RU2808062C1 - Система оборотного водоснабжения - Google Patents
Система оборотного водоснабжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2808062C1 RU2808062C1 RU2022120546A RU2022120546A RU2808062C1 RU 2808062 C1 RU2808062 C1 RU 2808062C1 RU 2022120546 A RU2022120546 A RU 2022120546A RU 2022120546 A RU2022120546 A RU 2022120546A RU 2808062 C1 RU2808062 C1 RU 2808062C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- water
- heat
- circulating
- compressor
- cooling
- Prior art date
Links
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 90
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title claims abstract description 13
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 18
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims abstract description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000008236 heating water Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 claims abstract description 4
- 238000009833 condensation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000005494 condensation Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 4
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 abstract description 2
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000011707 mineral Substances 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013505 freshwater Substances 0.000 description 2
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 102220474974 POTE ankyrin domain family member C_F28C_mutation Human genes 0.000 description 1
- JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N h2o hydrate Chemical compound O.O JEGUKCSWCFPDGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к системам оборотного водоснабжения, включая водопотребления и водоотведения, предназначенных для обеспечения охлаждающей водой производственных потребностей в ряде отраслей промышленности, включая нефтеперерабатывающую, нефтехимическую, газоперерабатывающую, химическую, производства минеральных удобрений, чёрной и цветной металлургии, энергетику. По настоящему изобретению система оборотного водоснабжения включает систему трубопроводов циркулирующей охлаждающей воды и нагретой от съёма тепла воды, компрессор, устройство передачи тепла и установку охлаждения циркулирующей нагретой воды, представляющую герметичный аппарат, в который поступает циркулирующая нагретая вода, и работающий под вакуумом, создаваемым компрессором, отсасывающим пары воды и компримирующим пары воды до давления выше атмосферного, с последующей передачей части тепла и в первую очередь теплоты конденсации водяных паров в устройстве передачи тепла, а в качестве устройства передачи тепла используется теплообменный аппарат с получением теплофикационной воды или абсорбционно-холодильная машина с получением холода, при этом сконденсированный водяной пар смешивается с жидкостью, выходящей из вакуумного аппарата, в виде охлаждённой циркулирующей воды. Система оборотного водоснабжения по настоящему изобретению позволяет достичь глубокого охлаждения воды за счёт углубления вакуума, создаваемого компрессором, и использовать всё тепло в теплофикации или в производстве электроэнергии. Настоящее изобретение обеспечивает повышение эффективности систем оборотного водоснабжения и позволяет прекратить потери воды на открытых градирнях, а также эффективно использовать тепло низкопотенциальных потоков. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.
Description
Изобретение относится к системам оборотного водоснабжения, используемых в ряде отраслей промышленности, включая нефтеперерабатывающую, нефтехимическую, газоперерабатывающую, химическую, производства минеральных удобрений, черной и цветной металлургии, энергетики и предназначено для повышения эффективности систем оборотного водоснабжения, водопотребления и водоотведения, обеспечивающих охлаждающей водой производства, прекращения потери воды на открытых градирнях и эффективного использования тепла низкопотенциальных потоков.
Известна система оборотного водоснабжения [1], представленная на фиг. 1, включающая систему трубопроводов 1 циркулирующей воды (нагретая и охлажденная вода) и аппараты охлаждения 2 нагретой воды. Охлажденная вода перекачивается насосами 3, снимает тепло в теплообменных аппаратах 4 с технологических потоков производств и нагретая вода подается на аппараты охлаждения 2, как правило, градирни открытого типа, в которые подается воздух, который принимает тепло и передает его в атмосферу - сверху градирни уходит увлажненный воздух. Известная система оборотного водоснабжения обладает следующими недостатками. С увлажненным воздухом уносится значительное количество воды, которое необходимо постоянно восполнять. Эти недостатки снижают энергоэффективность производств и вносят весомый вклад в снижение показателей углеродного следа промышленных производств. Также в атмосферу передается тепло нагретой воды, которое не рекуперируется, так как является низкопотенциальным.
Например, на нефтеперерабатывающих заводах потребление свежей воды составляет 1 м3 на 1 тонну нефти, а оборотной воды - 10 м3 на 1 тонну нефти. При мощности нефтеперерабатывающего завода по нефти 8 млн. тонн в год потребление свежей воды составляет 8 млн. м3 в год (или 1000 м3 в час), а оборотной воды - 80 млн. м3 в год (или 10000 м3 в час). При указанном количестве оборотной воды 10000 м3 в час потери от испарения составляют 1,5%, то есть 150 м3 в час, а потери от каплеуноса составляют 1,0%, то есть 100 м3 в час. Таким образом, в системах с открытой градирней суммарные потери воды от испарения и каплеуноса составляют 250 м3 в час или 2 млн. м3 в год.
Приведенные цифры демонстрируют, что разработка систем оборотного водоснабжения, позволяющих устранить и уменьшить указанные недостатки, является актуальной задачей.
Технической задачей, решаемой изобретением, является снижение потерь воды и эффективное использование тепловой энергии потока нагретой воды в системе оборотного водоснабжения.
Технический результат достигается тем, что в системе оборотного водоснабжения аппараты охлаждения нагретой воды являются герметичными вакуумными аппаратами, в которых вакуум создается компрессором, отсасывающим пары нагретой воды и компримирующим пары до давления выше атмосферного, и имеются устройства передачи тепловой энергии, с получением охлаждающей воды в результате смешения сконденсированного водяного пара и воды, выходящей из герметичного вакуумного аппарата. Герметичный вакуумный аппарат может быть снабжен распылителем нагретой воды и контактными устройствами. В качестве устройства передачи тепловой энергии используются абсорбционно-холодильная машина с получением холода, теплообменный аппарат с получением теплофикационной воды или блок получения электроэнергии, включающий испаритель легкокипящего газа, генератор электроэнергии, емкость сконденсированного газа и насос его подачи в испаритель. Глубокое охлаждение воды обеспечивается углублением вакуума, создаваемого компрессором, а все тепло может использоваться в теплофикации или в производстве электроэнергии.
Ниже изобретение поясняется на фиг. 2-4.
На фиг. 2 представлена система оборотного водоснабжения, включающая систему трубопроводов 1, по которым циркулирует вода, герметичные вакуумные аппараты 5 для охлаждения нагретой воды, компрессор 6 для создания вакуума, абсорбционно-холодильная машина 7 для передачи тепловой энергии, насосы 3 для перекачки воды, теплообменные аппараты 4.
На фиг. 3 представлена система оборотного водоснабжения, включающая систему трубопроводов 1, по которым циркулирует вода, герметичные вакуумные аппараты 5 для охлаждения нагретой воды, компрессор 6 для создания вакуума, теплообменный аппарат 8 для получения теплофикационной воды, насосы 3 для перекачки воды, теплообменные аппараты 4.
На фиг. 4 представлена система оборотного водоснабжения, включающая систему трубопроводов 1, по которым циркулирует вода, насосы 3 для перекачки воды, теплообменные аппараты 4, герметичные вакуумные аппараты 5 для охлаждения нагретой воды, компрессор 6 для создания вакуума, блок получения электроэнергии, состоящий из испарителя легкокипящего газа 9, генератора электроэнергии 10, емкости сконденсированного газа 11 и насоса 12 для подачи сконденсированного газа в испаритель.
Система оборотного водоснабжения работает следующим образом. В системе оборотного водоснабжения вода циркулирует по системе трубопроводов 1 при помощи насосов 3. Охлажденная вода снимает тепло технологических потоков промышленных производств в теплообменных аппаратах 4. Нагретая вода поступает в герметичные вакуумные аппараты 5, в которых происходит охлаждение воды. Компрессор 6 создает вакуум, отсасывает пары воды и компримирует их до давления выше атмосферного с последующей передачей части тепла, и в первую очередь теплоты конденсации водяных паров, в аппаратах охлаждения 7. Сконденсированный водяной пар смешивается с водой, выходящей из герметичных вакуумных аппаратов 5 с получением охлажденной воды. В блоке получения электроэнергии при помощи насоса 12 циркулирует легкокипящий газ, например пропан, который подается в сжиженном виде в испаритель 9, где забирает тепловую энергию от водяного пара и испаряется, а затем передает энергию в генераторе электроэнергии 10 с выработкой электроэнергии, и поступает в емкость сконденсированного газа 11. Герметичный вакуумный аппарат 5 может быть снабжен распылителем воды и контактными устройствами для обеспечения развитой поверхности испарения охлаждаемой воды.
Система оборотного водоснабжения по изобретению позволяет прекратить потери воды на открытых градирнях, эффективно использовать тепло низкопотенциальных потоков, повысить энергоэффективность и снизить углеродный след промышленных производств.
Литература
1. Патент №2236517 С2 (МПК Е03В 7/00, 1/00, F28C 1/00, Оп. 20.09.2004 г.).
Claims (4)
1. Система оборотного водоснабжения, включающая систему трубопроводов циркулирующей охлаждающей воды и нагретой от съёма тепла воды, компрессор, устройство передачи тепла и установку охлаждения циркулирующей нагретой воды, представляющую герметичный аппарат, в который поступает циркулирующая нагретая вода, и работающий под вакуумом, создаваемым компрессором, отсасывающим пары воды и компримирующим пары воды до давления выше атмосферного, с последующей передачей части тепла и в первую очередь теплоты конденсации водяных паров в устройстве передачи тепла, отличающаяся тем, что в качестве устройства передачи тепла используется теплообменный аппарат с получением теплофикационной воды или абсорбционно-холодильная машина с получением холода, а сконденсированный водяной пар смешивается с жидкостью, выходящей из вакуумного аппарата, в виде охлаждённой циркулирующей воды.
2. Система оборотного водоснабжения по п. 1, отличающаяся тем, что герметичный вакуумный аппарат снабжён распылителем нагретой воды в верхней части и контактными устройствами для обеспечения развитой поверхности испарения охлаждаемой воды.
3. Система оборотного водоснабжения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на потоке водяного пара от компрессора расположен блок получения электроэнергии, включающий испаритель легкокипящего газа, по преимуществу пропана, генератор электроэнергии, ёмкость сконденсированного газа и насос его подачи в испаритель.
4. Система оборотного водоснабжения по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что глубокое охлаждение воды обеспечивается углублением вакуума, создаваемого компрессором, а всё тепло используется в теплофикации или производстве электроэнергии.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2808062C1 true RU2808062C1 (ru) | 2023-11-22 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2653040C2 (ru) * | 2015-11-06 | 2018-05-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) | Способ охлаждения воды систем оборотного водоснабжения с помощью кольцевых каверно-артериальных устройств |
| EA030365B1 (ru) * | 2013-07-29 | 2018-07-31 | Индастриал Адвансд Сервисез Фз-Ллк | Установки и способы термического опреснения методом механического сжатия пара |
| RU2729408C1 (ru) * | 2019-12-25 | 2020-08-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Способ получения воды из воздуха |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA030365B1 (ru) * | 2013-07-29 | 2018-07-31 | Индастриал Адвансд Сервисез Фз-Ллк | Установки и способы термического опреснения методом механического сжатия пара |
| RU2653040C2 (ru) * | 2015-11-06 | 2018-05-04 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Институт природно-технических систем" (ИПТС) | Способ охлаждения воды систем оборотного водоснабжения с помощью кольцевых каверно-артериальных устройств |
| RU2729408C1 (ru) * | 2019-12-25 | 2020-08-06 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тюменский индустриальный университет" (ТИУ) | Способ получения воды из воздуха |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103466736B (zh) | 一种高浓度含盐废水的循环处理系统及工艺 | |
| CN100374377C (zh) | 一种海水淡化方法 | |
| CN102616973A (zh) | 高含盐有机废水的处理方法及其处理装置 | |
| US20100270005A1 (en) | Chiller-heat pump | |
| CN114100165A (zh) | 一种可精确控温的多能梯级利用热泵低温蒸发浓缩系统 | |
| CN102080898A (zh) | 一种溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组 | |
| CN210103494U (zh) | 一种脱硫废水低温蒸发系统 | |
| RU2808062C1 (ru) | Система оборотного водоснабжения | |
| CN204891253U (zh) | 一种乳化液的蒸发浓缩系统 | |
| CN210261427U (zh) | 空气接触循环废水的浓缩分离装置 | |
| CN208603748U (zh) | 一种水处理蒸发系统 | |
| CN109824107B (zh) | 一种电厂废水蒸发处理方法及其废水蒸发处理系统 | |
| CN201973952U (zh) | 一种溴化锂吸收式蒸发冷凝冷水机组 | |
| CN106587238A (zh) | 一种低温余热利用海水淡化系统及方法 | |
| CN106115824A (zh) | 一种高效集成化低温多效蒸馏海水淡化装置 | |
| CN105800716A (zh) | 利用制冷系统冷凝废热的海水淡化系统及方法 | |
| CN105439224A (zh) | 一种压汽式毛细驱动海水淡化系统 | |
| CN109292860A (zh) | 降膜蒸发耦合吸收式制冷高盐污水处理设备和高盐污水处理方法 | |
| CN108726536A (zh) | 一种利用纯碱生产工艺蒸汽冷凝液余热制取液氨的系统及其方法 | |
| CN212024823U (zh) | 一种含油废水低温真空蒸馏处理装置 | |
| CN210356070U (zh) | 工质热泵精馏系统 | |
| CN206184013U (zh) | 一种利用空气热泵低温蒸发浓缩酒精废液的系统 | |
| CN208809491U (zh) | 一种蒸发浓缩系统 | |
| CN208732629U (zh) | 一种利用纯碱生产工艺蒸汽冷凝液余热制取液氨的系统 | |
| CN111320220A (zh) | 一种空气或工业气体循环汽提浓缩高盐废水工艺及装置 |