机械通风冷却塔蒸发水回收系统及其回收方法与流程

本发明涉及冷却塔节水技术领域，特别是涉及一种机械通风冷却塔蒸发水回收系统及其回收方法。

背景技术：

冷却塔是工业用水的关键设备，广泛应用于电力、钢铁和石油化工等高耗水行业，其水量损失占工业用水量的70％。机械通风冷却塔蒸发水回收系统及其回收方法是由风机将环境空气抽/吹入冷却塔，在淋水填料区与携带工业废热的循环冷却塔接触，通过循环水蒸发和热传递，将循环冷却水的废热散向大气。经过淋水填料后空气变化为湿热接近饱和的湿热空气，其中包含了蒸发水，这部分水占冷却塔耗水约90％，若能回收部分蒸发水，节水潜力将是巨大的。

目前回收蒸发水的技术并不成熟，其中以静电方式回收蒸发水是一种具有潜力技术。参见专利：cn92102424.x。这种技术只能回收湿热空气中液态小水滴，对于变化为蒸气的水并不能产生相变，仅在出风口处非常少量的空气掺混，产生少量液态水。若能将冷却塔的湿热空气相变液化是静电回收蒸发水的技术关键。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：为了克服现有技术中的不足，本发明提供一种机械通风冷却塔蒸发水回收系统及其回收方法。

本发明解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种机械通风冷却塔蒸发水回收系统及其回收方法，包括塔体，所述塔体底部设有集水池，所述集水池上方设有填料，所述塔体侧壁上设有进风口，进风口设于集水池和填料之间，所述塔体上端设有出风筒，所述出风筒内设有风机和通风管道装置，所述风机上设有叶片，所述通风管道装置设于所述风机上方，所述通风管道装置包括用于与外界冷空气连通的通风管，所述出风筒上端设有静电收水装置。

出风筒处设置风机，启动风机可以将冷却塔内的含有蒸发水的湿热空气吸向出风筒方向；风机启动时，还可以通过位于风筒内的通风管道装置将外界环境冷空气自动吸入出风筒内，冷空气和热空气在风机叶片上方掺混，凝结成小水滴，小水滴在气流的带动下继续上升，在经过静电收水装置时，小水滴被捕获收集，从而可以达到回收蒸发于空气中的水份。

静电收水装置的工作原理：电荷分为正电荷与负电荷两种，电荷之间的作用力可以归结为“同性相斥，异性相吸”。物体的分子中，不同的原子对电子的束缚能力是不同的，这样在整个分子中，由于各原子电性不同，会形成正电中心和负电中心。正负电中心重合的称为非极性分子；反之，正负电中心不重合的称为极性分子。水分子是一个极性分子。一个水分子有一个氧原子和两个氢原子构成，氧原子对电子束缚能力更强，因此氧原子处为负电中心，两个氢原子连线中心为正电中心，因此水分子为极性分子。这样，当水分子受到外加电场作用时，就会移动向极板处，形成小水滴汇集，将其收集回收。

进一步为了向冷却塔内均匀通入环境冷空气，所述通风管为l形管，所述出风筒内沿径向均匀分布有若干个所述通风管，所述通风管出风口朝上设置。通过出风筒内设置一圈通风管引入环境冷空气，多个通风管将环境冷空气均匀进入冷却塔内，使环境冷空气与湿热空气充分掺混，大大提高了小水滴的凝结效果。

进一步，所述通风管水平方向上管身长度为叶片长度的五分之一到二分之一之间。风机带动叶片转动时，风力集中在叶片上方的周围一圈，即湿热气体集中在靠近出风筒内壁面的一圈，叶片上方的中间位置基本无气体流速，所以也没有多少湿热气体，通风管即使延伸到叶片上方的中间位置，对小水滴转换也无明显提高，还会增加通风管的生产成本，所以通风管管身长度设置在叶片长度的五分之一到二分之一之间最佳。

进一步，为了向冷却塔内均匀通入环境冷空气，所述通风管为沿水平方向设置的直管，所述出风筒内沿径向均匀分布有若干个所述通风管，所述通风管远离出风筒侧壁的一端封闭设置，所述通风管上方侧壁设有出风口，所述出风口为长条形缝隙或间隔设置的连续缝隙。通过出风筒内设置一圈通风管引入环境冷空气，多个通风管将环境冷空气均匀进入冷却塔内，使环境冷空气与湿热空气充分掺混，大大提高了小水滴的凝结效果。

进一步，所述通风管管身的截面面积由外向内逐渐减小。一方面是随着外界环境冷空气向出风筒内部传递时，气体流量逐渐减小，管身变窄可以起到加压效果，另一方面可以节约通风管的生产材料。

进一步，所述通风管管身长度为叶片长度的五分之一到二分之一之间。风机带动叶片转动时，风力集中在叶片上方的周围一圈，即湿热气体集中在靠近出风筒内壁面的一圈，叶片上方的中间位置基本无气体流速，所以也没有多少湿热气体，通风管即使延伸到叶片上方的中间位置，对小水滴转换也无明显提高，还会增加通风管的生产成本，所以通风管管身长度设置在叶片长度的五分之一到二分之一之间最佳。

进一步，为了向冷却塔内均匀通入环境冷空气，所述通风管为沿水平方向设置的直管，所述出风筒内沿径向均匀分布有若干个所述通风管，所述通风管上设有多个同心设置的环形出风槽，所述环形出风槽与所述通风管连通，所述环形出风槽上方密布有出风口。通风管引入环境冷空气，环形出风槽将环境冷空气均匀进入冷却塔内，使环境冷空气与湿热空气充分掺混，大大提高了小水滴的凝结效果。

进一步，所述环形出风槽半径长度为叶片半径长度的五分之一到二分之一之间。风机带动叶片转动时，风力集中在叶片上方的周围一圈，即湿热气体集中在靠近出风筒内壁面的一圈，叶片上方的中间位置基本无气体流速，所以也没有多少湿热气体，通风管即使延伸到叶片上方的中间位置，对小水滴转换也无明显提高，还会增加通风管的生产成本，所以通风管管身长度设置在叶片长度的五分之一到二分之一之间最佳。

进一步，所述通风管截面形状可以为圆形、椭圆形、矩形等。

一种机械通风冷却塔蒸发水回收方法，还包括以下步骤：

启动风机，塔体内气体从进风口经填料向出风筒方向流动，同时将外界环境中较冷空气经通风管道装置抽入塔体内，较冷的环境空气与湿热空气掺混，湿热空气发生凝结，形成小水滴，小水滴在经过出风筒出风口处的静电收水装置时被捕获，从而回收蒸发水。

本发明的有益效果是：本发明提供的一种机械通风冷却塔蒸发水回收系统及其回收方法，采用风机上方设置通风管道装置，对风筒内气流形成阻碍后产生负压的原理，将外界环境冷空气自动引入塔体内，与塔体内的湿热空气混合，发生凝结形成小水滴，在经过静电收水装置时被捕获收集，从而达到高效回收蒸发水，使节水能力大大提高。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1是本发明最佳实施例的结构示意图；

图2是图1中a-a的剖面示意图；

图3是实施例二的结构示意图；

图4是图3中b-b的剖面示意图；

图5是实施例三的结构示意图；

图6是图5中c-c的剖面示意图。

图中：1、塔体，2、集水池，3、填料，4、进风口，5、出风筒，6、风机，7、通风管道装置，7-1、通风管，7-2、出风口，7-3、环形出风槽，8、静电收水装置。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

实施例一：

如图1-2所示，本发明的一种机械通风冷却塔蒸发水回收系统及其回收方法，包括塔体1，所述塔体1底部设有集水池2，所述集水池2上方设有填料3，所述塔体1侧壁上设有若干进风口4，所述进风口4设于所述集水池2和所述填料3之间，所述塔体1上端设有出风筒5，所述出风筒5内设有风机6和通风管道装置7，所述风机6上设有叶片，所述通风管道装置7设于所述风机6上方30cm以上，所述通风管道装置7包括用于与外界冷空气连通的通风管7-1，所述出风筒5上端设有静电收水装置8。

所述通风管7-1为l形管，所述出风筒5内沿径向均匀分布有十六个所述通风管7-1，所述通风管7-1出风口7-2朝上设置。

所述通风管7-1水平方向上管身长度为叶片长度的三分之一。

所述通风管7-1截面形状为圆形。

实施例二：

如图3-4所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述通风管7-1为沿水平方向设置的直管，所述出风筒5内沿径向均匀分布有十六个所述通风管7-1，所述通风管7-1远离出风筒5侧壁的一端封闭设置，所述通风管7-1上方侧壁设有出风口7-2，所述出风口7-2为长条形缝隙。

所述通风管7-1管身的截面面积由外向内逐渐减小。

所述通风管7-1管身长度为叶片长度的三分之一。

所述通风管7-1截面形状可以为圆形。

实施例三：

如图5-6所示，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述通风管7-1为沿水平方向设置的直管，所述出风筒5内沿径向均匀分布有四个所述通风管7-1，所述通风管7-1上设有三个同心设置的环形出风槽7-3，三个所述环形出风槽7-3均与所述通风管7-1连通，所述环形出风槽7-3上方密布有出风口7-2。

所述环形出风槽7-3半径长度为叶片半径长度的五分之一到二分之一之间。

所述通风管7-1截面形状可以为矩形。

工作方法：

启动风机6，气体从进风口4经填料3向出风筒5方向流动，在填料3处与循环水发生热质交换，产生含有蒸发水的湿热空气流向风筒出口，出风筒5中的通风管道装置7自动将外界冷空气抽入风筒内，较冷的环境空气与湿热空气掺混，湿热空气发生凝结，形成小水滴，小水滴在气流的带动下向上移动，小水滴在经过出风筒5出风口7-2处时，被静电收水装置8捕获收集，从而回收蒸发水。

本发明中方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。