循環(huán)水冷卻塔蒸汽回收除霧技術(shù)

1、間冷開式循環(huán)水冷卻塔上應(yīng)用CRECT蒸發(fā)水汽回收系統(tǒng)探討我國是一個(gè)水資源十分貧乏的國家，一些地區(qū)水資源已成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要因素之一。石油化工、發(fā)電等行業(yè)是工業(yè)耗水大戶，其中循環(huán)水冷卻塔的耗水量約占整個(gè)耗水量的45%以上。冷卻塔內(nèi)水量散失主要是因蒸發(fā)散熱使部分水相變?yōu)樗魵馍⑷肟諝庵?，不但造成水的流失，有時(shí)因水霧大還造成很多環(huán)境問題。因此回收降低冷卻塔的蒸發(fā)水耗，意義重大。多年來，人們采取了很多技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)冷卻塔的節(jié)水。目前有冷卻塔內(nèi)加設(shè)高效收水器、高壓靜電收水和水輪式旋轉(zhuǎn)布水器消除飄水現(xiàn)象等收水措施。但大多只是收回空氣中攜帶的水滴，高壓靜電收水也是只收集粒徑小于200300m的小水滴。C

2、RECT蒸發(fā)水汽回收系統(tǒng)工業(yè)試驗(yàn)裝置可實(shí)現(xiàn)對(duì)飽和空氣中的水蒸氣進(jìn)行回收，這部分蒸發(fā)水汽水量大，同時(shí)達(dá)到了蒸餾水的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。1.CRECT蒸汽回收技術(shù)原理1.1冷卻塔蒸發(fā)水汽回收原理介紹冷卻塔主要靠從塔底抽進(jìn)的塔外冷空氣與冷卻熱水通過接觸進(jìn)行熱量的交換。塔外冷空氣是低度水蒸氣和干空氣的混合物，進(jìn)塔前冷空氣中的水蒸氣含量較少。在冷卻塔運(yùn)行過程中，水經(jīng)過冷卻塔填料層時(shí)，氣水充分接觸混合，氣中水的分壓達(dá)到了當(dāng)時(shí)溫度所對(duì)應(yīng)的飽和壓力，進(jìn)入冷卻塔的冷空氣便成為了飽和熱濕空氣。在冷卻塔內(nèi)除水器上部基本上是以飽和熱濕空氣的形式存在的。在冷卻塔內(nèi)除水器上部，飽和熱濕空氣在塔內(nèi)逐漸上升，與塔外進(jìn)入的冷空氣進(jìn)行接觸

3、，熱濕空氣溫度逐漸下降，并逐步呈過飽和狀態(tài)，形成小水滴，開始凝結(jié)成水霧;至塔頂處，水汽凝結(jié)達(dá)到最大程度，這便是通常在塔頂看到的霧氣團(tuán)。當(dāng)具備了充足的水汽，上升過程中遇到凝結(jié)核以后，形成的小水滴會(huì)凝結(jié)形成大水滴。在蒸發(fā)水汽出塔前，采用一定的設(shè)備，就可以回收冷卻塔飽和蒸發(fā)水汽，達(dá)到節(jié)水和保護(hù)環(huán)境的雙重目的。CRECT蒸發(fā)水汽回收裝置是利用環(huán)境大氣與冷卻塔塔頂飽和蒸發(fā)水汽的溫差，核心部件冷凝模塊采用合成熱導(dǎo)新材料，集降溫、凝水、親水聚結(jié)、疏水集水等新技術(shù)于一身，實(shí)現(xiàn)了塔頂蒸發(fā)水汽的回收。CRECT間冷式冷卻塔蒸發(fā)水汽回收系統(tǒng)主要通過具有特殊結(jié)構(gòu)的冷凝模塊經(jīng)過以下兩個(gè)工藝過程進(jìn)行蒸發(fā)水汽的收集:一是給

4、飽和蒸發(fā)水汽降溫;二是提供水蒸氣凝結(jié)的核。將冷凝模塊置于冷卻塔內(nèi)除水器上部的過飽和高溫濕空氣中，通過冷凝模塊中熱導(dǎo)新材料導(dǎo)熱的高效性在環(huán)境冷風(fēng)和高溫飽和濕空氣之間快速、高效地傳遞熱量，從而在冷凝模塊中實(shí)現(xiàn)飽和蒸汽的冷凝和凝結(jié)水的收集，實(shí)現(xiàn)塔頂蒸汽的回收。原理示意如圖1。2.CRECT系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1應(yīng)用設(shè)計(jì)依據(jù)(1)CRECT冷卻塔蒸發(fā)水汽回收率設(shè)定為20%。(2)CRECT蒸發(fā)水汽回收工業(yè)試驗(yàn)裝置應(yīng)用于循環(huán)水運(yùn)行水量4000t/h循環(huán)量的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。冷卻塔基礎(chǔ)數(shù)據(jù)如表1所示。3)冷卻塔設(shè)計(jì)規(guī)范。2.2CRECT冷卻塔蒸汽回收裝置冷源計(jì)算根據(jù)推薦蒸發(fā)量計(jì)算公式，計(jì)算冷卻塔的蒸發(fā)量。公式如下:

5、式中:E水的蒸發(fā)量，m3/h;R循環(huán)水量，m3/h;進(jìn)塔空氣干球溫度，;T1，T2進(jìn)塔和出塔水溫，。取當(dāng)?shù)厝昶骄鶞囟?以2008年計(jì)):=14.1，溫差T=T1T2=8.3計(jì)算:E=1.064%R即蒸發(fā)量為循環(huán)水量的1.064%，其占補(bǔ)水量的80%。以2000t/h的循環(huán)水為例，小時(shí)蒸發(fā)量:2000×1.064%=21.3t其中20%回收，小時(shí)回收水量4.3t。水蒸氣40氣化潛熱:2401kJ/kg總的冷源需要量:總冷源量=4300kg×2401kJ/kg=1032×104kJ。2.3冷風(fēng)冷卻系統(tǒng)計(jì)算根據(jù)公式H=Ht1Ht2計(jì)算得:H=10.2kJ/kg總熱量=

6、1032×104KJ/hHJ=H=1.004t+d×(2501+1.88t)H=(1.004+1.88d)t=1.1t地區(qū)平均溫差:4015=26計(jì)算冷卻風(fēng)量:40×10m3/h3.CRECT冷卻塔蒸汽回收裝置運(yùn)行裝置運(yùn)行測(cè)試主要是檢查收水效果并計(jì)算回收水率。首先根據(jù)收水量、上下塔水溫的溫差和上塔溫度與環(huán)境溫度的溫差及循環(huán)量，推薦蒸發(fā)量計(jì)算公式計(jì)算冷卻塔的蒸發(fā)量，水回收率趨勢(shì)如圖2所示。當(dāng)化工生產(chǎn)裝置的負(fù)荷不發(fā)生變化時(shí)，上下水溫差t1變化較小，冷卻塔蒸發(fā)量變化不大。水的回收率主要與上塔水溫和環(huán)境干球溫度的差值t2有關(guān)。從圖2中可以看到，如要達(dá)到20%以上的水回收率

7、，要求t2在8以上。在運(yùn)行檢測(cè)期間，工況在t28時(shí)，小時(shí)回收水量占冷卻塔蒸發(fā)量的比例均值為22.2%。因此，可以設(shè)定本CRECT裝置達(dá)到20%的水回收率的運(yùn)行條件為t2應(yīng)該保持在8以上。4.結(jié)果討論(1)CRECT蒸發(fā)水汽回收裝置試運(yùn)行測(cè)試結(jié)果表明:該裝置適用于上塔水溫與環(huán)境干球溫度的溫差在8以上工況下，回收量占冷卻塔蒸發(fā)量的比例平均為22.2%，達(dá)到本項(xiàng)目水回收20%的設(shè)計(jì)要求。在北方地區(qū)，冷卻塔回水溫度在冬季可以達(dá)到3236，夏季可以達(dá)到3539，除了八、九月份的白天，全年大部分時(shí)間可以滿足上塔水溫與環(huán)境干球溫度的溫差在8以上的工況。因此，利用CRECT冷卻塔蒸發(fā)水汽回收裝置進(jìn)行蒸發(fā)水汽回收在條件上是允許的，技術(shù)上是可行的。對(duì)節(jié)約水資源和保護(hù)環(huán)境能起到雙重效果。(2)CRECT蒸發(fā)水汽回收裝置回收水水質(zhì)達(dá)到二級(jí)蒸餾水標(biāo)準(zhǔn)。回收水的用途非常廣泛。由于優(yōu)良的水質(zhì)，其回收價(jià)值是存在的，回收效益是可觀的。(3)根據(jù)冷卻塔出塔風(fēng)速的測(cè)定顯示，CRECT收水裝置對(duì)進(jìn)出塔風(fēng)量有影響但并不明顯。同時(shí)塔原有結(jié)構(gòu)沒有發(fā)生改變，回收節(jié)水裝置對(duì)風(fēng)量存在的影響，可通過提高風(fēng)機(jī)電機(jī)功率和調(diào)整風(fēng)機(jī)扇葉角度進(jìn)行彌補(bǔ)。5.工業(yè)化