[发明专利]湿式冷却塔的节水防雾方法与装置

说明书

技术领域

本发明属于冷却塔领域，涉及一种湿式冷却塔的节水防雾方法与装置，适用于石油、石化、化工、冶金、纺织、造纸、火电等所有需要用冷却塔对水进行冷却的领域。

背景技术

冷却塔是通过空气和水的接触（直接或间接接触）来冷却水的装置，广泛应用在各种工业领域中，如工况领域中的石油、化工、冶金、纺织、造纸、火电等。水与空气直接接触的称为湿式冷却塔，水与空气间接接触的称为干式冷却塔。在逆流湿式冷却塔中，流过水表面的空气与水直接接触，通过接触传热和蒸发散热，把水中的热量传递给空气。在此过程中，水因蒸发造成损耗，排入到大气中，这部分损耗称为冷却塔的蒸发损失，是冷却塔水损失的主要因素。同时，蒸发又使得循环冷却水浓度升高。为了稳定水质，就必须排掉一部分高浓度的水，这部分水损失即为冷却塔的排污损失。从冷却塔排出的热湿气流中，还夹带着很多微小的液滴，其中粒径大于10μm的占到了98%或更高，这部分损失即为风吹损失，损失量占到了冷却塔循环水量的0.5-1%。上述3种途径的水分损失占到了企业总耗水量的50%或更高，其中80%或更多的水以水蒸气或者液滴的形式被外排至大气中。因此，做好冷却塔的节水工作对企业的节水起着至关重要的作用。

水在重力作用下从配水管里通过淋水装置自上而下地流动，空气则由于塔上部风机的带动作用，迎着水流自下而上地流动，逆流接触大大增加了气液换热的效果。然而，气流在冷却塔内与热水接触进行热交换后，除带走水中的热量外，不可避免地带走大量的水分。另外，由于循环水长期使用，加之很多冷却塔为敞开式系统，周围的灰尘会进入冷却水中，使得冷却水中污染物浓度不断增高，这类污染物不仅包含一些灰尘微粒、无机态离子、氨氮离子，而且含有很多有机类污染物质，如酸、酚、酮、醇、酯类化合物等。这样，排出的液滴不仅造成企业供水系统大量水资源的浪费，使冷却塔排气段呈现出一种“人造云朵”的景象，同时造成了冷却塔构筑物周围地区环境的恶化，造成冷却塔周边冷却水管产生生锈腐蚀，影响冷却水的水处理质量，特别是在冬季会引起周围设备和建筑物结冰。为了减少水量损失，防止污染大气环境，需在配水器上方设置收水器。收水器的作用是将气流中夹带的水滴以及其中所夹带的污染物质截流回收。

中国专利申请CN 200920121304.8公开了一种收水器，叶片本体的剖面呈S形曲线，叶片本体的表面设有凸条，所述凸条的方向与叶片的方向一致。当高速带水气流进入收水器时，凸条起到了阻挡和隔断作用，以防水滴顺气流冲出收水器，一定程度上提高了收水效率。但是，上述结构的冷却塔收水器也存在如下问题：收水效率仍然不高，冷却塔上方依旧存在大量水雾，而且凸条的存在大大增加了风阻，造成了冷却塔能耗的急剧增加，增加了企业的成本。

中国专利申请CN 200680047432.1提出了一种百叶窗格栅形收水器，虽然结构上较上述S型叶片收水器有所改进，冷却塔能耗有所降低，但是除雾收水效果却依然不理想，在循环水量为700m³/h的情况下，每小时补水仍然需要10吨左右，补水率降至1.42%，较之前的补水率仅仅下降了29%。冷却塔排气中，漂滴损失率在0.15%左右，即每小时仅风吹损失量就达到了1.05吨水。因此，冷却塔的收水问题仍然没有得到合适的解决。

美国专利申请US 3731461公开了三种不同结构形式的收水器，一类是弧线型，一类是单折线型，另一类是折线加弧线型式。这类形式的收水器其结构形式与上述中国专利申请中公开的基本类似，收水原理都是靠改变介质的流通通道，利用撞击分离原理来实现液滴回收。其收水效率起初能达到85%，然而随着使用时间的增长，收水效率逐渐下降。运行3年之后，收水能力即降到原来的70%左右，补水率增至1.5%，大量的水分被冷却塔排气夹带走。除此，压降也在逐渐增大，能耗逐渐增加，其适用能力不断降低。

总之，由于现有技术存在的问题，因此本领域迫切需要开发成本低且效果好的、能适合长周期运转的湿式冷却塔的节水防雾方法与装置。

发明内容

本发明提供了一种新颖的湿式冷却塔的节水防雾方法与装置，从而解决了现有技术中存在的问题。

一方面，本发明提供了一种湿式冷却塔的节水防雾方法，该方法包括：

（a）在湿式冷却塔的排气通道中均布一层或多层压力降小于10mm水柱的气-液微旋流分离器，用于捕集排气中所夹带的雾滴以及包含于其中的污染物质；

（b）雾滴经旋流捕集后汇集，净化后的气体外排至大气中；以及

（c）汇集的捕集液经净化处理后循环利用。