循環(huán)水冷卻塔蒸汽回收除霧技術

1、間冷開式循環(huán)水冷卻塔上應用CRECT蒸發(fā)水汽回收系統(tǒng)探討我國是一個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耗水量的45%以上。冷卻塔內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措施，實現(xiàn)冷卻塔的節(jié)水。目前有冷卻塔內加設高效收水器、高壓靜電收水和水輪式旋轉布水器消除飄水現(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)試驗裝置可實現(xiàn)對飽和空氣中的水蒸氣進行回收，這部分蒸發(fā)水汽水量大，同時達到了蒸餾水的水質標準。1.CRECT蒸汽回收技術原理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的塔外冷空氣與冷卻熱水通過接觸進行熱量的交換。塔外冷空氣是低度水蒸氣和干空氣的混合物，進塔前冷空氣中的水蒸氣含量較少。在冷卻塔運行過程中，水經(jīng)過冷卻塔填料層時，氣水充分接觸混合，氣中水的分壓達到了當時溫度所對應的飽和壓力，進入冷卻塔的冷空氣便成為了飽和熱濕空氣。在冷卻塔內除水器上部基本上是以飽和熱濕空氣的形式存在的。在冷卻塔內除水器上部，飽和熱濕空氣在塔內逐漸上升，與塔外進入的冷空氣進行接觸

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，開始凝結成水霧;至塔頂處，水汽凝結達到最大程度，這便是通常在塔頂看到的霧氣團。當具備了充足的水汽，上升過程中遇到凝結核以后，形成的小水滴會凝結形成大水滴。在蒸發(fā)水汽出塔前，采用一定的設備，就可以回收冷卻塔飽和蒸發(fā)水汽，達到節(jié)水和保護環(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新材料，集降溫、凝水、親水聚結、疏水集水等新技術于一身，實現(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構的冷凝模塊經(jīng)過以下兩個工藝過程進行蒸發(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的核。將冷凝模塊置于冷卻塔內除水器上部的過飽和高溫濕空氣中，通過冷凝模塊中熱導新材料導熱的高效性在環(huán)境冷風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現(xiàn)飽和蒸汽的冷凝和凝結水的收集，實現(xiàn)塔頂蒸汽的回收。原理示意如圖1。2.CRECT系統(tǒng)設計2.1應用設計依據(jù)(1)CRECT冷卻塔蒸發(fā)水汽回收率設定為20%。(2)CRECT蒸發(fā)水汽回收工業(yè)試驗裝置應用于循環(huán)水運行水量4000t/h循環(huán)量的冷卻循環(huán)水系統(tǒng)。冷卻塔基礎數(shù)據(jù)如表1所示。3)冷卻塔設計規(guī)范。2.2CRECT冷卻塔蒸汽回收裝置冷源計算根據(jù)推薦蒸發(fā)量計算公式，計算冷卻塔的蒸發(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;進塔空氣干球溫度，;T1，T2進塔和出塔水溫，。取當?shù)厝昶骄鶞囟?以2008年計):=14.1，溫差T=T1T2=8.3計算:E=1.064%R即蒸發(fā)量為循環(huán)水量的1.064%，其占補水量的80%。以2000t/h的循環(huán)水為例，小時蒸發(fā)量:2000×1.064%=21.3t其中20%回收，小時回收水量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冷風冷卻系統(tǒng)計算根據(jù)公式H=Ht1Ht2計算得: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計算冷卻風量:40×10m3/h3.CRECT冷卻塔蒸汽回收裝置運行裝置運行測試主要是檢查收水效果并計算回收水率。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)量計算公式計算冷卻塔的蒸發(fā)量，水回收率趨勢如圖2所示。當化工生產(chǎn)裝置的負荷不發(fā)生變化時，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。從圖2中可以看到，如要達到20%以上的水回收率

7、，要求t2在8以上。在運行檢測期間，工況在t28時，小時回收水量占冷卻塔蒸發(fā)量的比例均值為22.2%。因此，可以設定本CRECT裝置達到20%的水回收率的運行條件為t2應該保持在8以上。4.結果討論(1)CRECT蒸發(fā)水汽回收裝置試運行測試結果表明: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%，達到本項目水回收20%的設計要求。在北方地區(qū)，冷卻塔回水溫度在冬季可以達到3236，夏季可以達到3539，除了八、九月份的白天，全年大部分時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)水汽回收裝置進行蒸發(fā)水汽回收在條件上是允許的，技術上是可行的。對節(jié)約水資源和保護環(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達到二級蒸餾水標準?；厥账挠猛痉浅V泛。由于優(yōu)良的水質，其回收價值是存在的，回收效益是可觀的。(3)根據(jù)冷卻塔出塔風速的測定顯示，CRECT收水裝置對進出塔風量有影響但并不明顯。同時塔原有結構沒有發(fā)生改變，回收節(jié)水裝置對風量存在的影響，可通過提高風機電機功率和調整風機扇葉角度進行彌補。5.工業(yè)化