一种带封闭式低温蒸发工艺的循环冷却水零排放系统的制作方法

1.本实用新型涉及工艺循环水处理和冷却技术领域，具体涉及一种带封闭式低温蒸发工艺的循环冷却水零排放系统。


背景技术：

2.开式循环冷却水在开式循环使用过程中，循环水与环境空气、粉尘等直接接触，造成水质变差，悬浮物增多，通过开式冷却塔不断蒸发冷却，循环水离子浓度升高，菌藻类增加，导致工艺换热设备及管道内壁结垢、腐蚀、菌藻类微生物繁殖等问题，特别是高温循环水、通径比较小的工艺换热设备结垢、管道堵塞严重，换热效果逐渐降低，甚至直接影响工艺换热设备正常的生产运行。
3.目前，工业废水“零”排放已经是当前工矿企业建设发展的前提条件，为此而配套的废水处理站、回用水站、高温蒸发结晶等水处理设施，引起极大的关注与投入，而作为全厂水系统回用环节中重要一环的循环水处理系统往往未引起足够的重视，而导致出现全厂水系统整体一次性投资大、运行成本高等弊端。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种带封闭式低温蒸发工艺的循环冷却水零排放系统，既可以减少循环冷却水补水量，又能保证开式循环冷却水水质稳定和因蒸发浓缩的浓缩倍数在控制范围内，有利于工艺循环冷却水系统节水零排放，特别是封闭式低温蒸发工艺能够完全避免高温水或通径小的工艺换热设备结垢、堵塞及腐蚀问题，同时，减少运行维护，操作简单。
5.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一种带封闭式低温蒸发工艺的循环冷却水零排放系统，包括开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统；所述的开式循环冷却水系统，包括开式冷却塔、循环水池、第一循环水泵和第一工艺换热设备，所述第一循环水泵的进口通过管道与循环水池相连通，所述第一循环水泵的出口通过管道与第一工艺换热设备的进水口相连通，所述第一工艺换热设备的出水口通过管道与开式冷却塔相连通，所述开式冷却塔的下方设置有循环水池；所述的闭式循环冷却水系统，包括低温蒸发零排放装置、第二循环水泵和第二工艺换热设备，所述低温蒸发零排放装置内部设置有间接换热盘管，所述间接换热盘管设置有上进水口和下出水口，所述间接换热盘管的下出水口通过管道与第二循环水泵的进水口相连通，所述第二循环水泵的出水口通过管道与第二工艺换热设备的进水口相连通，所述第二工艺换热设备的出水口通过管道与间接换热盘管的上进水口相连通；所述循环水池通过第一管路与低温蒸发零排放装置上的补水口相连通。
7.进一步地，所述低温蒸发零排放装置为喷淋式间接换热设备，包括设置在间接换热盘管下方的集水盘，间接换热盘管上方设置有喷淋装置。
8.进一步地，所述第一管路中设置有过滤器。
9.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
10.1、工艺循环冷却水系统按一定流量比例划分为开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统，实现开闭式独立运行，将温度高的和通径小的工艺换热设备组成闭式循环冷却水系统，封闭循环，避免了温度高的或通径小的工艺换热设备结垢、堵塞及腐蚀问题，提高了换热效果，延长了工艺设备使用寿命，减少了运行维护费用等。
11.2、开式循环冷却水系统中的浓缩一定倍数（例如n倍）的排污水作为闭式循环冷却水系统的喷淋补水，通过低温蒸发零排放装置低温蒸发消耗掉，实现工艺循环冷却水系统的低浓缩倍数零排污运行，同时减少了工艺循环冷却水系统的补水量，提高了系统稳定性和冷却效果，实现了开闭式系统的互补性；
12.3、在低温蒸发零排放装置中，排污水通过喷淋泵均匀喷淋到换热盘管上，利用从工艺换热设备进行热交换的高温循环水的废热，将排污水蒸发浓缩消耗，因此喷淋水可溶性盐分可达到自然极限；同时，通过蒸发冷却降低循环水温度。
13.4、微晶净化器内嵌在低温蒸发零排放装置的集水盘内，利用微晶净化器将排污水中大部分碳酸盐析出凝结成固体颗粒，富集在集水盘的特定排污槽内，同时，确保喷淋式间壁换热盘管的蒸发换热面、填料散热面洁净。
附图说明
14.图1为本实用新型的结构示意图；
15.图2为本实用新型的低温蒸发零排放装置。
16.图中：1、开式冷却塔；2、循环水池；3、第一循环水泵；4、第一工艺换热设备；5、第二工艺换热设备；6、低温蒸发零排放装置；7、过滤器；8、第二循环水泵；9、第一管路；61、风机；62、喷淋装置；63、间接换热盘管；64、进风窗；65、补水口；66、集水盘；67、微晶净化器；68、排污槽；69、喷淋泵；631、上进水口；632、下出水口。
具体实施方式
17.以下结合实施例及相应附图对本实用新型的技术方案进行详细描述，以使本领域技术人员能够更加清楚的理解本实用新型的技术方案，但并不因此限制本实用新型的保护范围。
18.如图1和图2所示，一种带封闭式低温蒸发工艺的循环冷却水零排放系统，包括开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统；所述的开式循环冷却水系统，包括开式冷却塔1、循环水池2、第一循环水泵3和第一工艺换热设备4，所述第一循环水泵3的进口通过管道与循环水池2相连通，所述第一循环水泵3的出口通过管道与第一工艺换热设备4的进水口相连通，所述第一工艺换热设备4的出水口通过管道与开式冷却塔1相连通，所述开式冷却塔1的下方设置有循环水池2；循环水池2中的冷却水通过第一循环水泵3被输送到第一工艺换热设备4中，对第一工艺换热设备4进行冷却，冷却水通过第一工艺换热设备4后被加热，被加热后的冷却水被输送到开式冷却塔1，在开式冷却塔1中进行热交换，被冷却后落入循环水池2中；所述的闭式循环冷却水系统，包括低温蒸发零排放装置6、第二循环水泵8和第二工艺换热设备5，所述低温蒸发零排放装置6内部设置有间接换热盘管63，所述间接换热盘管63设置有上进水口631和下出水口632，所述间接换热盘管63的下出水口632通过管道
与第二循环水泵8的进水口相连通，所述第二循环水泵8的出水口通过管道与第二工艺换热设备5的进水口相连通，所述第二工艺换热设备5的出水口通过管道与间接换热盘管63的上进水口631相连通；所述循环水池2通过第一管路9与低温蒸发零排放装置6上的补水口65相连通，补水口65与集水盘66相连通；所述第一管路9中设置有过滤器7，过滤器7为旁滤过滤器或y型过滤器，用于处理过滤开式循环冷却水系统的排污水的固体颗粒。
19.优选地，所述低温蒸发零排放装置6为喷淋式间接换热设备，包括设置在间接换热盘管63下方的集水盘66，间接换热盘管63上方设置有喷淋装置62。
20.如图2所示，在本实施方案中，所述低温蒸发零排放换热装置6为内嵌微晶净化器67的喷淋式间接换热设备，包括风机61、通过第一管路9与循环水池2相连通的集水盘66、喷淋水泵69的进水口通过管道与集水盘66相连通、喷淋水泵69的出水口通过管道与间接换热盘管63上方的喷淋装置62相连通，并且在集水盘66内设置有微晶净化器67和微晶析盐颗粒收集用的排污槽68。低温蒸发零排放换热装置6中下部设置有进风口64、以及位于装置顶部的风机61，通过风机61抽吸作用下，将间接换热盘管63的管外侧冷风从中下部进风口吸入，与喷淋水在间接换热盘管63的管外侧进行蒸发换热。
21.应当理解的是，低温蒸发零排放装置6是一种将间接蒸发冷却器与微晶净化器67相结合的综合装置，该装置的核心就是一个喷淋式间接蒸发冷却用的间接换热盘管63和微晶净化器67，利用需冷却的高温循环水的废热蒸发排污水（喷淋水），被冷却的高温循环水在间接换热盘管63的管内侧流动，即在间接换热盘管63内流动，来自开式循环冷却水系统的排污水作为闭式循环冷却水系统中低温蒸发零排放装置6的喷淋水在间接换热盘管63的管外侧流动；被冷却的高温循环水的废热通过间接换热盘管63的管壁传递给喷淋水，在风机61作用下喷淋水再与空气进行蒸发换热，将废热排放到大气中，同时，降低被冷却的高温循环水温度，满足工艺换热设备的需求。
22.优选地，低温蒸发零排放装置6的集水盘内嵌微晶净化器67，本实施方式中，微晶净化器67的技术在申请号为201710260053 .0的发明名称为“微晶净化器”的专利申请中已经披露，其能够诱导结垢凝聚结合成细小紧实的颗粒，不附着于间接换热盘管63蒸发散热面上，并定向富集在低温蒸发零排放装置6的底部的排污槽68内，稳定运行效率，该专利技术在此引入本文，从而不再赘述。
23.下面介绍一下本实用新型的一种带封闭式低温蒸发工艺的循环冷却水零排放系统的工作过程和方法：
24.根据工艺换热设备的需求（如循环水温度过高、换热管通径较小、关键设备或工艺），将工艺循环冷却水系统按照一定比例的循环流量划分为开式循环冷却水系统和闭式循环冷却水系统，将开式循环冷却水系统的排污水作为闭式循环冷水系统的喷淋蒸发补水，两系统独立运行，减少循环水补水量，实现零排放的目的。
25.开式循环冷却水系统：通过第一循环水泵3将循环水池2中的循环水以循环水量q输送到第一工艺换热设备4，该第一工艺换热设备4例如可以是高炉冷却设备，循环水在第一工艺换热设备4中进行热交换后循环水温度升高，从第一工艺换热设备4出来的高温循环水通过管网送到开式冷却塔1内进行蒸发冷却降温，再回到循环水池2内，依次循环。
26.因开式冷却塔1蒸发换热，不断蒸发循环水量，循环水不断浓缩，为了保证换热设备不结垢能正常安全运行，需连续进行循环水补水和排放一定比例的循环水（排污水）。
27.闭式循环冷却水系统：通过第二循环水泵8将闭式循环水输送到第二工艺换热设备5，该第二工艺换热设备5例如可以是炼钢结晶器冷却设备，循环水在第二工艺换热设备5中进行热交换后循环水温度升高，从第二工艺换热设备5出来的高温循环水通过管网送到低温蒸发零排放装置6的间接换热盘管63管内与管外喷淋水进行换热降温，在闭式循环冷却水系统中依次循环，因封闭循环，系统内不结垢、不堵塞、不腐蚀，工艺换热设备安全可靠。
28.在此过程中，间接换热盘管63管外的喷淋水不断蒸发消耗，将开式循环冷却水系统的排污水作为该闭式系统的喷淋补水进入到低温蒸发零排放装置6的集水盘66内，由喷淋水泵69输送到喷淋装置62从上到下喷淋在间接换热盘管63的管外，从而在间接换热盘管63的管外换热蒸发消耗掉，实现污水零排放，同时，在低温蒸发零排放装置6顶部的风机61作用下空气先从装置中下部进风窗64进入到装置内，与喷淋水进行蒸发换热，将废热排放到大气中。在低温蒸发零排放装置6上述工作过程中，集水盘66内放置的微晶净化器67也在工作，其析出喷淋水中的大部分结垢物质，确保间接换热盘管63的管外壁、填料散热面洁净。
29.以上结合附图对本实用新型的实施方式作出详细说明，但本实用新型不局限于所描述的实施方式。对于本领域的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入在本实用新型的保护范围内。