一種利用工業(yè)余熱制冷凝水除霧冷卻塔的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于節(jié)能減排和工業(yè)節(jié)水領(lǐng)域，涉及利用工業(yè)低溫?zé)嵩粗械挠酂徇M(jìn)行制冷，制得的冷量用于冷卻的冷卻塔水循環(huán)的水蒸汽，回收冷卻塔的蒸發(fā)水，同時還可以得到優(yōu)質(zhì)的水源。
【背景技術(shù)】
[0002]水是人類賴以生存的基本資源，而地球上適合于人類飲用的水量不到地球總量的1 %。世界范圍內(nèi)，隨著人口的增長和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，淡水資源的需求量不斷增加，同時水質(zhì)不斷惡化，水問題日益已成為社會和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要制約因素。因而，節(jié)約用水、高效的利用水資源，對經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展起著極其重要的作用。
[0003]冷卻塔廣泛應(yīng)用在電力、石油、化工、冶金等行業(yè)，是完成循環(huán)水冷卻的重要裝置。逆流濕式冷卻塔的運(yùn)行過程中，始終伴隨著蒸發(fā)損失、風(fēng)吹損失和排污損失的產(chǎn)生，傳統(tǒng)的濕式冷卻塔巨大的耗水量不符合我國經(jīng)濟(jì)社會長遠(yuǎn)發(fā)展的要求。隨著水資源的日益緊張，水價(jià)的不斷上漲，在造成巨大經(jīng)濟(jì)損失的同時，蒸發(fā)損失還會在塔頂形成“白煙”，污染周圍環(huán)境。因此，開發(fā)高效節(jié)水冷卻塔迫在眉睫。發(fā)明專利CN02823434.0用于對冷卻塔的流出物進(jìn)行冷凝的氣-氣常壓熱交換器，加裝干式換熱器，塔壁開設(shè)空氣引風(fēng)口，通過空氣對循環(huán)水進(jìn)行預(yù)降溫，這種方法受季節(jié)影響較大；發(fā)明專利CN200610099573.X冷凝器及其換熱方法，采用壓縮機(jī)對制冷劑壓縮后蒸發(fā)制冷，此方法雖然制冷效果好，但在制取冷量的同時使用壓縮機(jī)能量耗費(fèi)較高，經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能性較差。
[0004]目前利用余熱制冷的原理是一種吸收式制冷，是靠消耗低品位熱能作為補(bǔ)償，如低溫?zé)煔?、低溫蒸汽?5°C以上的熱水作為熱源，因此對廢氣、廢熱、太陽能和低溫?zé)崮艿睦镁哂兄匾淖饔?。吸收式制冷機(jī)與壓縮式冷水機(jī)相比最大的優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省電能，而且在我國目前許多城市都存在電力緊張的情況下，環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，吸收式制冷技術(shù)受到廣泛的關(guān)注。
[0005]與此同時，我國淡水自然形勢更為嚴(yán)峻。目前得到飲用水的一個潛在主要途徑是對海水或者其他水源進(jìn)行淡化。已經(jīng)開發(fā)出來的商業(yè)方法如CN200910070804.8 一種正滲透海水淡化濃鹽水處理工藝及處理系統(tǒng)、CN201010525853.9火力發(fā)電和蒸餾海水淡化聯(lián)產(chǎn)的方法和設(shè)備、CN200910067793.8低溫多效蒸餾海水淡化系統(tǒng)及其工藝流程等，這些方法成本都比較高，而且設(shè)備復(fù)雜。所以，需要一種既簡單又經(jīng)濟(jì)環(huán)保的冷卻塔對其內(nèi)部水蒸汽進(jìn)行冷凝，同時可以得到優(yōu)質(zhì)的水源。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的的目的在于提供一種可以實(shí)現(xiàn)的利用工業(yè)余熱制冷凝水除霧冷卻塔，適用于循環(huán)冷卻水系統(tǒng)，尤其是大型冷卻塔群的水蒸汽回收，實(shí)現(xiàn)低耗水排放、節(jié)能環(huán)保和低成本運(yùn)行。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采取下述技術(shù)方案。
[0008]本發(fā)明為一種利用工業(yè)余熱制冷凝水除霧冷卻塔，由塔體和布置于塔體內(nèi)填料、收水器、風(fēng)機(jī)和噴水裝置組成，其中在所述塔體的出口處設(shè)置有吸收式制冷冷凝器，冷凝器包括蒸發(fā)室、吸收室、發(fā)生室、冷凝室、布液器；在蒸發(fā)室內(nèi)產(chǎn)生冷量并通過外壁面對冷卻塔內(nèi)的濕熱空氣進(jìn)行冷凝。布液器設(shè)置在蒸發(fā)室上部，蒸發(fā)室底部設(shè)有集液槽，連接回流管道。發(fā)生室與余熱熱源管路及冷凝室相連，冷凝室通過裝有節(jié)流閥的制冷劑主管路與布液器相連。蒸發(fā)室和吸收室保持真空狀態(tài)，中間通過隔液裝置相連通，吸收室與發(fā)生室相連，在管路上分別設(shè)有溶液泵和節(jié)流閥。
[0009]蒸發(fā)室加裝有導(dǎo)流通道，導(dǎo)流通道將冷凝出的水送入收水池。蒸發(fā)室外壁上設(shè)有導(dǎo)流槽。蒸發(fā)室的集液槽為漏斗形，通過回流管道與噴淋管道相連，回流管道設(shè)有冷劑泵。布液器采用均勻鉆孔的鋼管或鋼板槽制造而成。
[0010]余熱熱源包括工業(yè)排放的低溫?zé)煔?、熱水及低壓蒸汽等。余熱熱源為工業(yè)排放的煙氣時，需要對煙氣的進(jìn)出口管道進(jìn)行防磨防腐蝕處理，。
[0011]蒸發(fā)室內(nèi)可設(shè)置若干條濕熱空氣通道。一個蒸發(fā)室和一個吸收室也可為一組，可同時并列排布多組，各組布液器通過管道連接到制冷劑主管路，各蒸發(fā)室的集液槽相連接，再由回流管道送至噴淋管道。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種除霧冷卻塔，其利用工業(yè)余熱制冷凝水，包括:
[0013]塔體、布置于塔體內(nèi)的填料、收水器、風(fēng)機(jī)、噴水裝置、設(shè)置在所述塔體的出口處的吸收式制冷冷凝器，
[0014]冷凝器包括:
[0015]蒸發(fā)室，在蒸發(fā)室內(nèi)產(chǎn)生冷量并通過外壁面對冷卻塔內(nèi)的濕熱空氣進(jìn)行冷凝，
[0016]吸收室，
[0017]發(fā)生室，
[0018]冷凝室，
[0019]布液器，
[0020]其中
[0021]發(fā)生室與余熱熱源及冷凝室相連，
[0022]冷凝室通過裝有節(jié)流閥的制冷劑主管路與布液器相連，
[0023]布液器設(shè)置在蒸發(fā)室上部，
[0024]蒸發(fā)室底部設(shè)有連接回流管道的集液槽。
[0025]本發(fā)明可以充分利用工業(yè)生產(chǎn)中的余熱，驅(qū)動冷凝器進(jìn)行制冷，從而實(shí)現(xiàn)對濕式冷卻塔內(nèi)飽和濕空氣的冷卻，回收循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中水蒸汽。本發(fā)明對電力和工業(yè)生產(chǎn)中的濕式冷卻塔節(jié)水有重要的意義，不僅充分利用余熱節(jié)約能源、降低成本，還能實(shí)現(xiàn)降低耗水排放。這與對濕式冷卻塔其他塔內(nèi)空氣冷凝的方法不同，利用工業(yè)低溫余熱進(jìn)行制冷，飽和濕空氣在冷凝器表面進(jìn)行換熱，將濕空氣中的水分凝結(jié)回收；本方案設(shè)備安裝方便，實(shí)現(xiàn)了高效率、低成本的水資源回收。
【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明一種利用工業(yè)余熱制冷凝水除霧冷卻塔的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖2是本發(fā)明中蒸發(fā)室與吸收室之間隔液裝置示意圖；
[0028]圖3是本發(fā)明中冷凝器一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖；
[0029]圖4是本發(fā)明中冷凝器一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖；
[0030]圖5是本發(fā)明中冷凝器一種優(yōu)選實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖；
[0031]圖6是本發(fā)明一種優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻塔的區(qū)劃圖；
[0032]圖7是本發(fā)明中另外一種管組實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖8是本發(fā)明中一種優(yōu)選管型的結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖9是本發(fā)明中另一種優(yōu)選管型的結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖10是本發(fā)明中又一種優(yōu)選管型的結(jié)構(gòu)圖；
[0036]圖11是本發(fā)明另一種優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻塔的區(qū)劃圖；
[0037]圖12是本發(fā)明又一種優(yōu)選實(shí)施方式的冷卻塔的區(qū)劃圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]如圖1所示，是根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例的一種利用工業(yè)余熱制冷凝水除霧冷卻塔，其包括塔體(120)和布置于塔體(120)內(nèi)的填料(101)、收水器(102)、風(fēng)機(jī)(118)和噴水裝置(119)，其中在所述塔體的出口處設(shè)置有吸收式制冷冷凝器。如圖2所示，冷凝器包括蒸發(fā)室(107)、吸收室(106)、發(fā)生室(104)、冷凝室(105)、布液器(116);在蒸發(fā)室(107)內(nèi)產(chǎn)生冷量并通過壁面(123)對冷卻塔內(nèi)的濕熱空氣(125)進(jìn)行冷凝。發(fā)生室(104)與余熱熱源(103)及冷凝室(105)相連.冷凝室(105)通過裝有節(jié)流閥(109的制冷劑主管路與布液器(116)相連。布液器(116)設(shè)置在蒸發(fā)室(107)上部，蒸發(fā)室(107)底部設(shè)有集液槽(110)，連接回流管道(114)。蒸發(fā)室(107)和吸收室(106)均為壓力容器，對真空度要求較高，機(jī)組可采用屏蔽泵、真空泵和真空間等附屬設(shè)備(112)，以保證蒸發(fā)室(107)和吸收室(106)的真空度。
[0039]該冷卻塔的工作過程是:
[0040]如圖1所示，在冷凝器中，吸收式制冷冷凝器以水為制冷劑，以溴化鋰溶液為吸收劑。從蒸發(fā)室(107)出來的制冷劑蒸汽進(jìn)入吸收室(106)，被室內(nèi)的溴化鋰溶液所吸收，形成為溴化鋰稀溶液。吸收室(106)中的溴化鋰稀溶液用溶液泵(108)輸送到發(fā)生室(104)中，在發(fā)生室(104)中利用余熱源的熱量蒸發(fā)溶液中的制冷劑，蒸發(fā)出來的制冷劑進(jìn)入冷凝室(105)，被冷卻水冷凝成液體，再經(jīng)過節(jié)流閥(109)膨脹到低壓，然后到蒸發(fā)室(107)吸收冷卻塔內(nèi)濕熱空氣的熱量，回復(fù)到起始狀態(tài)，完成循環(huán)。發(fā)生室(104)中的溴化鋰濃溶液則通過節(jié)流閥(109)回到吸收室(106)，重新用來吸收制冷劑。
[0041]蒸發(fā)室(107)與吸收室(106)之間的隔液裝置(117)上部采用單人字形結(jié)構(gòu)(如圖2所示)，當(dāng)制冷液在蒸發(fā)室(107)內(nèi)蒸發(fā)形成制冷劑蒸汽，通過隔液裝置(117)上部的人字形通道進(jìn)入吸收室(106)，可有效阻擋液滴，防止溴化鋰溶液被冷劑水污染。根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施例，布液器(116)采用均勻鉆孔的鋼管或鋼板槽制造而成。制冷劑工質(zhì)在重力作用下流過蒸發(fā)室(107)內(nèi)空間，通過蒸發(fā)室(107)壁面(123)與濕熱空氣(125)進(jìn)行換熱，部分制冷劑吸收室外濕熱空氣(125)的熱量蒸發(fā)，未蒸發(fā)的制冷劑流入底部集液槽
(110);通過回流管道(114)返回噴淋管道(115)，回流管道(114)設(shè)有冷劑泵(113)。
[0042]蒸發(fā)室(107)加裝有導(dǎo)流通道(113)，導(dǎo)流通道(113)將冷凝出的水送入收水池(111)。收水池(il