CN206944759U - 一种冷却水综合处理系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种冷却水综合处理系统，包括换热部、电解部和热回收部。换热部包括换热塔、切换阀、换热管道部和喷淋降温部等；电解部包括电解池、阴极板和阳极板等；热回收部包括热回收塔、回收环、下隔断、上隔断和热管等；还包括各部分之间的连接管道和配套的水箱和增压泵等部件。本实用新型通过雾化喷淋的方法对冷却水进行降温，能够迅速降低冷却水的温度，并且通过多组换热管道的交替使用来延长冷却水的降温时间，实现最佳的降温效果。同时能够去除冷却水中的钙离子、镁离子以及菌藻类，达到净化水质的目的。最后，本实用新型能对冷却水释放的热量回收利用，能够提高能量的利用率。

Description

一种冷却水综合处理系统

技术领域

本实用新型涉及化工设备领域，具体涉及一种冷却水综合处理系统。

背景技术

工业冷却塔是利用水和空气的接触，通过蒸发作用来散去工业上或制冷空调中产生的废热的一种设备。其工作原理是将干燥(低焓值)的空气经过风机的抽动后，自进风网处进入冷却塔内；饱和蒸汽分压力大的冷却水分子向压力低的空气流动，湿热(高焓值)的水自播水系统洒入塔内。当水滴和空气接触时，一方面由于空气与水的直接传热，另一方面由于水蒸汽表面和空气之间存在压力差，在压力的作用下产生蒸发现象，带到目前为走蒸发潜热，将水中的热量带走即蒸发传热，从而达到降温之目的。

冷却塔的换热型式按空气进入塔内的情况分为自然通风和机械通风两大类。自然通风塔维护方便，节省动力，但基建投资较大。机械通风塔风量和风速受机械控制和调节，效果稳定，气、水分布均匀，冷却效率高，但能耗较大。

上述两种类型的冷却塔在实际生产中均有这大规模的应用，但也有着各自的缺点。冷却水在循环过程中钙离子、镁离子等的浓度逐渐上升、杂质和菌藻类植物的浓度也开始上升，整个冷却系统中的管道、阀门等附属配套设施的堵塞、腐蚀问题也会加剧。尤其是冷却塔工作过程中将巨大的热量和水散发到大气中，造成巨大的浪费。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种能够进行换热、改善水质并对热量进行回收的冷却水综合处理系统。

本实用新型采用如下技术方案：一种冷却水综合处理系统，包括换热部、电解部和热回收部；所述换热部包括换热塔、对称固定安装在换热塔两端的切换阀、设在换热塔体内的换热管道部和喷淋降温部。

所述切换阀包括阀体、四个固定安装在阀体上的机械密封、设在机械密封上的导杆、固定安装在导杆一端的阀板和固定安装在阀体上的往复运动装置；所述往复运动装置的输出端与导杆的另一端固定连接。

所述换热管道部包括固定安装在换热塔内的左固定板、固定安装在换热塔内的右固定板和四组换热管道；所述换热管道依次穿过左固定板和右固定板；所述喷淋降温部包括主喷淋管、固定安装在换热塔内壁上的喷淋管和均布在喷淋管上的雾化喷头；所述喷淋管与主喷淋管贯通连接；所述主喷淋管的一端位于换热塔外。

所述电解部包括电解池、均布在电解池内的下支撑板、对称固定在下支撑板两个侧面上的阴极板、与电解池铰接的盖板、均布在盖板上的上支撑板和对称固定在上支撑板两个侧面上的阳极板。

作为进一步的解决方案：所述热回收部包括热回收塔、由下到上依次设在热回收塔内壁上的回收环、下隔断和上隔断、和密布在下隔断上的热管；所述热管穿过上隔断。

作为进一步的解决方案：还包括连接管道A、连接管道B、连接管道B、水箱和增压泵；所述连接管道A的一端与换热塔的顶端贯通连接，另一端与热回收塔的底部贯通连接；所述连接管道B的一端与切换阀连接，另一端与电解池的侧壁贯通连接；所述连接管道C的一端与热回收塔的侧壁贯通连接，另一端与水箱贯通连接；所述增压泵的输入端通过管道与水箱连接，输出端通过管道与主喷淋管连接。

作为进一步的解决方案：所述换热管道倾斜设置。

作为进一步的解决方案：所述电解池内设有隔板，所述隔板的中间部分开有孔。

作为进一步的解决方案：所述回收环向上倾斜设置；所述回收环靠近热回收塔内壁的部分上开有孔。

作为进一步的解决方案：所述热回收塔的塔底为曲面。

作为进一步的解决方案：所述下隔断的底面为曲面。

本实用新型产生的积极效果如下：

本实用新型的体积小，换热效率高。冷却水首先通过切换阀进入换热塔，然后再进入换热管道。换热管道共四组，冷却水进入其中的一组。换热管道在换热塔中是倾斜设置的，较高的一端阀板打开，较低的一端阀板封闭。冷却水进入倾斜的换热管道并将其灌满，然后换热管道较高一端的阀板封闭。同时工作的还有喷淋降温部，雾化喷头将低温水雾化后喷到换热管的外表面上，换热管表面温度非常高，喷到其上的水迅速蒸发带走大量的热量。四组换热管道依次被灌满，冷却水在进入第四组换热管道时，第一组换热管道较低一端的阀板打开，其中的水被放出，第一组换热管道中的水被放完后，其较低一端的阀板关闭，随后较高一端的阀板打开，向其中注入新的冷却水。与常规的降温手段相比，本实用新型中冷却水在换热管道中会停留的时间更长，降温效果更好。并且四组换热管道中总有一组处于放水状态，冷却水不会中断。

本实用新型用水量少，能够有效的降低企业在降温部分的运行成本。在降温过程中冷却水位于换热管道内，通过换热管道外水的蒸发将热量带走，冷却水不与外界接触，能够实现完全的内循环。和常规的开放式冷却塔相比，能够节约大量的水资源，更加环保，并且能够有效的降低降温过程的运行成本。

本实用新型还能够改善冷却水的水质。冷却水在经过换热部后进入电解部。电解池中的阴极板和盖板上的阳极板能够在电解池中形成一个一个的小电解池。电解后生成氢离子、氢氧根离子和过氧化氢等物质。其中氢离子、过氧化氢等随着冷却水进入循环系统，能够溶解管道内壁上的附着物，使其溶解到冷却水中，达到溶解附着物，疏通循环降温系统的目的,并且氢离子、过氧化氢等物质具有氧化性,能够杀死冷却水中的菌藻。氢氧根离子能够与钙离子、镁离子等碱性离子生成氢氧化钙、氢氧化镁等，这些物质并不稳定，会生成碳酸盐，碳酸盐在水中的溶解度很低，达到一定的浓度后会从冷却水中析出。析出后的固态物质会落到隔板的下方，隔板中心的部分向下倾斜，当有水流冲击时，水流会顺着隔板中间的孔向下形成冲击。底部的沉淀物受到冲击后会向隔板的四周运动，但由于隔板与电解池的内壁接触的部分封闭，沉淀物会在隔板与电解池内壁形成的这个半密闭空间内做布朗运动，不会返回到冷却水中。这样能够源源不断的去除冷却水的钙离子、镁离子等，达到改善水质、提高设备使用寿命的目的。

本实用新型还能够将冷却水换出的热量进行回收，进一步提高能量的利用率，更加环保。换热塔中生成的水蒸气会顺着连接管道A进入热回收塔。水蒸气从热回收塔的底部进入，进入后水蒸气与下隔断接触。下隔断上均布有热管，热管的底部与下隔断接触，顶部穿过上隔断。水蒸气在下隔断的底面冷凝，由气态变为液态并释放热量。下隔断将热量传递给热管。热管的底部吸收热量并将热量传递到顶部

上隔断与热回收塔形成一个封闭的空间，该空间内充满水。热管的顶部穿过上隔断，泡在水中。热管将水蒸气在下隔断底面冷凝后释放出的热量传递给水，并且重复这个过程。当水的温度上升到一定的温度后，将其更换，换出的热水可以给企业其他需要热量的部门使用。可以作为车间生产用水、设备保温用水和车间供暖用水等，在冬天也可以作为办公区的供暖水使用。这样能够将本来排放到大气中的无用能量回收作为他用。回收的热量投入生产能够减少供热锅炉的工作量，减少煤的使用量和二氧化碳的排放；冬天可以作为办公区的供暖用水使用，节约大笔的电费和设备使用费用。

本实用新型的换热效率高。换热塔的底部为曲面，中间高，四周低，下隔板与换热塔底部的形状相同。水蒸气从换热塔的底部进入换热塔后上升，在接触到下隔板后在其底面上冷凝，由气态变为液态。液态水沿着下隔板向四周运动，在流到换热塔的塔壁后沿着塔壁向下运动。液态水在向四周运动的过程中不可避免的会掉落，掉落后有一部分会掉落到回收环上，有一部分会掉落到热回收塔塔底。掉落到回收环上的部分会沿着倾斜的回收环运动到塔壁处并从回收环上的孔掉落到塔底；从下隔板上直接掉落到塔底的部分会沿着塔底流到塔壁与塔底交界的部分。最终基本上全部的冷凝水会聚集到塔壁与塔底交界的部分并顺着连接管道B进入水箱。冷凝水不会返回换热塔，不会对水蒸气进入换热塔造成阻碍。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的喷淋降温部的结构示意图；

其中：1连接管道A、2连接管道B、3连接管道C、4水箱、5增压泵、11换热塔、21阀体、22机械密封、23导杆、24阀板、25往复运动装置、31左固定板、32右固定板、33换热管道、41主喷淋管、42喷淋管、43雾化喷头、51电解池、52下支撑板、53阴极板、54盖板、55上支撑板、56阳极板、57隔板、61热回收塔、62回收环、63下隔断、64上隔断、65热管。

具体实施方式

下面结合图1-2来对本实用新型进行进一步说明。

本实用新型采用如下技术方案：一种冷却水综合处理系统，包括换热部、电解部和热回收部；所述换热部包括换热塔11、对称固定安装在换热塔11两端的切换阀、设在热塔体11内的换热管道部和喷淋降温部。

所述切换阀包括阀体21、四个固定安装在阀体21上的机械密封22、设在机械密封22上的导杆23、固定安装在导杆23一端的阀板24和固定安装在阀体21上的往复运动装置25；所述往复运动装置25的输出端与导杆23的另一端固定连接。

所述换热管道部包括固定安装在换热塔11内的左固定板31、固定安装在换热塔11内的右固定板32和四组换热管道33；所述换热管道33依次穿过左固定板31和右固定板32；所述喷淋降温部包括主喷淋管41、固定安装在换热塔11内壁上的喷淋管42和均布在喷淋管42上的雾化喷头43；所述喷淋管42与主喷淋管41贯通连接；所述主喷淋管41的一端位于换热塔11外。

所述电解部包括电解池51、均布在电解池51内的下支撑板52、对称固定在下支撑板52两个侧面上的阴极板53、与电解池51铰接的盖板54、均布在盖板54上的上支撑板55和对称固定在上支撑板55两个侧面上的阳极板56。

作为进一步的解决方案：所述热回收部包括热回收塔61、由下到上依次设在热回收塔61内壁上的回收环62、下隔断63和上隔断64、和密布在下隔断63上的热管65；所述热管65穿过上隔断64。

作为进一步的解决方案：还包括连接管道A1、连接管道B2、连接管道B3、水箱4和增压泵5；

所述连接管道A1的一端与换热塔11的顶端贯通连接，另一端与热回收塔61的底部贯通连接；所述连接管道B2的一端与切换阀连接，另一端与电解池51的侧壁贯通连接；所述连接管道C3的一端与热回收塔61的侧壁贯通连接，另一端与水箱4贯通连接；所述增压泵5的输入端通过管道与水箱4连接，输出端通过管道与主喷淋管41连接。

作为进一步的解决方案：所述换热管道33倾斜设置。

作为进一步的解决方案：所述电解池51内设有隔板57，所述隔板57的中间部分开有孔。

作为进一步的解决方案：所述回收环62向上倾斜设置；所述回收环62靠近热回收塔61内壁的部分上开有孔。

作为进一步的解决方案：所述热回收塔61的塔底为曲面。

作为进一步的解决方案：所述下隔断63的底面为曲面。

在换热塔11的内壁上固定安装有左固定板31和右固定板32，其中左固定板31和换热塔11左端的的切换阀能够形成一个密闭空间，右固定板32和换热塔11右端的的切换阀形成一个密闭的空间。冷却水进入换热塔11左端的的密闭空间内，此时4个阀板24均与其对应的换热管道33（共四组）接触，冷却水无法进入换热管道。当这个密闭空间内充满冷却水时，与第一组换热管道33向对应的阀板24向后运动，使换热管道33的左端变为开放端，冷却水进入第一组换热管道33并将其灌满，随后阀板24向前运动，将第一组换热管道33的开放端封闭。随后第二组、第三组和第四组换热管道33一次被灌满，灌满过程相同，此处不再赘述。

阀板24的前后运动是由往复运动装置25通过导杆23实现的。往复运动装置25可以是液压站与液压杆，也可是电机与螺杆的组合。液压站将液压油压入液压杆，液压杆伸长，推动导杆23向前运动，进而带动阀板24向靠近换热管道33的方向运动；液压站将液压油抽出液压杆，液压杆缩短，推动导杆23向后运动，进而带动阀板24向远离换热管道33的方向运动。电机与螺杆的工作方式和液压站与液压杆的工作方式相同。

当第四组换热管道33被灌入冷却水的同时，第一组换热管道33右边的阀板24打开，第一组换热管道33中的冷却水从换热管道33流出。当冷却水流净后第一组换热管道33的阀板24关闭，关闭后左端的阀板24打开，冷却水随即继续流入。第一组换热管道33在冷却水流入的过程中，第二组换热管道33右端的阀板24打开，第二组换热管道33中的冷却水流出，流出完成后，第二组换热管道33右端的阀板24关闭，左端的阀板24打开。第三组和第四组换热管道33两端的阀板24重复此过程并形成一个循环。也就是四组换热管道33中总有一组在排水，一组在充水。

每一组换热管道33的流量与冷却水的流量相同。这样就能够保证冷却水在降温过程中不会中断。

对于冷却水的降温与上述描述的工作过程是同时开始的，不存在先后的区别。首先增压泵5从水箱4中抽取低温水并通过主喷淋管41将其送入喷淋管42。喷淋管42密布在换热塔11的两个侧面和顶面上，这样设计的目的在于尽可能的将换热管道33纳入雾化喷头43的覆盖范围之内。喷淋管42内的低温水通过均布在其上的雾化喷头43喷出，低温水经过雾化喷头43的雾化后变成微小的水滴悬浮在空气中。当水滴与换热管道33的高温外壁接触后，迅速气化并带走大量热量，换热管道33内的冷却水温度下降。生成的水蒸气通过连接管道A1进入热回收塔61，温度降低的冷却水通过连接管道B2进入电解池51。

进入电解池51的冷却水将电解池51充满。此时电解池51内的阳极板56和阴极板53形成一个一个的电解池。水经过电解后能够生成氢离子、氢氧根离子和过氧化氢等。

其中氢离子、过氧化氢等物质能够随着冷却水进入循环系统，溶解管道内壁上的附着物，使其溶解到冷却水中，达到溶解附着物，疏通循环降温系统的目的,并且氢离子、过氧化氢等物质具有氧化性,能够杀死冷却水中的菌藻。

氢氧根离子能够与钙离子、镁离子等碱性离子生成氢氧化钙、氢氧化镁等，这些物质并不稳定，会生成碳酸盐，碳酸盐在水中的溶解度很低，达到一定的浓度后会从冷却水中析出。析出后的固态物质会落到隔板的下方，隔板中心的部分向下倾斜，当有水流冲击时，水流会顺着隔板中间的孔向下形成冲击。底部的沉淀物受到冲击后会向隔板的四周运动，但由于隔板与电解池的内壁接触的部分封闭，沉淀物会在隔板与电解池内壁形成的这个半密闭空间内做布朗运动，不会返回到冷却水中。

循环系统中管道、阀门内壁上的附着物被溶解后进入冷却水中，当冷却水再次进入电解池51后，其中的钙、镁等离子有一部分形成沉淀物，这样不断的循环，能够使循环系统中的钙、镁等无用离子的浓度维持在一个相对稳定的范围内。

进入热回收塔61内的水蒸气顺着热回收塔61上升，在接触到下隔断63后在下隔断63的底面上冷凝，重新变为液态。水蒸气冷凝放热，下隔断63的温度上升。热管65在下隔断63上密布，热管65底部与下隔断63接触，其内的导热介质吸热气化并沿着热管65上升，当气态的导热介质与浸泡在上隔断64上方水中的热管65顶部接触后，放热重新变为也液态并顺着热管65的内壁重新返回底部。上隔断64上方的水吸收热管65传递的热量后温度上升，达到一定的温度后更换。

水蒸气在下隔断63的底面上冷凝变为液态水后顺着下隔断63向热回收塔61的内壁流动。下隔断63的底面为曲面，中间高，四周低，能够最大限度的保证冷凝水流到热回收塔61的内壁上而不是掉落到热回收塔61的底面上。冷凝水流到热回收塔61的内壁上会顺着内壁向下流动，并最终流到热回收塔61的底面上。下隔断63上的冷凝水有一部分会直接掉落到热回收塔61的底面上，但是热回收塔61的底面也是曲面，中间高，四周低，底面上的冷凝水会向底面的四周流动。掉落到回收环62的冷凝水会沿着倾斜的回收环62流到到热回收塔61与回收环62的结合处并顺着均布在结合处的孔向下流动。

冷凝水在热回收塔61底面的四周聚集成一个水池，水池上方有回收环62的阻挡，冷凝水不会直接掉落到水池中。这样能够杜绝大量水滴掉落后溅起导致冷凝水返回到连接管道A1的情况出现。

热回收塔61底部的冷凝水经过连接管道C3进入水箱4。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种冷却水综合处理系统，其特征在于：包括换热部、电解部和热回收部；所述换热部包括换热塔（11）、对称固定安装在换热塔（11）两端的切换阀、设在换热塔（11）内的换热管道部和喷淋降温部；

所述切换阀包括阀体（21）、固定安装在阀体（21）上的四个机械密封（22）、设在机械密封（22）上的导杆（23）、固定安装在导杆（23）一端的阀板（24）和固定安装在阀体（21）上的往复运动装置（25）；所述往复运动装置（25）的输出端与导杆（23）的另一端固定连接；

所述换热管道部包括固定安装在换热塔（11）内的左固定板（31）、固定安装在换热塔（11）内的右固定板（32）和四组换热管道（33）；所述换热管道（33）依次穿过左固定板（31）和右固定板（32）；所述喷淋降温部包括主喷淋管（41）、固定安装在换热塔（11）内壁上的喷淋管（42）和均布在喷淋管（42）上的雾化喷头（43）；所述喷淋管（42）与主喷淋管（41）贯通连接；所述主喷淋管（41）由内向外穿过换热塔（11）的塔壁；

所述电解部包括电解池（51）、均布在电解池（51）内的下支撑板（52）、对称固定在下支撑板（52）两个侧面上的阴极板（53）、与电解池（51）铰接的盖板（54）、均布在盖板（54）上的上支撑板（55）和对称固定在上支撑板（55）两个侧面上的阳极板（56）。

2.根据权利要求1所述的一种冷却水综合处理系统，其特征在于：所述热回收部包括热回收塔（61）、由下到上依次设在热回收塔（61）内壁上的回收环（62）、下隔断（63）与上隔断（64）、和密布在下隔断（63）上的热管（65）；所述热管（65）穿过上隔断（64）。

3.根据权利要求2所述的一种冷却水综合处理系统，其特征在于：还包括连接管道A（1）、连接管道B（2）、连接管道C（3）、水箱（4）和增压泵（5）；

所述连接管道A（1）的一端与换热塔（11）的顶端贯通连接，另一端与热回收塔（61）的底部贯通连接；所述连接管道B（2）的一端与切换阀连接，另一端与电解池（51）的侧壁贯通连接；所述连接管道C（3）的一端与热回收塔（61）的侧壁贯通连接，另一端与水箱（4）贯通连接；所述增压泵（5）的输入端通过管道与水箱（4）连接，输出端通过管道与主喷淋管（41）连接。

4.根据权利要求1所述的一种冷却水综合处理系统，其特征在于：所述换热管道（33）倾斜设置。

5.根据权利要求1所述的一种冷却水综合处理系统，其特征在于：所述电解池（51）内设有隔板（57），所述隔板（57）的中间部分开有孔。

6.根据权利要求2所述的一种冷却水综合处理系统，其特征在于：所述回收环（62）向上倾斜设置；所述回收环（62）靠近热回收塔（61）内壁的部分上开有孔。

7.根据权利要求6所述的一种冷却水综合处理系统，其特征在于：所述热回收塔（61）的塔底为曲面。

8.根据权利要求7所述的一种冷却水综合处理系统，其特征在于：所述下隔断（63）的底面为曲面。