[发明专利]一种基于温差换热的自然对流冷却塔系统及其处理工艺

说明书

本发明公开了一种基于温差换热的自然对流冷却塔系统及其处理工艺，该系统包括对流冷却塔，对流冷却塔底部换热空气过流区内设置有换热填料单元，换热填料单元下方设有循环水池。利用换热后的高温空气在冷却塔内的自拔力，作为低温环境空气流动穿过换热填料单元的驱动力，驱动低温气流水平穿过换热填料单元，低温气流与高温循环水在换热填料单元内通过换热填料层进行间接换热，实现换热过程只有水、气温度改变，而无水分蒸发流失，在节约水资源的同时，消除冷却塔白烟现象。

技术领域

本发明涉及资源与环境保护领域，具体涉及一种基于温差换热的自然对流冷却塔系统及其处理工艺。

背景技术

冷却塔主要用于工业循环热水的降温冷却，为工业热水循环利用不断提供冷源，冷却塔主要利用低温环境空气对工业循环热水进行换热，取走热水中的热量。现有的机力冷却塔基本上都是采用焓差换热的循环水冷却方式，即将热水与空气直接接触、换热。低温环境空气与热水换热过程中，受高温热水挥发气化影响，完成换热的空气既有温度提升又有湿度提升。为了提高水汽换热效率，降低工业循环热水换热的投资及占地，目前对工业循环热水降温主要采用机力冷却塔，利用风机提供低温气流动力，强化气流换热，冷却塔运行能耗普遍较高。

目前，为了保证循环热水冷却效果，冷却塔均按照夏天的运行工况进行设计，在冬季低温环境下，环境空气温度较低、湿度大，且环境空气稳定度较高，由于采用了焓差换热的方式进行气水直接换热，冷却塔在运行过程中向环境排放大量的高温、高湿气体，进入环境空气中的高温、高湿气体与环境空气迅速换热降温，水蒸气冷凝过程产生大量液态水雾滴，难以扩算，进一步在环境大气中形成逆湿层，增加环境空气稳定度，不利用环境空气中污染物的扩散，同时产生大量白烟现象，进而导致环境质量大幅度下降，严重时会出现冬季区域性雾霾现象。

发明内容

本发明的目的就是为了解决背景技术中的不足之处，提供一种基于温差换热的自然对流冷却塔系统及其处理工艺，其利用换热后的高温空气在冷却塔内的自拔力，作为低温环境空气流动穿过换热填料单元的驱动力，驱动低温气流在换热填料单元对高温循环水进行换热、冷却；水、气在换热填料内分区沿垂直方向错流流动，高温循环水与低温环境空气以换热填料间壁为换热媒介进行间接接触、换热，实现整个换热过程只有水、气温度改变，而无水分蒸发流失，在节约水资源的同时，消除冷却塔白烟现象。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于温差换热的自然对流冷却塔系统，包括对流冷却塔，对流冷却塔底部周围设置有若干换热空气过流区，各换热空气过流区内设置有若干换热填料单元，换热填料单元下方设置有循环水池，对流冷却塔用于对完成换热的高温环境空气进行导流，利用高温环境空气的浮力在向排气直段排放高温空气时形成的自拔力，并在对流塔底座内部形成负压，作为外部低温空气穿过填料层单元的推动力，实现冷却系统无外加能量运行。换热填料单元用于高温循环热水、换热填料及低温环境空气中间的换热，实现高温循环热水冷却降温。

所述换热填料单元包括填料箱体、主布水喷淋层、换热填料、分水盘、溢流口和次布水喷淋层，填料箱体横向两侧贯通，主布水喷淋层位于填料箱体内顶部，填料箱体内主布水喷淋层下方纵向设置有若干层换热填料，高温热水与低温环境空气在换热填料层内进行间接换热，纵向相邻的两换热填料之间分别设置有分水盘，用于接收上方填料降落的循环水，并且该分水盘用于切换每层填料层内外侧循环水的喷淋位置，保证循环水均匀冷却，提高循环水冷却效率；各分水盘下方设置有次布水喷淋层，填料箱体底部设有溢流口，且该溢流口通过溢流管道分布于循环水池上方。