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围内。

Claims (4)

1.一种工业废水(液)余热回收系统，含有热能输送、采集装置以及热能吸收、转换、释放装置和智能化自动控制装置，其特征在于，所述热能输送、采集装置包括高温污水池、污水泵、加药装置、热水箱、中间介质循环泵、热水(液)循环泵、；所述热能转换、释放装置包括一级换热器、二级换热器、三级低温换热器；高温污水泵通过管道与污水预处理器和一级换热器热源侧进口A₁端相连，一级换热器热源侧出口B₁端通向二级换热器热源侧进口A₂端，所述二级换热器热源侧出口侧B₂端通入排污水沟；自来水源1经水泵与一级换热器冷源侧进口C₁端相连，所述一级换热器冷源侧出口D₁端接热水箱5；自来水源2经树脂软水仪、中间介质循环泵与二级换热器冷源侧进口侧C₂端相连，同时又与三级低温换热器取能侧B₃端相连，所述三级低温换热器取能侧A₃端与二级换热器冷源侧出口D₂端相连，热水箱与热水循环泵进口相连，热水循环泵出水口与三级低温换热器热源侧进口C₃端相连，所述三级低温换热器热源侧D₃通向热水箱。

2.根据权利要求1所述的工业废水(液)余热回收系统，其特征在于，所述一级换热器、二级换热器采用宽流道板片式高效换热器或壳管式换热器。

3.根据权利要求1所述的工业废水(液)余热回收系统，其特征在于，所述加药装置为无动力自动加药装置。

4、根据权利要求1所述的工业废水(液)余热回收系统，其特征在于，所述智能化系统自动控制装置采用PID积分反馈调节系统。