一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统及其应用技术方案

本发明专利技术属于工业废水处理技术领域，尤其涉及一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统及其应用。系统主要由第一吸附床、第二吸附床、蒸发器、冷凝器、换热流体回路以及阀门、水泵等组成。该系统在净化工业污水的同时，可以产生制冷效果，根据不同季节的需求，可在净水制冷和净水两种工况间切换。另外，本发明专利技术的系统以低品位工业余热为能源驱动，解决上述背景技术中提到的工业余热利用率低、常规脱盐技术能耗高的问题，可实现海水淡化、废水净化或浓缩，同时产生制冷效果。

Adsorption water purification refrigeration system driven by industrial waste heat and its application

【技术实现步骤摘要】
一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统及其应用
本专利技术属于工业废水处理
，尤其涉及一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统及其应用。
技术介绍
本专利技术
技术介绍
公开的信息仅仅旨在增加对本专利技术总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。我国低品位工业余热利用潜力巨大，但利用率不高，大部分以水冷却的排放方式为主，少数以空气散热直接排放。工厂为了排放这一部分余热，不得不消耗大量的水。另一方面，随着换件排放标准的逐渐趋严，废水零排放已成为必然的发展趋势。蒸发结晶法是实现含盐废水零排放的重要途径，常见的蒸发结晶方式包括多效蒸发、机械蒸汽压缩等，然而，本专利技术人认为：由于其蒸发温度相对较高，所以大部分低品位余热无法利用，能耗大、投资高是目前蒸发结晶法的技术瓶颈，因此废水零排放关键问题是企业末端高盐工业废水缺乏技术经济可行的回收利用方法。
技术实现思路
针对上述的问题，本专利技术旨在提供一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统及其应用。本专利技术利用蒸发及解吸时的吸热过程，充分利用低品位工业余热，产生净水的同时能够产生制冷量。由于吸附净水供冷系统蒸发温度较低，低品位工业余热得以利用，在进行净水和供冷联产时具有较好的经济性。本专利技术第一目的，是提一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统。本专利技术第二目的，是提供所述工业余热驱动的吸附式净水制冷系统的应用。为实现上述专利技术目的，本专利技术公开了下述技术方案：首先，本专利技术公开一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统，包括：冷却流体箱，第一水泵，冷却流体塔，冷却流体加热箱，阀门，真空阀，冷凝器，第一吸附床，蒸发器，第二吸附床，喷淋管和蒸发管。所述第一吸附床和第二吸附床均由外壳以及位于外壳内的管翅式换热器组成，所述换热器的翅片间隙中填充吸附剂；所述换热器的换热管内用于换热流体的流通。所述冷却流体箱、冷却流体塔、第一水泵依次连接；所述第一吸附床和第二吸附床均和第一水泵连接，所述第一吸附床的换热管进口和第一水泵之间设置有水泵、所述第二吸附床的换热管进口第一水泵之间设置有水泵；所述第一吸附床的换热管进口和第二吸附床的换热管进口均和冷却流体箱连接，且第一吸附床的换热管进口和冷却流体箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管进口和冷却流体箱之间设置有阀门，第一吸附床的换热管出口和冷却流体箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管出口和冷却流体箱之间设置有阀门。所述冷却流体加热箱为换热装置，以便于对冷却流体加热箱中的换热流体(如，水等)进行加热，加热采用的热源包括但不限于工业余热，以提高低品位余热的利用率。所述第一吸附床的换热管进口、第二吸附床的换热管进口均和冷却流体加热箱的出口连接，所述第一吸附床的换热管出口、第二吸附床的换热管出口均和冷却流体加热箱的进口连接，且第一吸附床的换热管进口和冷却流体加热箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管进口和冷却流体加热箱之间设置有阀门，所述第一吸附床的换热管出口和冷却流体加热箱的进口之间设置有阀门、第二吸附床的换热管出口和冷却流体加热箱的进口之间设置有阀门，以便于控制，切换两组吸附床中换热介质的循环路线。所述冷凝器的进口与第一吸附床的出口、第二吸附床的出口均连接，所述出口设置在冷凝器的外壳上，所述冷凝器中设置有冷凝管，所述冷凝管的进口和第一水泵连接，冷凝管的出口和冷却流体箱连接。所述蒸发器与的出口与第一吸附床的进口、第二吸附床的进口均连接，所述进口设置在冷凝器的外壳上；所述喷淋管设置在蒸发器内上部，且喷淋管和蒸发器连接，以便于将蒸发器中的废水喷淋到蒸发器内的蒸发管外表面上，进行降膜蒸发。所述蒸发器的内部设置有蒸发管，所述蒸发管与换热热源形成循环连接。所述蒸发管的进口和冷凝器的出口连接，所述蒸发管的出口和冷凝器的进口连接，且所述蒸发管和冷凝器之间的连接管路上设置有阀门，所述蒸发管和冷凝器之间的连接管路上设置有阀门。作为进一步的技术方案，所述冷却流体箱和冷却流体塔之间设置有第二水泵。作为进一步的技术方案，所述冷却流体塔和水泵之间设置有阀门，水泵指第一吸附床的换热管进口和第二水泵之间的水泵。作为进一步的技术方案，所述换热器的外表面覆盖有金属网，以便于将吸附剂固定在翅片之间，更好地防止吸附剂脱落。作为进一步的技术方案，所述金属网外壳为铜丝网；铜丝网具有更好的耐热性和耐腐蚀性，有助于提高吸附床的使用寿命。作为进一步的技术方案，所述冷却流体加热箱和第一吸附床之间的连接管路上设置有两组阀门，两组阀门之间设置有第三水泵。作为进一步的技术方案，所述冷凝管的进口和第二水泵之间的连接管路上设置有阀门；所述冷凝管的出口和冷却流体箱之间的连接管路上设置有阀门。作为进一步的技术方案，所述冷凝器的出口和净水收集箱连接，以便于对冷凝器冷凝后的水进行收集。作为进一步的技术方案，所述冷凝器的出口和净水收集箱之间的连接管路上设置有阀门和第六水泵。作为进一步的技术方案，所述净水收集箱的出口处设置有阀门。作为进一步的技术方案，所述蒸发管的进口与换热热源之间的连接管路上设置有两组阀门和第四水泵，所述第四水泵位于阀门和阀门之间。作为进一步的技术方案，所述喷淋管和蒸发器之间的连接管路上设置有两组阀门和第五水泵，所述第五水泵位于阀门和阀门之间。作为进一步的技术方案，所述蒸发器的进水口处设置有阀门。作为进一步的技术方案，所述阀门为中压阀。最后，本专利技术公开所述一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统在海水淡化、废水净化或浓缩中的应用。与现有技术相比，本专利技术取得了以下有益效果：(1)本专利技术的系统以低品位工业余热为能源驱动，解决上述
技术介绍
中提到的工业余热利用率低、常规脱盐技术能耗高的问题，可实现海水淡化、废水净化或浓缩，同时产生制冷效果，制冷效果是通过废水的蒸发吸热而实现，产生的蒸汽由吸附床中的吸附剂吸附，吸附过程结束后，加热吸附剂使其进行解吸，解吸出的水蒸气进入冷凝器中冷凝，冷凝水即为净化水，同时废水蒸发得以浓缩，能够为工业污水的处理提供一种新思路。(2)本专利技术采取了蒸发器-冷凝器的回热措施，提高了蒸发器中废水的蒸发温度，蒸汽压力升高，吸附剂的吸附量提高，产净水能力增大。(3)本专利技术提出的系统中，工业废水只与整个系统的一小部分接触，再加上工作温度低，极大地缓解了系统部件的腐蚀和堵塞。(4)本专利技术的系统运行方式可以根据不同的需求在净水模式和净水制冷模式之间切换，在天气炎热的季节，系统在净水制冷模式下运行；在天气凉爽的情况下，系统在净水模式下运行。净水制冷模式需在对水进行净化处理同时兼顾制冷效果，所以该模式下蒸发温度较低，产水量较净水模式小。净水模式仅进行净化水的生产，可实现最大的产水量。所以该运行策略使系统可以根据实际使用情况进行调整，在满足不同需求的同时可以达到相应模式下最佳的余热利用率及输出性能。(5)本专利技术提出的工业余热驱动的吸附式净水制冷系统可利用低品位余热进行净水和供冷联产。废水在较低温度下蒸发，蒸汽进入吸附床吸附，解吸过程所需热源温度最低可达60℃左右，因此可利用大多数低品位余热。同时，由于蒸发温度低，废水蒸发带走热量，可作为冷源用于供冷。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统，其特征在于，包括：冷却流体箱，第一水泵，冷却流体塔，冷却流体加热箱，阀门，真空阀，冷凝器，第一吸附床，蒸发器，第二吸附床，喷淋管和蒸发管；所述第一吸附床和第二吸附床均由外壳以及位于外壳内的管翅式换热器组成，所述换热器的翅片间隙中填充吸附剂；所述冷却流体箱、冷却流体塔、第一水泵依次连接；所述第一吸附床和第二吸附床均和第一水泵连接，所述第一吸附床的换热管进口和第一水泵之间设置有水泵、所述第二吸附床的换热管进口第一水泵之间设置有水泵；所述第一吸附床的换热管进口和第二吸附床的换热管进口均和冷却流体箱连接，且第一吸附床的换热管进口和冷却流体箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管进口和冷却流体箱之间设置有阀门，第一吸附床的换热管出口和冷却流体箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管出口和冷却流体箱之间设置有阀门；所述冷却流体加热箱为换热装置，所述第一吸附床的换热管进口、第二吸附床的换热管进口均和冷却流体加热箱的出口连接，所述第一吸附床的换热管出口、第二吸附床的换热管出口均和冷却流体加热箱的进口连接，且第一吸附床的换热管进口和冷却流体加热箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管进口和冷却流体加热箱之间设置有阀门，所述第一吸附床的换热管出口和冷却流体加热箱的进口之间设置有阀门、第二吸附床的换热管出口和冷却流体加热箱的进口之间设置有阀门；所述冷凝器的进口与第一吸附床的出口、第二吸附床的出口均连接，所述出口设置在冷凝器的外壳上，所述冷凝器中设置有冷凝管，所述冷凝管的进口和第一水泵连接，冷凝管的出口和冷却流体箱连接；所述蒸发器与的出口与第一吸附床的进口、第二吸附床的进口均连接，所述进口设置在冷凝器的外壳上；所述喷淋管设置在蒸发器内上部，且喷淋管和蒸发器连接；所述蒸发器的内部设置有蒸发管，所述蒸发管与换热热源形成循环连接；所述蒸发管的进口和冷凝器的出口连接，所述蒸发管的出口和冷凝器的进口连接，且所述蒸发管和冷凝器之间的连接管路上设置有阀门，所述蒸发管和冷凝器之间的连接管路上设置有阀门。...

【技术特征摘要】
1.一种工业余热驱动的吸附式净水制冷系统，其特征在于，包括：冷却流体箱，第一水泵，冷却流体塔，冷却流体加热箱，阀门，真空阀，冷凝器，第一吸附床，蒸发器，第二吸附床，喷淋管和蒸发管；所述第一吸附床和第二吸附床均由外壳以及位于外壳内的管翅式换热器组成，所述换热器的翅片间隙中填充吸附剂；所述冷却流体箱、冷却流体塔、第一水泵依次连接；所述第一吸附床和第二吸附床均和第一水泵连接，所述第一吸附床的换热管进口和第一水泵之间设置有水泵、所述第二吸附床的换热管进口第一水泵之间设置有水泵；所述第一吸附床的换热管进口和第二吸附床的换热管进口均和冷却流体箱连接，且第一吸附床的换热管进口和冷却流体箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管进口和冷却流体箱之间设置有阀门，第一吸附床的换热管出口和冷却流体箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管出口和冷却流体箱之间设置有阀门；所述冷却流体加热箱为换热装置，所述第一吸附床的换热管进口、第二吸附床的换热管进口均和冷却流体加热箱的出口连接，所述第一吸附床的换热管出口、第二吸附床的换热管出口均和冷却流体加热箱的进口连接，且第一吸附床的换热管进口和冷却流体加热箱之间设置有阀门，第二吸附床的换热管进口和冷却流体加热箱之间设置有阀门，所述第一吸附床的换热管出口和冷却流体加热箱的进口之间设置有阀门、第二吸附床的换热管出口和冷却流体加热箱的进口之间设置有阀门；所述冷凝器的进口与第一吸附床的出口、第二吸附床的出口均连接，所述出口设置在冷凝器的外壳上，所述冷凝器中设置有冷凝管，所述冷凝管的进口和第一水泵连接，冷凝管的出口和冷却流体箱连接；所述蒸发器与的出口与第一吸附床的进口、第二吸附床的进口均连接，所述进口设置在冷凝器的外壳上；所述喷淋管设置在蒸发器内上部，且喷淋管和蒸发器连接；所述蒸发器的内部设置有蒸发管，所述蒸发管与换热热源形...

【专利技术属性】
技术研发人员：马春元，冯云奇，陈桂芳，刘岩，刘典，张晓林，毛国良，吴玉凤，
申请(专利权)人：山东大学，山东祥桓环保工程有限公司，冰轮环境技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37