氨制冷一体式机组的循环冷却水处理方法和设备与流程

本发明涉及水处理领域，尤其是涉及氨制冷一体式机组的循环冷却水处理方法和设备。

背景技术：

随着国内制造业和技术的创新，氨制冷机组因与水冷和空冷产品相比具有特有的节水、节电优势，在制冷空调、煤化工、电力、饮料和海水淡化等行业中的应用越来越普遍。氨制冷机组主要包括压缩机、热交换器、节流阀和蒸发器，它们之间用管道依次连接，形成一个封闭的系统。制冷剂氨在系统中不断循环流动，发生状态变化，与外界进行热量交换，其工作过程是：液态氨在蒸发器中吸收被冷却物的热量之后，汽化成低压低温的氨气，被压缩机吸入，压缩成高压高温的氨气后排入热交换器，在热交换器中被降温放热冷凝为高压氨液，经节流阀节流为低温低压的氨液，再次进入蒸发器吸热气化，达到循环制冷的目的。这样，氨在系统中经过蒸发、压缩、冷凝、节流四个基本过程完成一个制冷循环。

一种改进的氨制冷一体机组是将热交换器设置在冷却塔中，冷却塔中布置冷凝盘管，通过流经冷凝盘管表面少量水的蒸发由水蒸汽带走热量，然而氨制冷一体机组用水量少、蒸发量大，也导致盘管水处理的难度大大增加。

传统的循环冷却水处理技术如机械方法(刮、刷)、高压水、化学加药处理等都存在水处理效果不理想或二次污染的问题。以最为常用的化学加药处理为例，为了防止循环冷却水在循环使用时，出现结垢、腐蚀、菌藻滋生等问题，需要向循环冷却水系统定期加入缓蚀剂、除垢剂、杀菌剂等多种化学药剂，处理过程中会存在以下问题：不能有效杀灭军团菌等致病菌，它们的存在和飘散会影响甚至危及周围的居民、行人和工作人员的健康；水质检测结果滞后，调节药剂加入量与需求脱节；化学药剂的排放对水体造成了污染；投放药剂的人 为因素难以控制，应用的结果是难以有效除垢、阻垢、去除生物黏泥，影响热交换效率，浪费能耗；且难以有效防止腐蚀(特别是点蚀)。

尽管可以通过提高循环冷却水洁净度(如用纯水或软水等)来控制盘管的结垢，但这将极大增加用水成本。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种氨制冷一体式机组的循环冷却水处理方法和设备，以提高氨制冷机组的循环冷却水的处理效果。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提出一种氨制冷一体式机组的循环冷却水处理设备，该氨制冷一体式机组具有热交换器，该设备包括臭氧注入装置、冷却塔、第一臭氧浓度传感器和第二臭氧浓度传感器，该热交换器位于该冷却塔中，该臭氧注入装置具有臭氧输出口，该输出口通过第一分支管路连接到该热交换器的入口之前，且通过第二分支管路连接该冷却塔的冷凝盘管，该第一臭氧浓度传感器设于该第一分支管路，该第二臭氧浓度表设于第二分支管路，且该第一臭氧浓度传感器和该第二臭氧浓度传感器电连接该臭氧注入装置。

在本发明的一实施例中，该设备还包括水池和循环水泵，该水池位于该冷却塔底部，该循环水泵连接该水池和该冷凝盘管。

在本发明的一实施例中，该臭氧注入装置包括臭氧发生器、文丘里注射器和脱气塔，该脱气塔具有输入口和输出口，该臭氧发生器的臭氧出口通过管路连接该文丘里注射器，该文丘里注射器通过管路连接该脱气塔的输入口，该脱气塔的输出口作为该臭氧注入装置的臭氧输出口。

在本发明的一实施例中，该臭氧注入装置间歇式的工作，且工作时间占总时间的比例为75％以上。

在本发明的一实施例中，该臭氧注入装置能够根据该第一臭氧浓度传感器和该第二臭氧浓度传感器反馈的浓度控制臭氧的产量而将水中溶解氧控制在0.05～0.1mg/L的目标浓度。

本发明还提出一种氨制冷一体式机组的循环冷却水处理方法，适用于一循环冷却水设备，该氨制冷一体式机组具有热交换器，该循环冷却水设备包括冷 却塔，该热交换器设于该冷却塔中，该方法包括以下步骤：产生臭氧气体；以及将臭氧气体分散地注入到该氨制冷一体式机组中，其中一部分臭氧气体注入到该热交换器的入口之前，另一部分臭氧气体注入到该冷却塔的冷凝盘管中。

在本发明的一实施例中，间歇式地产生该臭氧气体，产生臭氧气体的时间占总时间的比例为75％以上。

在本发明的一实施例中，上述方法还包括：检测臭氧气体注入位置的臭氧浓度；根据检测的浓度控制臭氧的产量而将水中溶解氧控制在0.05～0.1mg/L的目标浓度。

本发明由于采用以上技术方案，使之与现有技术相比，针对氨制冷一体式机组的结构特点，采用分散式注入臭氧的方式，在保证处理效果上，极大提高水中溶解臭氧利用率。

附图说明

为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明，其中：

图1是根据本发明一实施例的带有循环冷却水处理设备的氨制冷一体式机组的结构图。

图2是本发明一实施例的臭氧注入装置结构图。

图3是本发明一实施例的氨制冷一体式机组的循环冷却水处理方法流程图。

具体实施方式

图1是根据本发明一实施例的带有循环冷却水处理设备的氨制冷机组的结构图。参考图1所示，氨制冷一体式机组可包括热交换器10，其具有入口10a和出口10b。入口10a输入高温氨气(温度在80℃左右)，出口10b输出经过冷却后的低温氨气(温度在40℃左右)。入口10a通常连接氨制冷一体式机组的压缩机，出口10b通常连接氨制冷一体式机组的节流阀和蒸发器，其中蒸发器又连接到压缩机。为简化起见，图中未示出与本发明的实施例无关的压缩机、节流阀和蒸发器这些部件。

循环冷却水处理设备包括冷却塔20、臭氧注入装置30、循环水泵40、第 一臭氧浓度传感器51和第二臭氧浓度传感器52。在本实施例中，热交换器10设置在冷却塔20中。冷却塔20内部另设有水池22和冷凝盘管24。水池22位于冷却塔20的底部，其中贮存用于冷却的水。冷凝盘管24位于热交换器10上方，二者间通过管路连接。循环水泵40设置在连接水池22和冷凝盘管24的管路上。在工作时，从水池22抽出的水进入冷凝盘管24，喷洒在热交换器10上，冷却流经其中的氨气。在本实施例中，热交换器20设置为管状。

臭氧注入装置30具有臭氧输出口30a。此臭氧输出口30a通过第一分支管路31连接到水池22。但本发明并不以此为限，第一分支管路31可以注入到热交换器20的入口之前的任何位置。臭氧输出口30a还通过第二分支管路32连接冷却塔20的冷凝盘管24。第一臭氧浓度传感器51设于第一分支管路31上，该第二臭氧浓度表52设于第二分支管路32上。第一臭氧浓度传感器51和第二臭氧浓度传感器52均电连接臭氧注入装置30。臭氧注入装置30还可通过管路从水池中引入水。

可以通过第一臭氧浓度传感器51和第二臭氧浓度传感器52向臭氧注入装置30反馈臭氧浓度。臭氧注入装置30据此控制其资深电流，以达到控制臭氧的产量，从而达到控制水中溶解臭氧到达目标位置的浓度，水中臭氧浓度控制在0.05～0.1mg/L。这一浓度范围转换为ORP在600～800mv之间，即目标位置检测出的ORP低于600mv时，臭氧注入装置30的电流升高；当目标位置检测出的ORP高于800mv时，臭氧注入装置30的电流降低。前述臭氧浓度的范围是经过优化的：如果臭氧浓度低于0.05mg/L或ORP小于600mv时，细菌和藻类将会滋生，细菌总数会超过《工业循环冷却水处理设计规范GB50050-2007》中低于100000cfu/ml的要求，同时换热器容易结垢；若臭氧浓度高于0.1mg/L或ORP大于1000mv时，热交换器表面将无法形成氧化膜，防止腐蚀的发生。

由于氨制冷一体式机组冷却水量很小，不需要全时进行臭氧处理，因此本发明的较佳实施例中臭氧注入装置30进行间歇式处理，可节能降耗。以4h为区间，每处理3h，便停机1h，处理时间占比要在75％及以上，才可保证处理效果。这一75％以上的处理时间是经过优化的。相比之下，若处理时间占比在25％以上时，细菌在无臭氧环境时间过长，会快速繁殖，细菌总数会超过《工业循环冷却水处理设计规范GB50050-2007》中低于100000cfu/ml的要求。

氨制冷一体式机组为蒸发式，其蒸发量大，水中臭氧极易散失的特点。冷却水在大气中进行喷淋，水已散成小水珠，同时有高速风冷却，水中溶解臭氧极易散失或分解。在本实施例中，将溶有臭氧的水分两路，一路注入进入热交换器之前的管路，另一路直接进入喷到冷凝盘管中，这一设计是针对氨制冷一体式机组的特点，让水中溶解臭氧充分得到应用。

图2是本发明一实施例的臭氧注入装置结构图。参考图2所示，本实施例的臭氧注入装置30包括臭氧发生器33、文丘里注射器34、脱气塔35和泵36。脱气塔35具有输入口35a和输出口35b。臭氧发生器33的臭氧出口通过管路连接文丘里注射器34。文丘里注射器34的输入端连接设有泵36的管路，输出端通过管路连接脱气塔35的输入口35a，脱气塔35的输出口35b作为臭氧注入装置30的臭氧输出口。

图3是本发明一实施例的氨制冷一体式机组的循环冷却水处理方法流程图。参考图3所示，方法包括如下步骤：

在步骤301，产生臭氧气体；以及

在步骤302，将臭氧气体分散地注入到氨制冷一体式机组中，其中一部分臭氧气体注入到热交换器的入口，另一部分臭氧气体注入到冷却塔的冷凝盘管中。

实施例：

采用本发明涉及的技术和参数处理实际的氨制冷一体式机组循环冷却水，该废水水质以及处理结果见下表1。跟踪观察处理后循环水水质2年均达到GB50050-2007要求。

表1氨制冷一体式机组循环冷却水水质指标汇总

虽然本发明已参照当前的具体实施例来描述，但是本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，在没有脱离本发明精神的情况下还可作出各种等效的变化或替换，因此，只要在本发明的实质精神范围内对上述实施例的变化、变型都将落在本申请的权利要求书的范围内。