余热回收装置及模块式余热回收系统的制作方法

1.本发明涉及一种印染纺织行业中对印染废水的余热进行回收的余热回收装置；
2.本发明还涉及了采用所述余热回收装置的模块式余热回收系统。


背景技术：

3.在各印染工序中，均会产生大量的带高温余热印染废水，其温度普遍在60摄氏度以上，出于节能环保目的，需要采用余热回收系统，对废水余热进行热交换，把热能转换给净水，提升其初始温度。
4.传统废水预热回收装置，主要有管式和板式热交换两大类，多为定制型、安装使用难度大，且难以更改工作指标或进行升级改造。
5.另外由于印染废水存在大量的固态污染杂质，整体粘稠性大，流动性和导热率低，会影响热交换效率，且会在交换系统内部形成污渍层，进一步降低热交换率，需要经常性清洗，也容易磨损热交换器内部管壁，增加了系统的故障率。
6.而当以上问题出现时，必须停机进行人工调整维护，严重影响生产进度，造成人力、物力的浪费。


技术实现要素：

7.本发明技术方案要解决的技术问题，是现有余热回收箱及余热回收系统技术无法灵活调整和升级改造其处理性能，且热交换率低，工作状态不稳定，故障率高，需要人工频繁清洗等缺陷。
8.为解决以上技术问题，本发明提供一种余热回收装置，由多个相同规格构造的模块化余热回收箱及多个标准化管道连通件组成，标准化管道连通件包括垂直废水管、水平废水管、垂直净水管及水平净水管。
9.所述为余热回收箱扁长方体的空腔，在箱体腔壳内，沿长边方向，水平设置了多组换热管，热交换管贯穿箱体壳壁，在前后端形成废水孔，带热废水在热交换管中流动。
10.换热管外沿有换热翅片，可以提升热交换效率。
11.在箱体腔壳的长边侧面壁体的前侧和后侧，开有净水孔，低温净水通过净水孔进入箱体腔壳内，与热交换管接触，产生热交换而升温。
12.换热管及净水孔的垂直位置，均位于箱体高度的中间位置，方便标准化管道连通件进行连接。
13.所述的标准化管道连通件构造包括如下部件:
14.垂直废水管为c型弯通管，用于连接上下叠放的余热回收箱的热交换管，其管径与废水孔大小相同，两端开口的中心距离与箱体的高度相同；
15.垂直净水管为c型弯通管，用于连接上下叠放的余热回收箱的净水孔，其管径与净水孔大小相同，两端开口的中心距离与箱体的高度相同；
16.水平废水管为直通管，用于连接水平放置的同一高度的余热回收箱的热交换管，
其管径与废水孔大小相同，长度等于水平方向的余热回收箱间距；
17.水平净水管为c型弯通管，用于连接水平放置的同一高度的余热回收箱的净水孔，其管径与净水孔大小相同，两端开口的中心距离与净水孔之间的距离相同。
18.前述多个余热回收箱通过标准化管道连通件相互连接，组成整装的余热回收装置，其组装方法包括如下垂直叠加和水平排列等方法。
19.多个余热回收箱上下叠放为一组，其前后端的废水孔通过垂直废水管交错连通，其侧面前后侧的净水孔通过垂直净水管交错连通。
20.多个余热回收箱，沿换热管方向顺序水平排列，并通过水平废水管连接两组余热回收箱之间的废水孔，通过水平净水管连接两组余热回收箱之间的净水孔。
21.以上组装方法可以结合使用，只要保证所用的多个余热回收箱，通过标准化管道连通件连通后，其换热管连接成单一串行通道，
22.其箱体腔壳空间接成单一串行通道，即可保证整体性能，此时换热管的前端废水孔为废水入水口，其后端废水孔为废水出水口；而箱体腔壳的前端净水孔为净水入水口，其后端净水孔为净水出水口；
23.此时废水入水口与净水出水口相邻，废水出水口与净水入水口相邻，换热管内部带热废水的流向与箱体腔壳空间内净水的流向相反，可以得到最优的热交换效率。
24.以上余热回收装置，具有标准化模块设计，易拆洗、易清洁、易拼装的优点，可以根据所需工作性能，或者水量、环境条件、安装地形区域变化等因素灵活调节或加装扩展，多组设备之间也可以灵活并联或串联使用，大大提升了设备的使用安装扩充的灵活性。
25.为解决余热回收装置内部，污染废水粘稠性大，流动性和导热率低，且堆积形成污渍层，影响热交换效率的情况，本发明进一步提供一种采用了前述余热回收装置的模块式余热回收系统。其余热回收装置的废水入水口通过废水提升泵连通废水集水池；其废水出水口连通园区污水管网，并且在废水入水口与废水提升泵之间安装有脉冲精密固废过滤器，对废水的固废杂质进行前期过滤排除处理。该脉冲精密固废过滤器的过滤器入水口与废水提升泵出口连接，过滤器出水口与废水入水口连接，冲精密固废过滤器的清洗入水口通过高压清洗水管道与高压反冲洗储水罐出水端连通，高压反冲洗储水罐入水端与高压清洗水泵连通，高压清洗水泵从净水池或者净水管道取水，而余热回收装置的净水入水口通过净水提升泵连通净水池或者净水管道。
26.前述脉冲精密固废过滤器，为垂直管道结构，上方为清洗入水口，下方为固废排污口，清洗入水口的下方安装有过滤器上水阀，过滤器上水阀下方的管壁开有过滤器出水口，固废排污口的上方安装有过滤器下水阀，过滤器下水阀上方的管壁开有过滤器入水口，过滤器入水口与过滤器出水口之间的脉冲精密固废过滤器内部管道，安装有过滤滤芯。
27.正常工作状态下，脉冲精密固废过滤器的过滤器上水阀和过滤器下水阀是关闭的，处于封闭管道的状态，此时清洗入水口与固废排污口隔离在过滤器出水口、过滤器入水口及中间的过滤滤芯形成的废水流通通道之外，废水经过滤芯过滤后，固态污染杂质被隔离在滤芯下方，进入余热回收装置的废水，其流动性和导热性均大大提高，流速增大，且不易在换热管内部形成污渍层堆积，从而增强了热交换效率，降低清洗频率和故障率，也提升了系统工作的稳定性。
28.固态污染杂质在滤芯下方的聚集，会影响滤芯的流通率，因此，本发明的脉冲精密
固废过滤器具有排污工作状态。当过滤器上水阀和过滤器下水阀开启时，清洗入水口流入的高压清洗水，冲刷滤芯下方的固态污染杂质，并将其从固废排污口排出，从而达到保持滤芯顺畅的目的。
29.脉冲精密固废过滤器的排污工作，可以通过定时设备控制或者手动控制，也可以通过智能系统，检测滤芯流通率而智能工作。所排出固态污染杂质，可以与处理后的降温废水混流至园区污水管网，也可以单独存放处理，减轻管网除污压力。以上均可依实际工作需要灵活调节。
30.优化的，在过滤器出水口处安装有上翻转阀门，该阀门翻转轴位于过滤器出水口上方，并通过弹力装置保持水平开启的状态，受到向下的压力时，向下翻转为垂直状态，紧贴管壁盖住过滤器出水口。
31.同样优化的，在过滤器入水口处安装有下翻转阀门，该阀门翻转轴位于过滤器入水口上方，并通过弹力装置保持水平开启的状态，受到向下的压力时，向下翻转为垂直状态，紧贴管壁盖住过滤器入水口。
32.采用以上设计方案后，脉冲精密固废过滤器进行排污工序时，高压清洗水向下冲刷管壁的同时，上翻转阀门和下翻转阀门封闭过滤器出水口和过滤器入水口，形成直通水流，保证冲洗滤芯的冲力，且减少高压清洗水的用量。
33.对于较清洁的处理后废水，高压清洗水泵可以从废水出水口处取水，可以降低净水资源消耗。
34.采用以上技术方案后，本发明提供了一种余热回收装置及采用所述余热回收装置的模块式余热回收系统。具有标准化模块设计，易拆洗、易清洁、易拼装等特征，大大提升了设备的使用安装扩充的灵活性，同时具有较高的热交换效率且工作性能稳定、故障率低，无需人工清洗等优点。
附图说明
35.下面结合附图，详细说明本发明具体实施方式：
36.图1是本发明所述余热回收装置的模块化设计实施例结构图；
37.图2是图1实施例的一种整装应用结构图；
38.图3是本发明所述模块式余热回收系统的工作流程示意图；
39.图4是图3模块式余热回收系统的设备结构示意图；
40.图5是所用脉冲精密固废过滤器的实施例构造示意图；
41.图6是图5实施例的侧面内部透视图；
42.图7是图5实施例的正常工作状态模拟图；
43.图8是图5实施例的排污工作状态模拟图；
44.图9是图5实施例的改进实施例构造示意图；
45.图中1、余热回收箱；2、废水入水口；3、废水出水口；4、净水入水口；5、净水出水口； 6、废水提升泵；7、净水提升泵；8、脉冲精密固废过滤器；9、高压清洗水泵；10、高压反冲洗储水罐；11、废水入水管；12、废水出水管；13、净水入水管；14、高压清洗水管道； 15、排放管；16、集水池；
46.101、换热管；102、废水孔；103、净水孔；104、垂直废水管；105、水平废水管；106、垂
直净水管；107、水平净水管；108、翅片；
47.801、过滤器入水口；802、过滤器出水口；803、清洗入水口；804、过滤器上水阀；805、过滤器下水阀；806、固废排污口；807、滤芯；808、上翻转阀门；809、下反转阀门。
具体实施方式
48.如图1所示，本发明的余热回收装置，由多个相同规格构造的模块化余热回收箱1 及垂直废水管104、水平废水管105、垂直净水管106及水平净水管107等标准化管道连通件组成。
49.所述余热回收箱1为扁长方体的空腔，在箱体腔壳内，沿长边方向，水平设置了多组换热管101，热交换管贯穿箱体壳壁，在前后端形成废水孔102，带热废水在热交换管 101中流动。换热管101外沿有换热翅片108，可以提升热交换效率。
50.在箱体腔壳的长边侧面壁体的前侧和后侧，开有净水孔103，低温净水通过净水孔 103进入箱体腔壳内，与热交换管101接触，产生热交换而升温。
51.换热管101及净水孔103的垂直位置，均位于箱体高度的中间位置，方便标准化管道连通件进行连接。
52.所述的标准化管道连通件构造包括如下部件:
53.垂直废水管104为c型弯通管，用于连接上下叠放的余热回收箱1的热交换管101，其管径与废水孔102大小相同，两端开口的中心距离与箱体的高度相同；
54.垂直净水管106为c型弯通管，用于连接上下叠放的余热回收箱1的净水孔103，其管径与净水孔103大小相同，两端开口的中心距离与箱体的高度相同；
55.水平废水管105为直通管，用于连接水平放置的同一高度的余热回收箱1的热交换管101，其管径与废水孔102大小相同，长度等于水平方向的余热回收箱间距；
56.水平净水管107为c型弯通管，用于连接水平放置的同一高度的余热回收箱1的净水孔 103，其管径与净水孔103大小相同，两端开口的中心距离与净水孔之间的距离相同。
57.如图2所示，前述多个余热回收箱1通过标准化管道连通件相互连接，组成整装的余热回收装置，其中多个余热回收箱1上下叠放为一组，其前后端的废水孔通过垂直废水管104交错连通，如第一层与第二层余热回收箱在尾端用垂直废水管104连通，则第二层与第三层余热回收箱则在首端用垂直废水管104连通，以此类推；而其侧面前后侧的净水孔同样通过垂直净水管106采用交错方式连通。而两组叠放的余热回收箱组，水平排列在一起，在其顶端的余热回收箱之间，采用水平废水管105和水平净水管107相互连接，形成一个换热管和箱体腔壳空腔各自串联贯通的整体。
58.此时换热管的前端废水孔为废水入水口2，其后端废水孔为废水出水口3；而箱体腔壳的前端净水孔为净水入水口4，其后端净水孔为净水出水口5。换热管内部带热废水的流向与箱体腔壳空间内净水的流向相反，可以得到最优的热交换效率。
59.为提升水流流速和扬程，还在废水入水口2前端增加了废水提升泵6，在净水入水口4前端增加了净水提升泵7，以改善工作效率。
60.如图3所示的模块式余热回收系统的工作流程示意图，废水集水池的高温废水通过废水提升泵，进入脉冲精密固废过滤器进行过滤，过滤后的无固态杂质高温废水进入模块式余热回收装置，与通过净水提升泵提升压力的低温净水进行热交换，降温后的低温废
水排放到园区污水管网中，高温净水则进入正常生产工序中。
61.同时为对脉冲精密固废过滤器的滤芯进行清理，安装了高压清洗水泵将清洗用水源升压后进入高压反冲洗储水罐保存，按需排放入脉冲精密固废过滤器的清洗端，将过滤出来的固态污染杂质冲洗并形成固废液排放到园区污水管网，保持滤芯的流通性。
62.如图4所示，废水集水池16的高温废水通过废水提升泵6，从过滤器入水口801进入脉冲精密固废过滤器8进行过滤，过滤后的无固态杂质高温废水从过滤器出水口802经废水入水管11连接到废水入水口2，进入模块式余热回收装置，而低温净水通过净水提升泵7 提升压力，再经过净水入水管13输送到净水入水口4，进入模块式余热回收装置的壳体内，与换热管中的高温废水进行热交换，降温后的低温废水废水出水管12经排放到园区污水管网中，高温净水则通过净水出水口5进入正常生产工序中。
63.同时为对脉冲精密固废过滤器的滤芯进行清理，安装了高压清洗水泵9将清洗用水源升压后进入高压反冲洗储水罐10保存，需要时通过高压清洗水管道14，将高压净水排放入脉冲精密固废过滤器8的清洗入水口803，将过滤出来的固态污染杂质形成固废液，通过固废排污口806排放到园区污水管网，保持滤芯的流通性。
64.如图5所示，脉冲精密固废过滤器8，为垂直管道结构，上方为清洗入水口803，下方为固废排污口806，清洗入水口803的下方安装有过滤器上水阀804，过滤器上水阀804 下方的管壁开有过滤器出水口802，固废排污口806的上方安装有过滤器下水阀805，过滤器下水阀805上方的管壁开有过滤器入水口801。为对应图3
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4所示的3换热管的余热回收装置，图5所示实施例同样采用了3个脉冲精密固废过滤器8组合为一组的实体结构，并在下方共用了排污管基座，共用一个固废排污口806。
65.如图6所示，过滤器入水口801与过滤器出水口802之间的脉冲精密固废过滤器8 内部管道，安装有过滤滤芯807。
66.如图7所示，正常工作状态下，脉冲精密固废过滤器8的过滤器上水阀804和过滤器下水阀805是关闭的，处于封闭管道的状态，此时清洗入水口803与固废排污口806隔离在过滤器出水口802、过滤器入水口801及中间的过滤滤芯807形成的废水流通通道之外，废水流向如箭头所示。废水由过滤器入水口801进入，经过滤芯807过滤后，固态污染杂质被隔离在滤芯807下方，通过过滤器出水口802送往后方余热回收装置的废水，其流动性和导热性均大大提高，流速增大，且不易在换热管内部形成污渍层堆积，从而增强了热交换效率，降低清洗频率和故障率，也提升了系统工作的稳定性。
67.固态污染杂质在滤芯下方的聚集，会影响滤芯的流通率，因此如图8所示，脉冲精密固废过滤器的排污工作状态。当过滤器上水阀804和过滤器下水阀805开启时，清洗入水口803流入的高压清洗水，冲刷滤芯807下方集聚的固态污染杂质，并将其从固废排污口 806排出，从而达到保持滤芯顺畅的目的。
68.脉冲精密固废过滤器8的排污工作，可以通过定时设备控制或者手动控制，也可以通过智能系统，检测滤芯流通率而智能工作。所排出固态污染杂质，可以与处理后的降温废水混流至园区污水管网，也可以单独存放处理，减轻管网除污压力。以上均可依实际工作需要灵活调节。
69.如图9所示，在过滤器出水口802处安装有上翻转阀门808，该阀门的翻转轴位于过滤器出水口802上方，在过滤器入水口801处安装有下翻转阀门809，该阀门翻转轴位于过滤
器入水口801上方，两翻转阀门均通过弹力装置在无外力下保持虚线所示的水平开启的状态，当脉冲精密固废过滤器8处于排污工作状态时，受到高压清洗水向下流动的压力时，向下翻转为垂直状态，紧贴管壁封闭过滤器出水口802和过滤器入水口801，形成直通水流，保证冲洗滤芯的水流冲力，且减少高压清洗水的用量。
70.上翻转阀门808和下翻转阀门809均可以通过外置的阀门开关实现，可以依据实际情况做出调整，不应视为本发明的技术限定。
71.综前所述，本发明提供了一种可模块化的余热回收装置，及应用该种余热回收装置的模块式余热回收系统。具有标准化模块设计，易拆洗、易清洁、易拼装等特征，大大提升了设备的使用安装扩充的灵活性，同时具有较高的热交换效率且工作性能稳定、故障率低，无需人工清洗等优点。而以上所述仅是本发明的优选实施方式，在本发明实际部署过程中，因生产工艺要求的不同，并不可能完全依据上述实施例进行操作，因此不应当将本发明的各实施例理解为对本发明的限制。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和调整，这些改进和调整，也应视为本发明的有效保护范围之内。