一种水合物水处理协同蓄冷装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种水合物水处理协同蓄冷装置及方法，包括冷水机组、水合物蓄冷槽、气流扰动装置、水层定位系统、喷淋系统与抽滤系统、换热系统、系统监控装置。冷水机组提供低温载冷剂，流经水合物蓄冷槽内的蒸发器盘管完成换热，气流扰动装置诱导水合物成核，水层定位系统在水合物分解后定位水层与载冷剂液面便于上层处理水的抽离，喷淋系统与抽滤系统强化固液分离效率，提高污染物的脱除率，取冷系统配备翅片管换热器，提高蓄冷系统供冷效率，系统监控装置通过多个温压传感器模块实时监测系统状态变化。本发明专利技术充分利用笼型水合物相变时的潜热和只与特定水合剂生成水合物的排他效应进行蓄冷和水处理，具有高效，节能，对污水种类无选择性的优点。类无选择性的优点。类无选择性的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种水合物水处理协同蓄冷装置及方法


[0001]本专利技术涉及水合物污水处理及水合物蓄冷领域，具体涉及一套可通过水合物固液相变进行污水处理，并利用生成水合物进行冷量采集、蓄冷的污水处理外加蓄冷系统。

技术介绍

[0002]随着工业的迅速发展，污水由单一污染源向多污染源转变，污水成分更加复杂未知，传统污水处理技术对复杂污水体系出现处理效果降低，处理能耗增高等问题。采用水合物污水处理系统，可利用相应水合剂在较高温度的大气压力下生成水合物，从而将纯净水和污水杂质分离开。该技术处理条件要求较低，不产生二次污染，并且对污染物种类无选择性。同时该系统利用水合物进行蓄冷，克服了传统蓄冷系统，蓄冷密度低，工作介质不匹配，易损伤设备等缺点。蓄冷和水处理相结合，可充分利用水处理消耗的能量，实现节能减排，能量多重利用。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有水处理系统工序复杂，对污染物种类有选择性，处理难度高，能耗大的不足及蓄冷系统水合物成核缓慢，储能转化率低的不足，提供一种水合物水处理协同蓄冷系统及装置。
[0004]本专利技术解决其技术问题的技术方案为：一种水合物水处理协同蓄冷装置，包括冷水机组、换热系统、翅片管换热器、第二双向阀门、第一双向阀门、系统监控装置、污水槽、喷淋装置、水处理及蓄冷槽、水层定位装置、回流槽、温度传感器组、蒸发器盘管、支管路Ⅰ、支管路Ⅱ、支管路Ⅲ、支管路Ⅳ、支管路
Ⅴ
、支管路
Ⅵ
、支管路
Ⅶ
、滤网盘、支管路
Ⅷ
；
[0005]所述换热系统内设有翅片管换热器；
[0006]所述冷水机组的出口端接支管路Ⅰ与翅片管换热器的入口相连接，冷水机组的入口端接支管路Ⅳ与翅片管换热器出口相连接；所述支管路Ⅰ上沿载冷剂流动方向依次有第一溶液泵、第一流量计、第一单向阀门、第二单向阀门，第二溶液泵；支管路Ⅳ上沿载冷剂流动方向依次有第三单向阀门、第四单向阀门、第二流量计；
[0007]所述水处理及蓄冷槽为双层密封容器，所述水处理及蓄冷槽外壁上端设置第一气泵以及下端设置浓缩污水排放管，浓缩污水排放管上设有第六单向阀门，水处理及蓄冷槽内胆顶部设置喷淋装置和双向气体阀门，水处理及蓄冷槽内胆下部设有滤网盘，滤网盘表面上侧设置气体发生器，气体发生器与第二气泵相连；水处理及蓄冷槽内胆底部为椭球形凹陷，并设置固液分离开关，固液分离开关外周套有密封圈；
[0008]蒸发器盘管位于水处理及蓄冷槽内胆中心，水处理及蓄冷槽内胆内部装有水合剂，所述水处理蓄冷槽内部设置有温度传感器组、水层定位装置，温度传感器组和水层定位装置的终端与系统监控装置连接；所述第一单向阀门与第二单向阀门之间的支管路I通过支管路Ⅱ与蒸发器盘管的一端相连接，第三单向阀门和第四单向阀门之间的支管路Ⅳ通过支管路Ⅲ与蒸发器盘管的另一端相连接，所述支管路Ⅱ上设有第二双向阀门，所述支管路
Ⅲ
上设有第一双向阀门；
[0009]所述支管路
Ⅴ
、支管路
Ⅵ
、支管路
Ⅷ
设置于水处理及蓄冷槽外部，支管路
Ⅴ
上端与污水槽连通，下端与水处理及蓄冷槽内胆顶部连通；所述喷淋装置依次连接第七单向阀门、支管路
Ⅵ
、第三单向阀门、第三溶液泵与回流槽连通，用于将回流槽中的水喷淋至水处理及蓄冷槽内胆内；支管路
Ⅵ
外接支管路
Ⅷ
依次连接第九单向阀门、第四溶液泵与回流槽连通，支管路
Ⅵ
外接支管路
Ⅶ
依次连接第八单向阀门、伸缩管，伸缩管伸入水处理及蓄冷槽内胆内，用于抽取水合物分解的水回流至回流槽。
[0010]进一步地，所述温度传感器组包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器、第五温度传感器；其中，所述第一温度传感器设置于支管路Ⅲ上，且位于靠近蒸发器盘管的一侧；第二温度传感器位于水处理及蓄冷槽内胆中心位置；第三温度传感器安装在水处理及蓄冷槽内胆靠近壁面处；第四温度传感器安装在空气隔热层中间；第五温度传感器设置于支管路Ⅱ上，且位于靠近蒸发器盘管的一侧，所述第一～第五温度传感器通过温压传感器模块与系统监控装置相连。
[0011]进一步地，还包括第一压力传感器、第二压力传感器，所述第一压力传感器设置于支管路Ⅲ上，且位于靠近蒸发器盘管的一侧；所述的第二压力传感器设置于支管路Ⅱ上，且位于靠近蒸发器盘管的一侧；所述第一～第二压力传感器通过温压传感器模块与系统监控装置相连。
[0012]进一步地，所述伸缩管依据水层定位装置反馈数据，定位至水合剂和纯净水分层位置，抽取纯净水。
[0013]进一步地，所述水层定位装置由密度介于水合剂和纯净水的泡沫包裹传感器制成，传感器与系统监控装置相连。
[0014]进一步地，所述水处理及蓄冷槽能够处理重金属污水、有机物污水或海水中的一种或多种。
[0015]优选地，水合剂选择R141b，CO2等不与水互溶或易于分离的物质。
[0016]优选地，水处理及蓄冷槽外壳与水处理及蓄冷槽内胆之间存在空气隔热层。
[0017]采用上述的装置进行水合物水处理协同蓄冷方法，包括步骤如下：
[0018]蓄冷水处理阶段：固液分离开关处于关闭状态，污水由污水槽流经第五单向阀门进入水处理及蓄冷槽内胆，冷水机组提供低温载冷剂，载冷剂由第一溶液泵途径第一流量计、第一单向阀门、第二双向阀门输送至水处理及蓄冷槽，通过蒸发器盘管与水合剂和污水混合物进行换热实现水合物生成和污水浓缩；换热结束后载冷剂途经第一双向阀门、第四单向阀门、第二流量计流回冷水机组再次被降温完成一个水处理及蓄冷循环；水处理及蓄冷循环开始后，第二气泵将装置外空气输送至气体发生器中在水处理及蓄冷槽内胆中完成连续的气流扰动，气流完成扰动后从双向气体阀门排出；系统监控装置实时监测载冷剂吸热前后温度变化，以及水合物蓄冷工质及槽体内部温度变化；
[0019]污水分离阶段：冷水机组继续运行，固液分离器开关上升，浓缩污水经过滤网盘流至空气隔热层中，分离完成后打开第六单向阀门，经浓缩污水排放管排出后关闭第六单向阀门；污水分离阶段开始后，双向气体阀门、气泵、溶液泵打开，气体从外界经双向气体阀门流入水处理及蓄冷槽内胆并从固液分离开关离开进入空气隔热层再经第一气泵排出，完成抽滤循环，加速固液分离效率；回流槽中的纯净水经第三溶液泵泵入喷淋装置完成洗涤操
作，提高污染物脱除效率，此时第八单向阀门、第九单向阀门关闭；抽滤洗涤完成后，双向气体阀门，第一气泵，第三溶液泵关闭，固液分离开关下降至关闭；
[0020]水合物分解阶段：第二溶液泵将位于水处理及蓄冷槽内的载冷剂途经第二双向阀门，第二单向阀门，抽送至翅片管换热器，通过换热系统充分吸收翅片管换热器内部热量，然后途径第三单向阀门第一双向阀门流回水处理及蓄冷槽，在蒸发器盘管中与低温的水合物换热降温，完成一个换热循环；
[0021]水回收阶段本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，包括冷水机组(1)、换热系统(7)、翅片管换热器(8)、第二双向阀门(37)、第一双向阀门(26)、系统监控装置(12)、污水槽(13)、喷淋装置(15)、水处理及蓄冷槽(17)、水层定位装置(22)、回流槽(28)、温度传感器组、蒸发器盘管(31)、支管路Ⅰ(40)、支管路Ⅱ(41)、支管路Ⅲ(42)、支管路Ⅳ(43)、支管路
Ⅴ
(44)、支管路
Ⅵ
(45)、支管路
Ⅶ
(46)、滤网盘(47)、支管路
Ⅷ
(55)；所述换热系统(7)内设有翅片管换热器(8)；所述冷水机组(1)的出口端接支管路Ⅰ(40)与翅片管换热器(8)的入口相连接，冷水机组的入口端接支管路Ⅳ(43)与翅片管换热器(8)出口相连接；所述支管路Ⅰ(40)上沿载冷剂流动方向依次有第一溶液泵(2)、第一流量计(3)、第一单向阀门(4)、第二单向阀门(5)，第二溶液泵(6)；支管路Ⅳ(43)上沿载冷剂流动方向依次有第三单向阀门(9)、第四单向阀门(10)、第二流量计(11)；所述水处理及蓄冷槽(17)为双层密封容器，所述水处理及蓄冷槽(17)外壁上端设置第一气泵(18)以及下端设置浓缩污水排放管(33)，浓缩污水排放管(33)上设有第六单向阀门(34)，水处理及蓄冷槽内胆(16)顶部设置喷淋装置(15)和双向气体阀门(50)，水处理及蓄冷槽内胆(16)下部设有滤网盘(47)，滤网盘(47)表面上侧设置气体发生器(30)，气体发生器(30)与第二气泵(23)相连；水处理及蓄冷槽内胆(16)底部为椭球形凹陷，并设置固液分离开关(29)，固液分离开关(29)外周套有密封圈；蒸发器盘管(31)位于水处理及蓄冷槽内胆(16)中心，水处理及蓄冷槽内胆(16)内部装有水合剂，所述水处理蓄冷槽(17)内部设置有温度传感器组、水层定位装置(22)，温度传感器组和水层定位装置(22)的终端与系统监控装置(12)连接；所述第一单向阀门(4)与第二单向阀门(5)之间的支管路I(40)通过支管路Ⅱ(41)与蒸发器盘管(31)的一端相连接，第三单向阀门(9)和第四单向阀门(10)之间的支管路Ⅳ(43)通过支管路Ⅲ(42)与蒸发器盘管(31)的另一端相连接，所述支管路Ⅱ(41)上设有第二双向阀门(37)，所述支管路Ⅲ(42)上设有第一双向阀门(26)；所述支管路
Ⅴ
(44)、支管路
Ⅵ
(45)、支管路
Ⅷ
(55)设置于水处理及蓄冷槽(17)外部，支管路
Ⅴ
(44)上端与污水槽(13)连通，下端与水处理及蓄冷槽内胆(16)顶部连通；所述喷淋装置(15)依次连接第七单向阀门(51)、支管路
Ⅵ
(45)、第三单向阀门(48)、第三溶液泵(20)与回流槽(28)连通，用于将回流槽中的水喷淋至水处理及蓄冷槽内胆(16)内；支管路
Ⅵ
(45)外接支管路
Ⅷ
(55)依次连接第九单向阀门(56)、第四溶液泵(54)与回流槽(28)连通，支管路
Ⅵ
(45)外接支管路
Ⅶ
(46)依次连接第八单向阀门(52)、伸缩管(49)，伸缩管(49)伸入水处理及蓄冷槽内胆(16)内，用于抽取水合物分解的水回流至回流槽(28)。2.根据权利要求1所述的水合物水处理协同蓄冷装置，其特征在于，所述温度传感器组包括第一温度传感器(25)、第二温度传感器(32)、第三温度传感器(35)、第四温度传感器(36)、第五温度传感器(38)；其中，所述第一温度传感器(25)设置于支管路Ⅲ(42)上，且位于靠近蒸发器盘管(31)的一侧；第二温度传感器(32)位于水处理及蓄冷槽内胆(16)中心位置；第三温度传感器(35)安装在水处理及蓄冷槽内胆(16)靠近壁面处；第四温度传感器(36)安装在空气隔热层(21)中间；第五温度传感器(38)设置于支管路Ⅱ(41)上，且位于靠近蒸发器盘管(31)的一侧，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伦祥，吴晓东，鲍嘉翥，谢晓航，宋永臣，赵佳飞，崔睿泽，樊梓松，王云晖，余琴健，王戒，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：