公布日：2022.11.15
申請日：2022.09.21
分類號：C02F1/12(2006.01)I;C02F1/16(2006.01)I;C02F1/04(2006.01)I;C02F103/02(2006.01)N;C02F103/36(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了焦化廢水與循環(huán)水冷卻一體化處理系統(tǒng)，包括過熱蒸汽冷卻器、換熱管束、中水管、中水噴頭、中水池、管道泵、軸流風(fēng)機(jī)、水垢收集池。過熱蒸汽冷卻器設(shè)置在支架的上部，換熱管束設(shè)置在支架的中下部，換熱管束為直徑20‑25mm、厚2.5‑3mm、長500‑600mm的無縫管，外管刻有不規(guī)則形的三角或倒梯形刻紋，紋深0.5‑1.0mm、紋間距8‑12mm，形成像干裂的河床一樣的網(wǎng)格狀，中水管設(shè)置在過熱蒸汽冷卻器的下方、換熱管束的上方，中水噴頭設(shè)在中水管的下部，中水池設(shè)在支架一側(cè)的地下，水垢收集池設(shè)在換熱管束的下方，水垢收集池的中上部與中水池連通，管道泵連通中水池和中水管，軸流風(fēng)機(jī)設(shè)在系統(tǒng)的頂端，循環(huán)熱蒸汽從管道進(jìn)口輸入，循環(huán)冷卻水從管道出口輸出。
權(quán)利要求書
1.焦化廢水與循環(huán)水冷卻一體化處理系統(tǒng)，其特征在于，包括過熱蒸汽冷卻器、換熱管束、中水管、中水噴頭、中水池、管道泵、軸流風(fēng)機(jī)、水垢收集池；所述的過熱蒸汽冷卻器設(shè)置在支架的上部，所述的換熱管束設(shè)置在支架的中下部，換熱管束為直徑20-25mm、厚2.5-3mm、長500-600mm的無縫管，外管刻有不規(guī)則形的三角或倒梯形刻紋，紋深0.5-1.0mm、紋間距8-12mm，形成像干裂的河床一樣的網(wǎng)格狀；所述的中水管設(shè)置在過熱蒸汽冷卻器的下方、換熱管束的上方，所述的中水噴頭設(shè)在中水管的下部，所述的中水池設(shè)在支架一側(cè)的地下，所述的水垢收集池設(shè)在換熱管束的下方，水垢收集池的中上部與中水池連通，所述的管道泵連通中水池和中水管，所述的軸流風(fēng)機(jī)設(shè)在系統(tǒng)的頂端；循環(huán)熱蒸汽從管道進(jìn)口輸入，循環(huán)冷卻水從管道出口輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焦化廢水與循環(huán)水冷卻一體化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述換熱管束內(nèi)縱向設(shè)有直徑2-3mm的螺旋片軸，由連接件將螺旋片軸焊接在換熱管束內(nèi)的中央。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的焦化廢水與循環(huán)水冷卻一體化處理系統(tǒng)，其特征在于，所述的螺旋片軸分正旋與反旋兩種，將螺旋片軸每隔500-600mm改變螺旋片軸的正旋和反旋。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種焦化廢水與循環(huán)水冷卻一體化處理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是將一套循環(huán)水閉式降溫系統(tǒng)與焦化廢水只經(jīng)過生化處理后的含鹽中水表面蒸發(fā)濃縮鹽類物質(zhì)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了循環(huán)水系統(tǒng)節(jié)能、省水和焦化廢水零排放的效果。
本發(fā)明的焦化廢水與循環(huán)水冷卻一體化處理系統(tǒng)是通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
本發(fā)明的焦化廢水與循環(huán)水冷卻一體化處理系統(tǒng)，包括過熱蒸汽冷卻器、換熱管束、中水管、中水噴頭、中水池、管道泵、軸流風(fēng)機(jī)、水垢收集池；所述的過熱蒸汽冷卻器設(shè)置在支架的上部，所述的換熱管束設(shè)置在支架的中下部，所述的中水管設(shè)置在過熱蒸汽冷卻器的下方、換熱管束的上方，所述的中水噴頭設(shè)在中水管的下部，所述的中水池設(shè)在支架一側(cè)的地下，所述的水垢收集池設(shè)在換熱管束的下方，水垢收集池的中上部與中水池連通，所述的管道泵連通中水池和中水管，所述的軸流風(fēng)機(jī)設(shè)在系統(tǒng)的頂端；循環(huán)熱蒸汽從管道進(jìn)口輸入，循環(huán)冷卻水從管道出口輸出。
所述的換熱管束為直徑20-25mm、厚2.5-3mm、長500-600mm的無縫管，外管刻有不規(guī)則形的三角或倒梯形刻紋，紋深0.5-1.0mm、紋間距8-12mm，形成像干裂的河床一樣的網(wǎng)格狀。換熱管束的外壁表面經(jīng)過上述刻紋技術(shù)處理后，使含有鈣鎂鹽類等礦物質(zhì)形成的水垢在換熱管束內(nèi)外介質(zhì)溫度超過8℃時，水垢沉積到0.1-0.2mm厚時便自然脫落，加熱管道內(nèi)外溫差越大，水垢在外壁上沉積的厚度越薄，脫落的越快。
所述換熱管束內(nèi)縱向設(shè)有直徑2-3mm的螺旋片軸，由連接件將螺旋片軸焊接在換熱管束內(nèi)的中央。換熱管束內(nèi)設(shè)置的螺旋片軸使循環(huán)水在換熱管束內(nèi)由層流改變?yōu)橥牧�，湍流使流體質(zhì)點(diǎn)之間產(chǎn)生了徑向脈動，因此提高了換熱效率。所述的螺旋片軸分正旋與反旋兩種，將螺旋片軸每隔500-600mm改變螺旋片軸的正旋和反旋。螺旋片軸通過正旋與反旋連接后進(jìn)一步提高了湍流程度，旋湍流程度越大，傳熱阻力越小，換熱效率越高。實(shí)驗(yàn)證明，每隔500-600mm改變螺旋片軸的正旋和反旋較單方向螺旋片軸的換熱管束的換熱效率可提高8.6%-11.4%。
本發(fā)明將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的開放式循環(huán)水蒸發(fā)降溫改變?yōu)槊荛]式降溫裝置，循環(huán)水量不會因?yàn)檎舭l(fā)而減少，循環(huán)水所含鹽類物質(zhì)不會因?yàn)檎舭l(fā)而濃縮，蒸發(fā)循環(huán)水也就不需要為了降低鹽分含量而排放循環(huán)水，達(dá)到了循環(huán)水不蒸發(fā)、零排放的目標(biāo)。本發(fā)明將過熱蒸汽首先經(jīng)過熱蒸汽冷卻器在空氣快速流動狀態(tài)下進(jìn)行熱交換，冷卻為較低溫?zé)峤橘|(zhì)，因此降低了換熱管束設(shè)計(jì)的耐溫性能指標(biāo)，同時有效降低了表面結(jié)垢速率，循環(huán)水可采用脫鹽水或軟化水，同時也節(jié)省了防垢加藥措施。
本發(fā)明的換熱管束表面蒸發(fā)冷卻用水為含鹽中水，即焦化污水經(jīng)過生化處理，COD、氨氮等有害物質(zhì)達(dá)標(biāo)后的含鹽中水。將含鹽中水噴在循環(huán)冷卻水的換熱管束表面，在空氣快速流動狀態(tài)下進(jìn)行表面蒸發(fā)，帶走熱量，達(dá)到循環(huán)水溫度降低的同時將中水的鹽含量進(jìn)行濃縮沉積在換熱管束表面。本發(fā)明的換熱管束的外壁表面經(jīng)過上述刻紋技術(shù)處理后，加上換熱管束內(nèi)湍流形成徑向脈動引起的震動，在這兩方面的作用下，換熱管束外表面形成的垢層當(dāng)沉積到0.1-0.2mm厚時便自然脫落，然后集中清理，設(shè)備的換熱效果長期穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)運(yùn)行目標(biāo)。
實(shí)踐證明，就同一焦化企業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)廢水和生活污水經(jīng)生化系統(tǒng)處理后的含鹽中水量，全部用于該企業(yè)循環(huán)水冷卻用還有欠缺。本發(fā)明在循環(huán)水不蒸發(fā)、零排放的同時，解決了污水處理中的鹽類物質(zhì)濃縮工藝的成本高難度大的困難，實(shí)現(xiàn)了焦化廢水處理在無結(jié)垢狀態(tài)下降溫循環(huán)利用的效果，實(shí)現(xiàn)了焦化廢水的零排放和濃縮鹽類集中處理的目標(biāo)。
本發(fā)明的焦化廢水與循環(huán)水冷卻一體化處理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備投資較常規(guī)的含鹽中水處理和循環(huán)水冷卻系統(tǒng)設(shè)備減少很多。本發(fā)明冷卻用水是對焦化廢水生化系統(tǒng)處理后的中水，不需要后續(xù)再進(jìn)行樹脂軟化和反滲透除鹽處理，壓縮了廢水處理工序，降低了廢水處理成本。本發(fā)明采用的換熱管束冷卻循環(huán)水裝置，將焦化企業(yè)生產(chǎn)的廢水全部用于蒸發(fā)冷卻用水，節(jié)約了自然水用量，解決了排污水問題，減少了環(huán)境污染，降低了能源消耗。
（發(fā)明人：張有貴；其他發(fā)明人不公開姓名）
