冷却塔空冷器的水蒸气中冷凝水的回收

发布时间:2024-04-26 13:47:38 来源:98直播吧斯诺克

  如今的工业领域大多需要耗费大量的水资源,与我国可持续发展的方针政策相违背,为响应国家政策,节省工业成本,实现绿色产业高质量发展,工厂一般是通过开发新技术,提升自身装置等方式来找到绿色发展的方法。本文介绍的冷却塔空冷器的水蒸气中冷凝水的回收,主要是从介绍冷却塔空冷器的水蒸气中冷凝水的回收装置的相关特性,冷却塔空冷器的水蒸气中冷凝水的回收装置的工作流程分析该装置中影响回收效率的相关因素,找出提升效率的方式,以此来得出如何能以低成本高效率的方式回收水资源。

  很多工业领域都会耗费大量水资源,在我国又是一个水资源又是一个十分匮乏的存在。在工业系统中循环水冷却塔的耗水量占比极大,耗水的根本原因就是因为局部水相变为水蒸气散入空中,不仅浪费水资源还会造成环境问题,因此采取对应的技术方法,降低冷却塔的蒸发水耗是一件很重要的事,本文主要是通过介绍冷却塔水蒸气凝水回收装置技术的基本概念、功能特点、发展历史;以及分析影响冷却塔水蒸气凝水回收装置技术的因素提出对策来对该技术进行介绍,提供参考

  冷却塔的外形似一个大桶,是用来降低水温的蒸发散热装置,原理是利用水流与与空气流动接触后能够直接进行冷热交换降低温度,其降低温度的技术方法大体上分为蒸发散热、对流传热和辐射传热等原理。该装置以水作为循环冷却剂,在水循环的过程中吸收热量降低温度,再将水蒸气排入大气中以保证系统的正常运行,但水蒸气直接排入大气不仅浪费水资源,也会影响当地的生态平衡长此以往不利于可持续发展,因此 冷却塔水蒸气凝水回收装置是很多工厂冷却塔必要的装置之一。

  空冷器全名空气冷却器,是工业生产过程中最常用的冷凝和冷却换热装置,由管束、管箱、风机、百叶窗和构架组装而成。冷却塔水蒸气凝水回收装置技术是针对冷却塔水蒸发损失问题的,主要是通过冷凝法来对冷却塔中的水蒸气进行回收,该装置能引导外部环境空气与塔内湿热空气进行冷却换热,降低出塔湿热空气的饱和温度,饱和空气含湿量,降低水蒸汽凝结析出,实现冷却塔水蒸汽回收。并联间隔通道是该装置的核心部件,大致上可以分为冷空气道和湿热空气道,冷空气来自外部,湿热空气则为工业作业产生,湿热空气与冷空气反应冷却后,水蒸气凝结析出形成水珠,并附着在换热板上,积累到一定的量后,达到临界脱落半径从换热板脱落,之后由回收装置的下部导出,从而收集循环水蒸气达到回收水资源的目的。

  目前我公司运用的CRECT蒸发水汽回收装置的回收原理,就是基于环境中大气温度与冷却塔蒸发水之间接触后的温差会使析出的水蒸气形成冷凝水的原理。该装置的核心部件是冷凝模块,冷凝模块主要选材一般为热导新材料,集降温、凝水、亲水聚结、疏水集水等新技术于一体,以温差原理为基础,冷凝模块技术为支持上大幅度的提升了水蒸气的回收效率。工作原理,主要是通过特别结构的冷凝模板,给饱和蒸发水汽降温,提供水蒸气凝聚的核,以此来完成饱和蒸汽的冷凝和凝聚水的收集,完成塔顶蒸汽的回收。原理示意如图1。

  一般来说,冷却塔水蒸气凝水回收装置都有一个标准的技术指标,详细情况如表一所示:

  (1)节省本金,不要消耗额外的能耗来消除白雾,对循环水的温降,循环水泵扬程,风机功耗绝对没副作用,并且有效的节约了水资源。

  (2)保护自然环境,在回收水资源的同时降低白雾,减少了雾霾形成的载体,不污染水质,不破坏生态环境。

  多年来,人们采取过多种冷却塔的节水措施,例如在冷却塔内加设高效收水器、水轮式旋转布水器排除飘水现象,高压静电收水等,但都收效甚微,即使采用了较为高科技的高压静电收水也不能回收大量的水蒸气,但随着技术人员的不断探索CRECT蒸发水汽回收装置对水蒸气的回收能发挥很大的作用,回收的水质也近乎蒸馏水可利用率极高。

  在CEECT回收装置中水蒸气的冷凝,环境冷风与出塔水蒸气的热交换使得水蒸气在冷凝板上发生冷凝,通过实证证明热交换是影响冷凝效果的关键,因此尽量的提高热交换量就能轻松实现冷凝效果的提升,影响热交换量的因素主要有以下几项,冷空气的流量M,对流传热速率V,传热面积A,与流体接触的壁面温度TW,环境和温度的平均温度T,对流传热系数a。具体关系可用公式表达:Q=MV=MaA(T-TW)

  从式子能够准确的看出:(1)水蒸气温度越高,流体接触的壁面温度Tw就越高,相应的冷值越高,但是在冷却塔运行过程中,冷却塔的出塔温度是一个确定的值。

  (2)而环境和温度的平均温度T,数值越低冷量值也就越大,工厂是一个固定的地点因此在每一季度的环境和温度大致都是固定的,因此环境和温度越低的地方冷量值越高在冷量值中能够直接进行改变的是热交换面积、冷风质量与传热系数。从公式中很容易看到M,V、A与冷量值成正比,提高这三个因素将大幅度的提升冷凝水的凝结收水量。

  (3)在水蒸气一侧,水从气相变为液相,大量热量是汽化潜热通过冷风侧带出的,在水蒸气与冷侧进行热交换后,水蒸气变为冷凝液,因此快速的收集起冷凝液滴也是提高效率的关键。

  本文又对冷凝模块的几个影响因素进行了如下分析。M、α、A三个值中M值的提高对冷量的提高是最明显直接的,但考虑成本因素,成本会随着M值的增高而上升。技术层面看换热面积A的可提升空间存在限制,且要提高A值与其他的装置联动性较高,需要一同置换,不具备经济性。A和冷却塔的冷却效率联系性极强。其中,冷却模块的材质对α值影响极大,材料的热传导性越好越能提高对流传热系数。当然运用于实际生产时,材质的选择不仅仅要考虑效率问题,还要考虑到材料的经济成本,可加工性、耐侵蚀的能力、在自然界中的稳定性等因素,再在实用性与经济性之间进行权衡。

  为进一步验证,笔者在一天内的不同时间段,以2小时为间隔测试水回收量及回收效率,循环水量为5 500 t/h,经过控制水气回收风机来改变冷空气流量,分为两组,一组为水气回收风机全开,一组水气回收风机半开,共得到6组数据。实验结果如表2所示:

  由表2可知,环境和温度、冷空气流量与凝结、水收水量及收水率存在正相关关系依据这一些因素我们可以得出以下结论,装置中,冷风量、换热面积、换热系数等元素都对核心部件冷凝模块具有较大影响。因此升级冷凝模块的材质构造势在必行。我们应该考虑一下几点

  (1)改善冷凝模块的结构与材质(2)对冷凝模块在热交换面的热侧进行疏水和亲水的分区涂层,用疏水层加快水的导出,用亲水层提高水的收集效率,有效的防止了水膜热阻提高了热交换效率。(3)不断改善冷凝模块的材质结构来提高回收效率,以此来提高水蒸气回收技术(4)掌握不一样的情况下的冷风通量阈值,冷风通量一定的阈值内也能增加水回收量。

  (1)选择正确的运用环境,冷却塔水蒸气回收效率与出塔水蒸气温度,环境和温度有关,出塔水蒸气温度越高环境和温度越低,就能更好的发生水凝,因而该技术针对产温较高的冷却塔,以及较为寒冷的地区能发挥更好的效率,对这些地区更具经济可行性和适应性。

  (2)提升冷凝模块的结构和材质,通过提高冷却风量、冷却换热面积来提高冷却塔蒸发水气回收的效率,结构可选用s折板式,换热材质由玻璃钢、PVC到铝箱金属当然也可以时刻关注行业信息一直更新新材料。

  (3)通过提高冷凝模块的结构材质,不断进行新的技术创新,也能够达到明显提高换热效率和通风面积与冷风量的目的,从而进一步提升蒸发水回收效率,对冷凝模块在热交换面的热侧进行疏水和亲水的分区涂层,疏水层加快水导出,亲水层提高水收集效率,有效的防止水膜热阻,提高热交换效率。以此在CRECT 装置中改善集水系统导出能力,也有助于水的回收效果。

  (4)在CRECT 装置冷凝模块上,,增加捕雾网帮助水蒸气的收集,也能改善回收效果,但更重要的是提高冷凝模块的换热效果。

  以上是本人对冷却塔水蒸气凝水回收工作原理的一些阐述,通过介绍了冷却塔,空冷器的相关概念,并结合冷却塔水蒸气凝水回收装置的描特性描述,解释了冷却塔空冷器的水蒸气中冷凝水的回收过程,并通过对冷却塔水蒸气凝水回收装置的运作方式的分析,找到影响冷却塔水蒸气凝水回收装置效率的因素提出针对性的措施,以此来提升冷却塔水蒸气凝水回收装置的回收效率。希望能对后期的技术运用和技术发展提供一些参考价值。

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