湿式冷却塔汽水多效回收装置水回收效果研究

摘要

随着中国经济快速发展，淡水资源短缺形势日益加剧，这已经成为制约中国可持续发展的重要因素。工业耗水在用水行业中所占比例较大，工业节水已成为人们日益关注的问题。湿式冷却塔是一种重要的工业冷却设备，但是冷却塔在运行过程中存在大量的水损失，不仅造成水资源大量浪费，还对环境和人体健康造成一定危害。目前，湿式冷却塔损失水分中风吹损失可得到充分回收，但对蒸发损失尚无有效的回收方法。为降低冷却塔水损失，本文基于旋风分离、纤维聚结和降温冷却技术，设计了一种由气液分离单元与降温冷却单元组成的汽水回收装置，对其水回收效果进行了研究。 本文采用PDMS-SiO2对纤维聚结器进行超疏水改性，解决了其在分离过程中液滴堵塞和二次夹带问题；在旋风分离器内部和纤维聚结器外部增设了降温冷却单元；研究了不同操作条件和湿热气体物性参数对汽水回收装置水回收性能的影响。 研究结果表明，采用PDMS-SiO2对纤维聚结器进行超疏水改性后，纤维聚结器和装置压降不再随时间而增大，液态水回收率和总水回收率提高5.3%~6.6%。安装于旋风分离器内的中心盘管具有稳流防返混、强化器内流场的作用，旋风分离器和装置的液态水回收率可提高4.1%~5.0%。湿热气体降温冷却前，装置总水回收率随气体流量先增大后减小；降温冷却后，装置总水回收率变化趋势较复杂。当气体流量为50m3/h、含液量为10g/m3时，降温冷却前后总水回收率最大值分别为31.92%和80.5%。随湿热气体含液量增加，汽水回收装置总水回收率不断增大，当含液量为12.5g/m3时，降温冷却前后总水回收率分别为35.78%和87.41%。湿热气体降温冷却前后，装置液态水回收率和总水回收率随湿热气体温度升高总体呈上升趋势，在湿热气体温度为40℃、含液量为8.5g/m3时，两个指标分别为75.9%和60.43%。论文的研究结果对冷却塔蒸发损失和风吹损失回收应用和新技术开发具有一定指导价值。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 湿式冷却塔水损失

1.1.2 湿式冷却塔节水技术现状

1.2气液分离方法及用于湿冷塔汽水回收可行性

1.2.1典型气液分离方法

1.2.2 湿式冷却塔汽水回收方法选择

1.3旋流分离汽水回收技术研究进展

1.4纤维聚结汽水回收技术研究进展

1.5降温冷却汽水回收技术研究进展

1.6 本文研究目的及主要研究内容

1.6.1 研究目的

1.6.2 主要研究内容

第2章 实验装置、研究方法及方案

2.1 实验装置及实验流程

2.1.1 实验系统与装置

2.1.2 实验流程

2.2 汽水回收装置组成

2.2.1 旋风分离单元

2.2.2 纤维聚结单元

2.2.3 降温冷却单元

2.3实验参数、指标及检测方法

2.3.1 液滴粒径分布测定

2.3.2 温度测量

2.3.3 压降测量

2.3.4 冷却水流量测量

2.3.5 湿热气体含液量测定

2.3.6 湿热气体水回收率测定

2.4 实验研究方案

第3章 纤维聚结器超疏水改性对水回收性能影响

3.1 纤维聚结器超疏水改性对压降影响

3.1.1纤维聚结器液滴堵塞和二次夹带对压降影响

3.1.2 纤维聚结器超疏水改性对装置压降影响

3.2 超疏水改性对装置水回收效率影响

3.3 本章小结

第4章 降温冷却单元对装置水回收性能的影响

4.1冷却盘管对装置各单元压降影响

4.1.1 单相干空气条件冷却盘管对压降影响

4.1.2 干/湿空气条件冷却盘管对压降影响

4.2 中心盘管流场强化对水回收效果的影响

4.2.1 旋风分离器底部返混夹带影响

4.2.2 中心盘管对液态水回收率的影响

4.3 降温冷却对装置压降的影响

4.4 降温冷却对装置总水回收率的影响

4.5 湿空气物性参数对装置压降的影响

4.5.1湿空气含液量对装置压降的影响

4.5.2湿空气温度对装置压降的影响

4.6.1湿空气含液量对装置总水回收率的影响

4.6.2湿空气温度对装置水回收率的影响

4.7 本章小结

第5章 结论与展望

5.1 主要结论

5.2 研究展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢