CN109990637A - 废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，属于节能环保技术领域。包括螺旋输送装置、挡水板、折流板、水位传感器、温度传感器、排水泵等。利用螺旋输送装置的夹套构成换热和分离的一体化装置，以物料作为冷媒，根据物料温度变化流程自动分区，实现高温废水降温和废蒸汽冷凝，以及水气分离；采用多个挡水板和折流板，有效提高了废水降温和废蒸汽冷凝的效果，采用高低水位传感器及温度传感器与排水泵联动控制，使得排出废水的温度满足排放温度要求、以及废蒸汽充分冷凝和水汽有效分离，同时实现了高温废水和废蒸汽的余热回收利用，具有显著的节能环保效果。具有成本低廉、工艺简单、效果显著、维护方便、运行可靠等优点。
Description
技术领域
本发明涉及废蒸汽余热回收装置，特别是一种能够实现废水和废蒸汽混合物的冷凝、降温、分离的，一体化的废蒸汽余热回收利用装置。属于节能环保技术领域。
背景技术
在国民经济的很多生产领域都采用蒸汽对进行物料进行浓缩或干燥，产生的大量废蒸汽中常常含有很多的有害气体，不能直排到大气中，需要采用风冷或水冷的方式将其凝结为污水，再分别对污水和残余的废气进行处理。显然，风冷或水冷需要耗费大量的能源，同时废蒸汽潜热中所蕴含的巨大能量也被白白浪费。
目前有不少对废蒸汽进行回收利用的技术，可节约大量能源，但是废蒸汽经过一次利用后，往往变为高温废水和残余废蒸汽的混合物。一方面，需要用专门的汽液分离设备将水和汽分离，但也仅仅是简单分离；另一方面，高温废水一般需要降低到足够低的温度才能进行污水处理，如采用生物污水处理技术，而残余废蒸汽仍然需要做进一步的冷凝和分离，尽量降低其中的水蒸汽含量，才能进行废气净化处理，如UV光解氧化技术。都需要多个不同的设备、需要额外的冷媒，且仍然要浪费不少的能源。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，利用物料作为冷媒，将高温废水和残余废蒸汽的混合物进行二次回收利用，并尽量降低废水温度、减少废气中的水蒸汽含量，同时实现废气和废水的分离。实现显著的节能环保效果，还具有成本低廉、工艺简单、效果显著、维护方便、运行可靠等优点。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，包括螺旋输送装置（1）、夹套（2）、进料口（3）、出料口（4）、排水口（5）、排气口（6）、分离箱（7）、混合入口（8）、上水管（9）、上水泵（10）、连通管（11）。
螺旋输送装置（1）的外层为夹套（2）、首端为进料口（3）、尾端为出料口（4），排水口（5）从进料口（3）侧的夹套（2）底部引出，排气口（6）从出料口（4）侧的夹套（2）顶部引出。
分离箱（7）位于螺旋输送装置（1）的下部，由混合入口（8）将高温废水和废蒸汽混合物从下部送入分离箱（7）中，其中的高温废水由连接在分离箱（7）下部的上水管（9）在上水泵（10）的作用下，送入夹套（2）底部，废蒸汽则通过连通管（11）送入夹套（2）上部，上水管（9）位于靠近排水口（5）侧，连通管（11）位于靠近排气口（6）侧。
进一步地，螺旋输送装置（1）为倾斜安装，进料口（3）低于出料口（4）。
进一步地，包括挡水板（12），安装在夹套（2）内部、排水口（5）和上水管（9）之间的位置。
所述的挡水板（12）为多个，顶部高度位于同一水平线，底部有缝隙。
进一步地，包括折流板（13），安装在夹套（2）内部、排气口（6）和连通管（11）之间的位置。
所述的折流板（13）为多个，依次上下交错安装，且安装在上部的折流板（13）上端封死、安装在下部的折流板（13）底部有缝隙。
进一步地，包括排水泵（14），高水位传感器（15），低水位传感器（16）；高水位传感器（15）和低水位传感器（16）安装在夹套（2）上，实时监测夹套（2）内部废水水位，并与安装在排水口（5）上的排水泵（14）实现联动控制，当夹套（2）内部水位高于高水位传感器（15）位置时，排水泵（14）启动排水，当夹套（2）内部水位低于低水位传感器（16）位置时，排水泵（15）停止排水。
更优地，还包括温度传感器（17），安装在排水口（5）上靠近夹套（2）的位置，实时监测排出的废水温度，并与排水泵（14）实现联动控制，当温度传感器（17）低于设定的废水排放温度或夹套（2）内部水位高于高水位传感器（15）位置时，排水泵（14）启动排水，当温度传感器（17）高于设定的废水排放温度且夹套（2）内部水位低于高水位传感器（15）位置时，排水泵（15）停止排水。
本发明的有益效果是：
1、利用螺旋输送装置的夹套作为换热和分离的一体化装置，以物料作为冷媒，根据物料加热温度变化流程自动分区，为高温废水提供降温区间、为废蒸汽提供冷凝区间，且废蒸汽冷凝后依靠重力自动进入废水区间进行降温，自动实现了水气分离。而且，同时实现了高温废水和废蒸汽的余热回收利用，具有显著的节能环保效果。还具有成本低廉、工艺简单、效果显著、维护方便、运行可靠等优点。
2、结合螺旋输送装置的倾斜安装，多个挡水板的结构设计有效提高了废水的降温效果，多个折流板的结构设计有效提高了废蒸汽的冷凝效果，尽量减少排出的废气中的水蒸汽含量，也进一步提高了节能环保效果。
3、采用高水位传感器和低水位传感器与排水泵联动控制，可保证高温废水的热量被充分利用，也使得排出废水的温度尽可能低，有利于后续的污水处理。
4、采用高水位传感器温度传感器与排水泵联动控制，可保证在水位不超限的情况下，排出废水的温度满足设定的废水排放温度，同时，也尽量为废蒸汽提供更大的换热面积，提高余热回收利用率，具有更好的节能环保效果。
5、除对高温废水和废蒸汽的混合物进行二次利用和处理外，还能够直接针对废蒸汽进行一次利用和处理，整个装置结构更为简化，适应性更强。
附图说明
图1：废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置结构示意图。
图中：1-螺旋输送装置、2-夹套、3-进料口、4-出料口、5-排水口、6-排气口、7-分离箱、8-进液口、9-上水管、10-上水泵、11-连通管、12-挡水板、13-折流板、14-排水泵、15-高水位传感器，16-低水位传感器、17-温度传感器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
如图1所示为废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置的结构示意图，所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置包括螺旋输送装置（1）、夹套（2）、进料口（3）、出料口（4）、排水口（5）、排气口（6）、分离箱（7）、混合入口（8）、上水管（9）、上水泵（10）、连通管（11）、挡水板（12）、折流板（13）、排水泵（14）、高水位传感器（15），低水位传感器（16）、温度传感器（17）。
图1中，螺旋输送装置（1）为倾斜安装，进料口（3）低于出料口（4）。螺旋输送装置（1）的外层为夹套（2）、首端为进料口（3）、尾端为出料口（4），排水口（5）从进料口（3）侧的夹套（2）底部引出，排气口（6）从出料口（4）侧的夹套（2）顶部引出。被加热物料一般温度较低，在食品或饲料加工等行业，物料中甚至含有冰块或者是冰冻状态，因此可以将物料作为理想的冷媒。
分离箱（7）位于螺旋输送装置（1）的下部，由混合入口（8）将高温废水和废蒸汽混合物从下部送入分离箱（7）中，其中的高温废水由连接在分离箱（7）下部的上水管（9），在上水泵（10）的作用下，送入夹套（2）底部，废蒸汽则通过连通管（11）送入夹套（2）上部，上水管（9）位于靠近排水口（5）侧，连通管（11）位于靠近排气口（6）侧。高温废水和废蒸汽混合物一般温度在100℃上下。
图1中，挡水板（12）安装在夹套（2）内部、排水口（5）和上水管（9）之间的位置。多个挡水板（12）又将废水的换热区域分成多个区间，由于顶部高度位于同一水平线，废水可以通过顶部快速流向下一区间；底部有缝隙，废水同时经底部缓慢进入下一区间。增加了废水的停留时间、促进了废水的紊流换热效果。从而有效提高了废水的降温效果，也进一步提高了节能环保效果。
图1中，折流板（13）安装在夹套（2）内部、排气口（6）和连通管（11）之间的位置。多个折流板（13）依次上下交错安装，且安装在上部的折流板（13）上端封死，增大废蒸汽的换热行程，有效提高了废蒸汽的冷凝效果，尽量减少排出的水蒸汽含量。安装在下部的折流板（13）底部有缝隙，使得产生的冷凝水在重力作用下自动进入废水区间进行降温。
图1中，以多个挡水板（12）的顶部构成的水平线为基准，高水位传感器（15）和低水位传感器（16）位于所述水平线的上下两侧；当夹套（2）内部水位高于高水位传感器（15）位置时，排水泵（14）启动排水，当夹套（2）内部水位低于低水位传感器（16）位置时，排水泵（15）停止排水。这是利用水位进行排水控制的方案，可保证高温废水的热量被充分利用，排出废水的温度可能会远低于设定的废水排放温度，有利于后续的污水处理。
图1中，还可结合温度传感器（17）进行控制，当温度传感器（17）低于设定的废水排放温度或夹套（2）内部水位高于高水位传感器（15）位置时，排水泵（14）启动排水，当温度传感器（17）高于设定的废水排放温度且夹套（2）内部水位低于高水位传感器（15）位置时，排水泵（15）停止排水。这是利用温度和水位联合进行排水控制的方案，可保证在水位不超限的情况下，排出废水的温度满足设定的废水排放温度，同时，也尽量为废蒸汽提供更大的换热面积，尽量减少排出的废气中的水蒸汽含量，提高余热回收利用率，具有更好的节能环保效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施实例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，其特征在于：包括螺旋输送装置（1）、夹套（2）、进料口（3）、出料口（4）、排水口（5）、排气口（6）、分离箱（7）、混合入口（8）、上水管（9）、上水泵（10）、连通管（11）；
螺旋输送装置（1）的外层为夹套（2）、首端为进料口（3）、尾端为出料口（4），排水口（5）从进料口（3）侧的夹套（2）底部引出，排气口（6）从出料口（4）侧的夹套（2）顶部引出；
分离箱（7）位于螺旋输送装置（1）的下部，由混合入口（8）将高温废水和废蒸汽混合物从下部送入分离箱（7）中，其中的高温废水由连接在分离箱（7）下部的上水管（9）在上水泵（10）的作用下，送入夹套（2）底部，废蒸汽则通过连通管（11）送入夹套（2）上部，上水管（9）位于靠近排水口（5）侧，连通管（11）位于靠近排气口（6）侧。
2.根据权利要求1所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，其特征在于：螺旋输送装置（1）为倾斜安装，进料口（3）低于出料口（4）。
3.根据权利要求1所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，其特征在于：包括挡水板（12），安装在夹套（2）内部、排水口（5）和上水管（9）之间的位置。
4.根据权利要求3所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，其特征在于：所述的挡水板（12）为多个，顶部高度位于同一水平线，底部有缝隙。
5.根据权利要求1所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，其特征在于：包括折流板（13），安装在夹套（2）内部、排气口（6）和连通管（11）之间的位置。
6.根据权利要求5所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，其特征在于：所述的折流板（13）为多个，依次上下交错安装，且安装在上部的折流板（13）上端封死、安装在下部的折流板（13）底部有缝隙。
7.根据权利要求1所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，其特征在于：包括排水泵（14），高水位传感器（15），低水位传感器（16）；
高水位传感器（15）和低水位传感器（16）安装在夹套（2）上，实时监测夹套（2）内部废水水位，并与安装在排水口（5）上的排水泵（14）实现联动控制，当夹套（2）内部水位高于高水位传感器（15）位置时，排水泵（14）启动排水，当夹套（2）内部水位低于低水位传感器（16）位置时，排水泵（15）停止排水。
8.根据权利要求7所述的废汽废水冷凝降温及分离的一体化余热回收装置，其特征在于：包括温度传感器（17），安装在排水口（5）上靠近夹套（2）的位置，实时监测排出的废水温度，并与排水泵（14）实现联动控制，当温度传感器（17）低于设定的废水排放温度或夹套（2）内部水位高于高水位传感器（15）位置时，排水泵（14）启动排水，当温度传感器（17）高于设定的废水排放温度且夹套（2）内部水位低于高水位传感器（15）位置时，排水泵（15）停止排水。
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