本實用新型涉及工業(yè)節(jié)能降耗和環(huán)保領域，尤其涉及一種濕式冷卻塔除霧收水裝置。

背景技術：

冷卻塔作為一種有效的循環(huán)水冷卻設備，在電力、化工、冶金、造紙及紡織等需要大量冷卻水的行業(yè)被廣泛使用。其中，濕式冷卻塔是使用最多的冷卻塔類型，是通過噴淋使溫度較高的循環(huán)水與冷空氣直接接觸完成熱交換達到冷卻目的。在降溫后的循環(huán)水被重新送回循環(huán)水系統(tǒng)的同時，部分循環(huán)水被蒸發(fā)或被空氣夾帶排出塔外。夾帶液滴的濕熱空氣在冷卻塔塔口處與環(huán)境中的冷空氣熱交換后形成水霧，不僅造成循環(huán)水的損失，還是霧霾、周圍建筑物冬季結(jié)冰等環(huán)境問題的主要根源。因此，對濕式冷卻塔進行除霧收水，有利于循環(huán)水利用率的提高及工業(yè)用水模式的調(diào)整；同時，控制冷卻塔排空口處水霧能夠減弱工廠周圍霧霾的形成，避免環(huán)境空氣質(zhì)量惡化及軍團菌等微生物的傳播。雖然現(xiàn)已有采用干式冷卻塔、在冷卻塔內(nèi)安裝高效收水器或高壓靜電除霧裝置等方法，但這些措施仍存在不少缺點，限制了其應用推廣。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型克服了現(xiàn)有技術的不足，提供一種濕式冷卻塔除霧收水裝置，用以克服冷卻塔塔頂排氣口處水滴隨空氣排出的不足，實現(xiàn)節(jié)能降耗和保護環(huán)境的目的。

本實用新型通過下述技術方案予以實現(xiàn)：

一種濕式冷卻塔除霧收水裝置，包括由底流管、排水管、錐段、進氣管、溢流管和支管安裝孔組成的旋風分離單元；由導流單元外殼、導流葉片、集水腔、集水腔排水口和排水口組成的導流單元；由纖維聚結(jié)濾筒、緩沖腔和出氣口組成的纖維聚結(jié)單元。連接關系是：旋風分離單元上端通過內(nèi)螺紋接管與導流單元連接，導流單元上端通過法蘭與纖維聚結(jié)單元連接。

所述的旋風分離單元，上端為帶有切向進氣口的圓柱形進氣管，進氣管的圓柱段中心位置設置有溢流管，進氣管圓柱段下方通過法蘭連接有錐段，錐段下端設置有圓柱形的底流管，底流管左右兩側(cè)分別設置有排水管和支管安裝孔，在旋風分離單元內(nèi)部中間位置設置有減阻回水管，減阻回水管頂端通過其頂部的螺紋接口與導流單元的集水腔排水口連接，底端延伸至旋風分離單元底流管內(nèi)，微孔噴淋管安裝在減阻回水管外側(cè)，形成夾套結(jié)構(gòu)，進水支管穿過支管安裝孔，并通過螺紋與微孔噴淋管相連。

所述的導流單元結(jié)構(gòu)為上下開口的圓錐形，導流單元中間設置有集水腔，集水腔與導流單元外殼之間設置有導流葉片，導流單元下端與集水腔連接設置有集水腔排水口，沿導流單元外殼外壁圓周設置有排水口。

所述的纖維聚結(jié)單元內(nèi)設置有與集水腔相連的纖維聚結(jié)濾筒，纖維聚結(jié)濾筒上方與纖維聚結(jié)單元頂端相連，且纖維聚結(jié)單元頂端的出口與纖維聚結(jié)濾筒相連。

在上述技術方案中，所述的排水管管口低于錐段底部的距離h與由進氣管和錐段組成的旋流單元總高H之比為0～0.2。

在上述技術方案中，所述的纖維聚結(jié)單元內(nèi)吊裝有纖維聚結(jié)濾筒，所用濾材為聚四氟乙烯覆膜聚酯纖維無紡布，過濾精度為3～5μm。

在上述技術方案中，所述的排水口設置在距導流單元底面1/3-1/4處，沿導流單元外殼外壁圓周均勻等間距設置2-4個。

在上述技術方案中，所述的纖維聚結(jié)單元上設置有緩沖腔，緩沖腔的底端與纖維聚結(jié)單元頂端的出口相連，緩沖腔頂端中央設置有出氣孔。

在上述技術方案中，所述的濕式冷卻塔除霧收水裝置內(nèi)壁設置有疏水涂層，例如噴涂含有硅氟官能團的超疏水納米可控自聚涂料涂層，用以降低空氣與器壁摩擦，減少液滴掛壁滯留現(xiàn)象。

與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：

(1)能高效回收濕熱氣體中夾帶及冷凝的霧滴，當霧滴粒徑在2.5～27.5μm時，回收率可達90％以上；

(2)所回收水分水質(zhì)符合循環(huán)水使用標準，可以全部返回循環(huán)水使用，達到濕式冷卻塔節(jié)水的目的；

(3)能夠減輕冷卻塔排氣口水霧對環(huán)境的影響，降低軍團菌等影響人體健康的微生物的擴散。

附圖說明

圖1為導流單元和纖維聚結(jié)單元的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為旋風分離單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為導流單元結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為減阻回水管和微孔噴淋管結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1、旋風分離單元；2、內(nèi)螺紋接管；3、導流單元；4、纖維聚結(jié)單元；5、纖維聚結(jié)濾筒；6、緩沖腔；7、底流管；8、排水管；9、錐段；10、進氣管；10-1、切向進氣口；10-2圓柱段；11、溢流管；12、支管安裝孔；13、導流單元外殼；14、導流葉片；15、集水腔；16、集水腔排水口；17、排水口；18、螺紋接口；19、減阻回水管；20、微孔噴淋管；21、進水支管；22、出氣口。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例進一步說明本實用新型的技術方案：

一種濕式冷卻塔除霧收水裝置，包括由底流管7、排水管8、錐段9、進氣管10、溢流管11和支管安裝孔12組成的旋風分離單元1；由導流單元外殼13、導流葉片14、集水腔15、集水腔排水口16和排水口17組成的導流單元3；由纖維聚結(jié)濾筒5、緩沖腔6和出氣口22組成的纖維聚結(jié)單元4。連接關系是：旋風分離單元上端通過內(nèi)螺紋接管2與導流單元連接，導流單元上端通過法蘭與纖維聚結(jié)單元連接。

所述的旋風分離單元，上端為帶有切向進氣口10-1的圓柱形進氣管，進氣管的圓柱段10-2中心位置設置有溢流管，進氣管圓柱段下方通過法蘭連接有錐段，錐段下端設置有圓柱形的底流管，底流管左右兩側(cè)分別設置有排水管和支管安裝孔，在旋風分離單元內(nèi)部中間位置設置有減阻回水管19，減阻回水管頂端通過其頂部的螺紋接口18與導流單元的集水腔排水口連接，底端延伸至旋風分離單元底流管內(nèi)，微孔噴淋管20安裝在減阻回水管外側(cè)，形成夾套結(jié)構(gòu)，進水支管21穿過支管安裝孔，并通過螺紋與微孔噴淋管相連。減阻回水管能夠穩(wěn)定旋風分離單元內(nèi)形成的漩渦并有效降低其壓降；同時將導流單元集水腔中的水導入旋風分離單元，進而通過排水管排出。微孔噴淋管向旋風分離單元內(nèi)噴適量的水能夠促進水蒸氣的冷凝，增強除霧回收效果；在裝置運行期間其噴淋量由冷卻塔排出濕熱氣體的溫度決定。

所述的導流單元結(jié)構(gòu)為上下開口的圓錐形，導流單元中間設置有集水腔，集水腔與導流單元外殼之間設置有導流葉片，導流單元下端與集水腔連接設置有集水腔排水口，沿導流單元外殼外壁一周且距導流單元底面1/3-1/4處設置有2-4個排水口，若導流單元處因強旋流形成滯留的環(huán)形液流，則可通過排水口排出。導流單元能夠?qū)⒔?jīng)過旋風分離單元后帶有強旋渦的氣流變?yōu)楦泳鶆虻牧鲃佣笏椭晾w維聚結(jié)單元。

所述的纖維聚結(jié)單元內(nèi)設置有與集水腔相連的纖維聚結(jié)濾筒，纖維聚結(jié)濾筒上方與纖維聚結(jié)單元頂端相連，且纖維聚結(jié)單元頂端的出口與纖維聚結(jié)濾筒相連。

上述的纖維聚結(jié)單元上設置有緩沖腔，緩沖腔的底端與纖維聚結(jié)單元頂端的出口相連，緩沖腔頂端中央設置有出氣孔。

上述的排水管管口低于錐段底部的距離h與由進氣管和錐段組成的旋流單元總高H之比為0～0.2，以此調(diào)節(jié)錐段9底部底流管的液封高度，過高的液封高度的液封高度將破壞旋風分離單元內(nèi)形成的漩渦；而過低的液封高度則不利于液封水面對分散液滴的捕集。在上述技術方案中，所述的導流單元外殼、導流葉片、集水腔均為錐頂角為50°～70°的圓臺結(jié)構(gòu)，過小的錐頂角不能將帶有漩渦的氣流整合均勻；而過大的錐頂角則會增大裝置體積，造成材料和空間的浪費。

上述的纖維聚結(jié)單元內(nèi)吊裝有纖維聚結(jié)濾筒，所用濾材為聚四氟乙烯覆膜聚酯纖維無紡布(河北四通濾清器廠)，過濾精度為3～5μm，過小的過濾精度會導致裝置壓降急劇增大，增加能耗；而過大的過濾精度則會導致液滴回收率下降。

上述濕式冷卻塔除霧收水裝置內(nèi)壁設置有疏水涂層，例如噴涂含有硅氟官能團的超疏水納米可控自聚涂料涂層，用以降低空氣與器壁摩擦，減少液滴掛壁滯留現(xiàn)象。

本實用新型的實驗原理如下：

夾帶霧滴的濕熱氣體通過進氣口10進入裝置后，在旋風分離單元1內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)方向相同、軸向運動方向相反的內(nèi)、外螺旋運動，運動軌跡如圖2所示。濕熱氣所夾帶的霧滴在外螺旋區(qū)螺旋向下運動時，由于離心力的作用，霧滴向旋風分離單元1的壁面運動并匯集成液流流向錐段9底部的底流管7，并通過排水管8排出。經(jīng)過外螺旋運動后，未被收集的霧滴隨氣體沿著微孔噴淋管的外壁螺旋向上運動。期間，通過進水支管21向微孔噴淋管20注水，同時向旋風分離單元1內(nèi)噴水，能夠促進濕熱氣中所含水蒸氣的冷凝并捕集部分內(nèi)螺旋運動中未被收集的霧滴，增強除霧回收效果。

當夾帶霧滴的氣流螺旋向上，依次通過溢流管11、內(nèi)螺紋接管2進入導流單元3后，霧滴在氣流帶動下在導流葉片14表面相互碰撞聚集，匯成液滴直至形成環(huán)形液流，通過排水口17排出。當氣流繼續(xù)向上運動，通過導流單元3后進入纖維聚結(jié)單元4，仍然夾帶在空氣中的微小液滴及在運動中進一步冷凝產(chǎn)生的液滴在纖維聚結(jié)濾筒5的攔截下匯聚為液流滴入導流單元3的集水腔15，由減阻回水管19輸送至錐段9的底部底流管后由排水管8排出。

使用上述裝置進行水蒸汽的處理，向裝置中通入夾帶霧滴的濕熱氣體，霧滴粒徑在2.5～27.5μm，

1.調(diào)節(jié)排水管8管口位置h，使得其等于0.2H，當濕熱氣體含液濃度為9g/m³，以14m/s進入裝置時，霧滴回收率可達91.4％；

2.調(diào)節(jié)排水管8管口位置h，使得其等于0，當濕熱氣體的含液濃度為9g/m³，以14m/s進入裝置時，霧滴回收率可達93.2％；

3.調(diào)節(jié)排水管8管口位置h，使得其等于0，當濕熱氣體的含液濃度為9g/m³，以11m/s進入裝置時，霧滴回收率可達96.4％；

4.調(diào)節(jié)排水管8管口位置h，使得其等于0，當濕熱氣體的含液濃度為9g/m³，以17m/s進入裝置時，霧滴回收率可達93.3％；

5.調(diào)節(jié)排水管8管口位置h，使得其等于0.1H，當濕熱氣體的含液濃度為9g/m³，以14m/s進入裝置時，霧滴回收率可達92.3％。

本實用新型能高效回收濕熱氣體中夾帶及冷凝的霧滴，當霧滴粒徑在2.5～27.5μm時，回收率可達90％以上；所回收水分水質(zhì)符合循環(huán)水使用標準，可以全部返回循環(huán)水使用，達到濕式冷卻塔節(jié)水的目的；同時，能夠減輕冷卻塔排氣口水霧對環(huán)境的影響，降低軍團菌等影響人體健康的微生物的擴散。

以上對本實用新型做了示例性的描述，應該說明的是，在不脫離本實用新型的核心的情況下，任何簡單的變形、修改或者其他本領域技術人員能夠不花費創(chuàng)造性勞動的等同替換均落入本實用新型的保護范圍。