一种工业循环水处理方法及系统与流程

1.本发明涉及工业循环水处理技术领域，尤其涉及一种工业循环水处理方法及系统。


背景技术：

2.工业循环水约占工业用水量的百分之九十以上。工业循环水冷却常用的是冷却塔冷却模式，冷却塔通过水和空气接触的自然蒸发进行冷却，在整个冷却过程中，有大量的余热排放。
3.近年来，各工业企业已经对较高温度的余热进行了回收利用，但对低温余热，尤其是温度低于100℃的余热不够重视。这些余热然品位很低，但数量巨大，占工业企业余热总量的80％左右，而循环水的热量又占到低品位热源总热量的80％以上，这一部分热量因为没有有效的回收利用办法，只能释放到空气中，导致能源的浪费。
4.六合机——超临界水循环发电设备的出现，为我们提供了一种可以解决工业循环水低温热量回收发电的问题，同时也解决了水蒸发损失、污水排放等问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种工业循环水处理方法及系统，旨在解决现有技术中的工业循环水冷却过程中的热量因为没有有效的回收利用，只能释放到空气中，导致能源浪费的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的一种工业循环水处理方法，包括以下步骤：
7.将工业循环水通过封闭管道接入六合机的换热单元，进行换热处理，并输出冷却水；
8.将所述六合机中的液体工质接入所述换热单元，进行换热处理，并将所述液体工质吸取的热能进行热电转换，获得电能。
9.其中，将工业循环水通过封闭管道接入六合机的换热单元，进行换热处理，并输出冷却水，所述方法还包括：
10.利用换热器将所述工业循环水的进水温度控制为40℃
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85℃。
11.其中，将工业循环水通过封闭管道接入六合机的换热单元，进行换热处理，并输出冷却水，所述方法还包括：
12.将所述工业循环水的出水温度控制为30℃。
13.其中，将所述六合机中的液体工质接入所述换热单元，进行换热处理，并将所述液体工质吸取的热能进行热电转换，获得电能，所述方法还包括：
14.所述液体工质为液态二氧化碳。
15.一种工业循环水处理系统，包括六合机、循环水热水管路和循环水冷水管路；
16.所述循环水热水管路与所述六合机连通，并位于所述六合机的一侧，所述循环水冷水管路与所述六合机连通，并位于所述六合机远离所述循环水热水管路的一侧。
17.本发明的工业循环水处理方法及系统，首先，将工业循环水接入所述六合机的所述制冷单元中，制冷过程中工业循环水不与空气直接接触，进而不会产生蒸发、渗漏、风损等水损失，确保工业循环水在不补充水量的前提下循环使用，同时，将所述六合机中的所述液体工质接入所述换热单元中，与工业循环水进行热交换，工业循环水冷却后排出，所述液体工质受热产生所述气体工质，所述六合机驱动所述气体工质流动做功，转化为电能，解决工业循环水的降温问题，同时解决了外排和水损失问题，并最大化利用余热产生电能，有利于节约能源。
附图说明
18.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1是本发明的工业循环水处理方法的步骤图。
20.图2为本发明的实施例一的净环水冷却解决方法示意图。
21.图3为本发明的实施例二的浊环水冷却解决方法示意图。
22.图4为本发明的实施例三的群组并联冷却方法示意图。
23.图5是本发明的工业循环水处理系统的原理图
24.10
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六合机、11
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循环水热水管路、12
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循环水冷水管路、13
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循环泵、14
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三通阀、100
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工业循环水处理系统。
具体实施方式
25.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
27.在本发明的描述中，“六合机”是给低温超临界水循环发电设备起的通用名称，非产品商标。
28.请参阅图1，本发明提供了一种工业循环水处理方法，包括以下步骤：
29.s101：利用换热器将工业循环水的进水温度控制为40℃
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85℃，并通过密闭管道将其接入所述六合机10的换热单元，进行换热处理，并输出温度为30℃的冷却水。
30.s102：将所述六合机中10的液态二氧化碳接入所述换热单元，进行换热处理，并将所述液态二氧化碳吸取的热能进行热电转换，获得电能。
31.在本实施方式中，首先，所述六合机10的接驳进出口处均采用全封闭管路，促使制冷过程中工业循环水不与空气直接接触，进而不会产生蒸发、渗漏、风损等水损失，确保工
业循环水在不补充水量的前提下循环使用；然后，将温度为40℃
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85℃的工业循环水接入所述六合机10的所述换热单元中，其中，对于高于此温度范围的工况和工业循环水浊环水热源，需要采用独立专用换热器换热，所述换热单元选用型号为cpf01的换热器，换热器是将热流体的部分热量传递给冷流体的设备，对工业循环水进行换热处理，并根据计算设定的换热面积，能够使所述换热单元中的工业循环水达到恒定冷却水温后再排出，此时设定恒定冷却温度为30℃；在工业循环水进入所述换热单元中的同时，所述六合机10中的储液罐中的所述液态二氧化碳输入所述换热单元中，与工业循环水进行换热处理，工业循环水降温后排出，所述液态二氧化碳吸热相变，形成所述超临界二氧化碳饱和气体，所述超临界二氧化碳饱和气体进入高压储罐中进行储存，然后再进入泄压罐中，泄压罐中提前放有设定量的水，并数量为多个，可形成泄压罐组，高压储罐按照预设控制程序，分别给泄压罐注入所述超临界二氧化碳饱和气体，每个泄压罐按照控制程序要求完成注水、注气、保压和泄压环节，第一个泄压罐完成泄压环节，第二个泄压罐开始泄压，依次类推，实现泄压罐组内循环工作，泄压罐组内循环工作是给水轮机提供持续稳定的压力和流量的冲击水流，水轮机在持续水流的冲击下输出稳定转速和扭矩，并带动发电机运转，当发电机转速达到额定转速时，发电机对外输出电能，进而实现热量转化为机械能，机械能转化为电能，其中，所述六合机10在进行工业循环水冷却过程中，可以根据实际情况，采用多路进、出水管道并联，满足需要，进、出水管路的数量是多个，还可以根据工业循环水管路总流量，所述六合机10以组为单位并联接驳循环水管路，每组为1
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n个，实现不间断冷却，进而能够使电力不间断输出；当高压水气流冲击水轮机做完功后，分别经气、水回收管路进入分离罐中，分离罐的作用是回收做完功的水和二氧化碳气体，并进行气水分离(分离二氧化碳气体中水蒸汽)，分离(水蒸气)后二氧化碳气体通过气态管路进入压缩机进行压缩相变，形成液体二氧化碳回到储液罐中，至此，二氧化碳的循环完成；分离罐中水通过内部循环水循环泵，经回水管路分别给泄压罐补水，各个泄压罐的工作指令由控制系统控制相应的阀门，以保证气路、水路畅通，当泄压罐需要补水时，打开泄压罐上排气阀门，循环泵补水，泄压罐内二氧化碳气体通过气态回收管路回到分离罐，泄压罐补水完成，关闭泄压罐排气阀门，这样，水在系统中的循环过程完成，泄压罐组中各个泄压罐，按照控制系统程序依次完成单个泄压罐的高压气体注入、泄压做功、排气补水环节；至此，二氧化碳和水在所述六合机10的内部循环，充分利用余热，使工业循环水不会产生蒸发、渗漏、风损等水损失，确保工业循环水在不补充水量的前提下循环使用，同时产生电能，有利于节约能源。
32.请参阅图2至图5，一种工业循环水处理系统，包括六合机10、循环水热水管路11和循环水冷水管路12；
33.所述循环水热水管路11与所述六合机10连通，并位于所述六合机10的一侧，所述循环水冷水管路12与所述六合机10连通，并位于所述六合机10远离所述循环水热水管路11的一侧。
34.在本实施方式中，首先，工业循环水通过所述循环水热水管路11进入所述六合机10中，与所述六合机10的换热单元进行热交换，降温后通过所述循环水冷水管路12排出，而后能够进行循环使用，节约水资源，其中，所述六合机10可以由一台进、出水管路各一条的六合机构成单一型冷却机组，也可以由一台进、出水管路各多条的六合机组成复合型冷却机组，也可以由多个单一型冷却机组和复合机组组成的六合机群组工业循环水冷却系统，
并能将热能回收利用，提高能源的利用率。
35.进一步的，所述工业循环水处理系统100还包括循环泵13和三通阀14，所述循环泵13与所述循环水冷水管路12连接，所述三通阀14与所述六合机10连接。
36.在本实施方式中，在所述循环水热水管路11和所述循环水冷水管路12之间，以并联方式接入所述六合机10，所述六合机10单机流量
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n≥循环水总流量，如此做法可以满足各类循环水系统的要求，也可以起到完全替代冷却塔的作用。产生的循环水热水流入所述循环水热水管路11，通过所述三通阀14进入所述六合机10群组进行机械制冷，冷却后的循环水冷水进入所述循环水冷水管路12，通过所述循环泵13回到工业设备或工业介质处循环制冷。因为所述六合机10群组已经实现了循环水冷却，所以循环水不再通过射水泵进入冷却水塔进行蒸发冷却。
37.本发明提供的实施例一：净环水冷却解决方法。图2反映了该实施例的原理图。以下详细说明本原理图：工业热介质(液态)通过工业热介质(液态)管路进入企业热换器进行冷却换热，冷却后的(液态)介质进入工业冷介质(液态)管路。企业循环水(净环水)冷水通过企业循环水(净环水)冷水管路进入企业热换器和热介质换热，产生的企业循环水(净环水)热水进入企业循环水(净环水)热水管路，通过六合机系统或六合机系统群组进行机械制冷，冷却后的企业循环水(净环水)冷水进入企业循环水(净环水)冷水管路继续返回企业换热器和热介质换热，形成企业循环水(净环水)闭式冷却循环。
38.本发明提供的实施例二：浊环水冷却解决方法。图3反映了该实施例的原理图。以下详细说明本原理图：工业烟气、尾气、乏汽、浊环水热介质通过热介质管路进入企业专业换热器进行冷却换热，冷却后的烟气、尾气、乏汽、浊环水冷介质进入冷介质管路。六合机系统及六合机群组和企业专业换热器之间构建除盐水全封闭循环通路，除盐水冷水通过除盐水热水管路进入企业专业换热器和热介质换热，产生的除盐水热水通过除盐水冷水管路，进入热水储水罐，热水储水罐根据六合机系统及六合机群组所需要的流量，通过除盐水热水入口管路进入六合机系统及六合机群组机械制冷并发电，冷却后的除盐水通过除盐水冷水出口管路进入冷水储水罐，然后通过除盐水热水管路回到企业专业换热器形成闭式循环。
39.本发明提供的实施例三：群组并联冷却方法。图4反映了该实施例的原理图。以下详细说明本原理图：工业热介质通过工业热介质管路进入企业换热器进行冷却换热，冷却后的介质进入工业冷介质管路。企业循环水冷水通过循环水冷水管路进入企业换热器和热介质换热，产生的循环水热水进入循环水热水管路，通过多台并联的六合机系统群组进行机械制冷，冷却后的企业循环水冷水进入循环水冷水管路继续进入企业换热器和热介质换热，形成闭式循环。企业循环水不再通过冷却水塔热水管路进入循环冷却水塔自热蒸发冷却后回到冷却水塔冷水管路进行循环。
40.充分利用较低的余热，在对工业循环水进行降温的同时，利用所述六合机10自身生成电能，有利于节约能源。
41.以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。