CN203238064U - 一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统。所述系统将待冷却生产系统的冷却水出口与设置于蒸发塘中的换热装置的入口连通，将所述换热装置的出口与待冷却生产系统的冷却水入口连通。所述系统既能够实现对循环水的冷却，同时又可以利用循环水的余热，而且提高了蒸发塘的蒸发效率，增加了处理量，减少了两个系统的投资和运行成本。本实用新型更优选将蒸发塘与冷却塔并联设计，根据蒸发塘水体冷却处理量调整进冷却塔的循环水量。

Description

一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统

技术领域

本实用新型涉及一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统。

背景技术

我国是一个缺水严重的国家，是全球人均水资源最贫乏的国家之一，工业领域用水是其中的用水大户之一。随着经济的快速发展，工业用水量日益增大，水成为工业发展的瓶颈，人们日益意识到节水的重要性，因此提高水的利用率已经成为现实需要。

为了节约利用水资源，很多行业注重污水回用。对于含盐废水多采用反渗透技术，但由此产生30%左右的浓盐水，另外还有工厂直接产生的浓盐水，例如工业循环水系统排水等。目前处理浓盐水，主要采用强制蒸发结晶和自然蒸发塘。强制蒸发结晶主要为多效蒸发和机械蒸汽再压缩循环蒸发，但强制蒸发结晶具有投资高、能耗高、防腐要求高及运行成本高等缺点。自然蒸发塘是指自然形成或人工或机械挖掘而成的所有可容纳液体的规则、不规则形状的构筑物，主要应用在干旱少雨地区，运行成本低，但蒸发效率相对于强制蒸发结晶还存在很大的差距，因此如何提高自然蒸发塘蒸发效率是值得研究的方向之一。

很多行业需要用到循环冷却水，其占工业用水总量的比重很大。采用开放式冷却塔对循环冷却水进行冷却，使得大量的水蒸气被带走，会造成大量循环水的损耗。

CN202592628U公开了一种闭路三循环冷却节水装置，包括水槽，与水槽相连的冷却系统和污水处理系统。该实用新型可以起到冷却水的作用，但不能解决由于冷却塔和水池的水蒸发导致水量减少的问题。在该实用新型中，为解决冷却水直接排入水池带来的污染问题，还增加了污水处理装置，但由此增加了投资和运行成本。

CN201465580U公开了一种水冷却系统，包括冷却水池、冷却水泵、冷却水回流管、冷却水输送管、冷水机组、冷水加入管和水池供水管；所述冷却水回流管的一端与冷水机组相连接，冷却水回流管的另一端与冷却水泵相连接，另一端与冷水机组相连接；所述冷水加入管的一端外接冷水水源，另一端与冷却水泵相连接；所述水池供水管的一端与冷却水池相连接，另一端与冷却水泵相连接。该实用新型可以起到冷却水的作用，但需要向冷却水不断补充冷水，造成了水资源的浪费。

工业循环冷却水利用冷却塔进行冷却降温过程中，空气从塔顶溢出会带走大量水蒸气，使循环冷却水量减少，各种无机离子和有机物质含量增加，从而带来一系列问题，如结垢，使换热器传热效率降低，严重堵塞换热器，系统阻力增大，水泵和冷却塔效率降低，能耗增加，局部腐蚀加快等。为解决结垢问题需向循环冷却水中加入大量阻垢剂，又会增加投资和运行成本。

为保证循环水一定的浓缩倍数，在不断补充新鲜水的时候，还要排出一部分浓水。浓水会带来进一步的处理问题。

另外，冷却塔和冷却水池在室外设置，容易造成风吹雨淋、阳光照射及灰尘杂物进入等问题。阳光照射极易带来微生物滋生问题，微生物会造成生物粘泥或软垢，粘泥附着会带来冷却水量减少，管道腐蚀和堵塞等问题。通常冷却塔放置在建筑物顶层，水泵需要较高扬程和功率，运行中又会产生大量能耗。

通常蒸发塘用水的体积很大，为几十万立方米以上。如果考虑使用蒸发塘水体对循环冷却水进行冷却，既会提高蒸发塘的蒸发效率，也会实现循环冷却水的闭路循环冷却的目的，起到节水的作用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术存在的一系列问题，提供一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统。所述系统既能够实现对循环水的冷却，同时又可以利用循环水的余热，而且提高了蒸发塘的蒸发效率，增加了处理量，减少了两个系统的投资和运行成本。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统，所述系统将待冷却生产系统的冷却水出口与设置于蒸发塘中的换热装置的入口连通，将所述换热装置的出口与待冷却生产系统的冷却水入口连通。

蒸发塘的水温通常比循环水低，而且体积较大。本实用新型蒸发塘中设置换热装置，利用蒸发塘水体对循环水进行冷却。循环水从换热装置一端进入，从另一端流出，在换热装置中与蒸发塘水体进行换热。蒸发塘水体对循环水进行冷却，同时，蒸发塘水体温度升高，利于水分蒸发，增加了蒸发塘的废水处理量。尤其在冬天，冷却和蒸发效果更显著。

本实用新型所述换热装置的作用在于使经待冷却生产系统后温度升高的冷却水与蒸发塘水体进行换热，能够实现该功能的装置均可实现本实用新型，本领域技术人员可从现有技术中获得。本实用新型所述换热装置选自管、换热器或散热器中的一种。本发明所述换热装置位于蒸发塘水体内部、周围池壁或埋设于蒸发塘池底；所述蒸发塘水体内部包括上部、中部或底部。

本实用新型所述待冷却生产系统的冷却水出口与换热装置入口的连通管道上设有抽吸装置。抽吸装置的作用在于为冷却水进入蒸发塘提供动力，其以一定频率工作。

换热装置出口与冷却水进口的连通管路上设有温度测量装置。在实际工作中，通过远程控制，温度测量装置把水温实时传给控制室，控制室变频器根据反馈温度信号自动调整抽吸装置的频率，即调整抽吸装置的流量，保证出口的水温符合要求。温度测量装置可以是温度计、温度传感器或温度变送器中的任何一种。

所述待冷却生产系统的冷却水出口与换热装置入口的连通管道上设有流量计。所述流量计还可以设于所述换热装置出口与待冷却生产系统的冷却水进口的连通管路上。本实用新型中流量计的作用在于对进入蒸发塘的冷却水量进行统计。

本实用新型所述待冷却生产系统的冷却水出口还同时与冷却塔的入口连通，所述冷却塔的出口与待冷却生产系统的冷却水入口连通。本实用新型的这种设计能够在蒸发塘的冷却处理量不足的情况下，通过冷却塔补充提供冷却处理量，为实现本实用新型目的提供了一种更为优选、全面的方案。

所述待冷却生产系统的冷却水出口分别与冷却塔的入口和设置于蒸发塘中的换热装置的入口连通；所述冷却塔的出口与换热装置的出口汇合后再与待冷却生产系统的冷却水入口连通。

所述待冷却生产系统的冷却水出口经并联的阀门A和阀门B或三通调节阀分别与冷却塔的入口和设置于蒸发塘中的换热装置的入口连通。所述三通调节阀可以通过自动化控制实现支路开闭，从而实现冷却塔和蒸发塘的选择性运行。

与已有技术方案相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供了一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统，既能够实现循环水的冷却，同时又可以利用循环水的余热，而且提高了蒸发塘的蒸发效率，增加了处理量，减少了两个系统的投资和运行成本。

本实用新型更优选将蒸发塘与冷却塔并联设计，根据蒸发塘水体冷却处理量调整进冷却塔的循环水量。当蒸发塘水体冷却处理量满足要求时，则可停止使用冷却塔。减少和停止使用冷却塔可以达到节水、节能的目的。

附图说明

图1是本实用新型实施例1所述耦合系统的结构示意图；

图2是本实用新型实施例2所述耦合系统的结构示意图。

图中：1-循环主管路A；2-管路分支A；3-阀门A；4-管路分支B；5-阀门B；6-冷却塔；7-生产系统；8-循环主管路B；9-蒸发塘；10-换热装置；11-管路分支C；12-管路分支D；13-抽吸装置；14-流量计；15-温度测量装置。

下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，本实用新型的典型但非限制性的实施例如下：

实施例1

如图1所示，一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统，所述系统将待冷却生产系统7的冷却水出口与设置于蒸发塘9中的换热装置10的入口连通，将所述换热装置10的出口与待冷却生产系统7的冷却水入口连通。

所述换热装置10位于蒸发塘9水体内部、周围池壁或埋设于蒸发塘9池底；所述蒸发塘9水体内部包括上部、中部或底部。所述换热装置10选自管、换热器或散热器中的一种。

所述待冷却生产系统7的冷却水出口与换热装置10入口的连通管道上设有抽吸装置13。所述换热装置10出口与待冷却生产系统7的冷却水进口的连通管路上设有温度测量装置15。

所述待冷却生产系统7的冷却水出口与换热装置10入口的连通管道上还设有流量计14。

其工作过程为：

循环冷却水被输送到待冷却生产系统7，为待冷却生产系统7提供冷却水。升温后的循环冷却水通过管路到蒸发塘9，利用换热装置10与蒸发塘9水体换热，其温度重新被降低，然后进入待冷却生产系统7，继续为待冷却生产系统7提供冷却水，形成循环利用。

实施例2

如图2所示，一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统，所述系统将待冷却生产系统7的冷却水出口与设置于蒸发塘9中的换热装置10的入口连通，将所述换热装置10的出口与待冷却生产系统7的冷却水入口连通。所述待冷却生产系统7的冷却水出口还同时与冷却塔6的入口连通，所述冷却塔6的出口与待冷却生产系统7的冷却水入口连通。

所述待冷却生产系统7的冷却水出口经并联的阀门A3和阀门B5分别与冷却塔6的入口和设置于蒸发塘9中的换热装置10的入口连通；所述冷却塔6的出口与换热装置10的出口汇合后再与待冷却生产系统7的冷却水入口连通。

所述待冷却生产系统7的冷却水出口与换热装置10入口的连通管道上设有抽吸装置13。

所述待冷却生产系统7的冷却水出口与换热装置10入口的连通管道上还设有流量计14。

其具体工作过程为：

循环冷却水被输送到待冷却生产系统7，为待冷却生产系统7提供冷却水。升温后的循环冷却水通过循环主管路A1，经阀门B5和阀门A3的流量调节，一部分经管路分支B4到蒸发塘9，利用换热装置10与蒸发塘9水体换热，温度重新被降低；另一部分经过管路分支A2到冷却塔6，温度也被降低。这两部分循环冷却水在循环主管路B8汇合，然后进入待冷却生产系统7，继续为待冷却生产系统7提供冷却水，形成循环利用。

当蒸发塘9的冷却处理量完全满足要求时，则可关闭阀门A3，停止使用冷却塔6。实际运行中，根据现场情况，通过调整阀门A3和阀门B5的开度大小，实时调整两部分循环冷却水的流量。

某内蒙古煤化工企业循环冷却水量为4×10⁴m³/h，循环冷却水经过生产系统后温度升到40℃，工艺要求循环冷却水水温为32℃。由于水分蒸发和其他损失，需要补充新鲜水量800m³/h，蒸发塘与冷却塔并联设计，蒸发塘的浓盐水体积为4×10⁵m³。在蒸发塘下部铺设塑料盘管，在管路分支上装有测量水温的温度测量装置，通过远程控制，温度测量装置把水温实时传给控制室，控制室变频器根据反馈温度信号自动调整抽吸装置的频率，即调整抽吸装置的流量。抽吸装置正常流量为4×10⁴m³/h，即频率为50Hz。

具体实施例1

所在地区冬季达半年之久，平均气温为摄氏零下7℃左右。蒸发塘没有铺设塑料盘管前，一直处于结冰状态，浓盐水蒸发停滞，液面高度没有变化。由于蒸发塘水体温度长期处于零下，冷却处理能力强。铺设后，抽吸装置以频率50Hz工作，温度计显示一直在32℃及以下。全部循环水经管路分支B，从塑料盘管进水总管进入，经过塑料盘管，由塑料盘管出水总管出水，流到集水池，由提升装置（如泵），提升到生产系统进行循环利用。

由于停止使用冷却塔，每小时可以节约800m³新鲜水。另外蒸发塘浓盐水一直处于不结冰状态，利于水分蒸发，液面明显下降。

具体实施例2

所在地区夏季平均气温为20℃左右。蒸发塘水体冷却处理量变小，白天和夜间气温相差较大，蒸发塘水体冷却处理量也随之变化，为保证工艺要求，管路分支C中的水温要确保在32℃。控制室变频器根据反馈温度信号调整抽吸装置频率，确保通过塑料盘管的水能被冷却到32℃。其余部分循环水由冷却塔冷却。运行一个夏季后经过流量计统计计算，蒸发塘水体平均冷却处理为4000m³/h，占总循环量的1/10，即每小时节约80m³新鲜水。另外蒸发塘浓盐水液面下降速度加快。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细结构特征以及工作方法，但本实用新型并不局限于上述详细结构特征以及工作方法，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细结构特征以及工作方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型所选用部件的等效替换以及辅助部件的增加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种循环水冷却与浓盐废水蒸发处理耦合系统，其特征在于，所述系统将待冷却生产系统（7）的冷却水出口与设置于蒸发塘（9）中的换热装置（10）的入口连通，将所述换热装置（10）的出口与待冷却生产系统（7）的冷却水入口连通。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热装置（10）位于蒸发塘（9）水体内部、周围池壁或埋设于蒸发塘（9）池底；所述蒸发塘（9）水体内部包括上部、中部或底部。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热装置（10）选自管、换热器或散热器中的一种。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待冷却生产系统（7）的冷却水出口与换热装置（10）入口的连通管道上设有抽吸装置（13）。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述换热装置（10）出口与待冷却生产系统（7）的冷却水进口的连通管路上设有温度测量装置（15）。

6.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述待冷却生产系统（7）的冷却水出口与换热装置（10）入口的连通管道上设有流量计（14）。

7.如权利要求5所述的系统，其特征在于，所述换热装置（10）出口与待冷却生产系统（7）的冷却水进口的连通管路上设有流量计（14）。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述待冷却生产系统（7）的冷却水出口还同时与冷却塔（6）的入口连通，所述冷却塔（6）的出口与待冷却生产系统（7）的冷却水入口连通。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述待冷却生产系统（7）的冷却水出口经并联的阀门A（3）和阀门B（5）或三通调节阀分别与冷却塔（6）的入口和设置于蒸发塘（9）中的换热装置（10）的入口连通。

10.如权利要求1-9之一所述的系统，其特征在于，所述待冷却生产系统（7）的冷却水出口分别与冷却塔（6）的入口和设置于蒸发塘（9）中的换热装置（10）的入口连通；所述冷却塔（6）的出口与换热装置（10）的出口汇合后再与待冷却生产系统（7）的冷却水入口连通。

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