污染高温热水能量闪蒸再利用及转化装置的制作方法

本实用新型涉及一种污染高温热水能量闪蒸再利用及转化装置。

背景技术：

在加气砖及管桩等非定型材料浇注成定型产品生产过程中，水泥等物料首先经搅拌而后浇注到模具中，加气砖生产过程中还需要对浇注的物料用蒸汽直接加热到一定温度。加气砖及管桩浇注成型后需要在预养护室(池)加热预养护，预养护达到一定时间后再进入蒸压釜，在蒸压釜中通入蒸汽，蒸汽直接加热加气砖及管桩，产生的冷凝高温水与加气砖及管桩接触，水受到污染形成污染的高温水；组成加气砖及管桩的物料在高温条件下发生化学反应也会释放出不明物质，放出的不明物质也会污染容器内的高温水及蒸汽，被污染的高温水及蒸汽不能直接利用，往往被迫排放。其中仅有少量的热能被利用，其利用方式是：

1、排水阀排出高温水进入换热(或散热)器，加热进入换热器的清洁水，清洁变成热水后再利用(专利申请号201320158451，中国海诚工程科技股份有限公司，专利申请号201120077175，罗广全)；

2、排水阀排出高温水进入散热器(暖气片)加热低温环境，如采暖，而后高温冷凝水直接排放到指定地点，或通过深度处理再利用(专利号200910309661，天津大学，专利号，201320346315周刚)；

3、通过将污染的蒸汽及热水蓄热再利用到物料容器的方法(专利号201410258336，上海)。

现有污染的高温水再利用工艺存在的问题是：由于疏(排)水阀排出的高温水通过管道连接到大气，在常压下其最高温度为100℃，因此加热进入换热器的清洁水的最终温度一定小于100℃，这样就限制了热能利用效率。而且疏(排)水阀排出的高温水排到大气环境时会产生大量闪蒸汽，闪蒸汽会造成换热器汽蚀。而当进入散热器(暖气片)加热低温环境时低温环境的温度往往不可控制，而且污染的高温水往往污染物不明，很难通过深度处理再利用；通过蓄热再利用到物料容器时仍有大量利用不完的废热排出。

技术实现要素：

为了克服现有污染的高温水利用工艺存在的上述问题，本实用新型提供一种在加气砖及管桩等非定型材料浇注成定型产品生产过程中的污染高温热水能量闪蒸再利用及转化装置。

本实用新型采用的技术方案是：

污染高温热水能量闪蒸再利用及转化装置，其特征在于：包括蒸压釜、闪蒸罐、高温水-水换热器、低温水-水换热器、高温清洁水容器、污染冷凝水水箱、低温清洁水水箱、清洁水泵、高温清洁水循环泵、中温清洁水循环泵、低温清洁水循环泵、清洁水再利用泵、蒸汽间接加热器、疏水阀、蒸汽管道、第一污染闪蒸汽管道、第二污染闪蒸汽管道、清洁蒸汽管道以及清洁热水热用户或锅炉；在所述的高温清洁水容器的外部或内部设置有所述的蒸汽间接加热器；所述的蒸压釜通过蒸汽管道输入高压蒸汽后形成污染的高温水，所述的蒸压釜的底部通过疏水阀与所述的闪蒸罐连接，所述的闪蒸罐的下部与所述的 高温水-水换热器、低温水-水换热器依次连接，所述的低温水-水换热器与污染冷凝水水箱连接；所述的闪蒸罐的顶部分别设置有第一污染闪蒸汽管道和第二污染闪蒸汽管道，所述的第一污染闪蒸汽管道分别与浇注工艺、预养护工艺以及其他用热工艺相连接，所述的第二污染闪蒸汽管道与所述的高温清洁水容器的蒸汽间接加热器相连接；所述的高温清洁水容器的顶部通过清洁蒸汽管道与蒸汽用户连接或排放。

所述的高温清洁水容器的底部通过高温清洁水循环泵与高温水-水换热器出口管道上的止回阀靠近高温清洁水容器一侧管道相连接；所述的中温清洁水循环泵进口接在高温水-水换热器清洁水出口止回阀靠近高温水-水换热器一侧，中温清洁水循环泵的出口连接高温水-水换热器的清洁水进口，并与高温水-水换热器相并联；所述的低温清洁水循环泵从低温清洁水箱中吸水进入低温水，经低温水-水换热器换热升温后再低温清洁水水箱，循环加热低温水；从所述的高温清洁水容器出来的清洁水通过清洁水再利用泵与所述的清洁热水热用户或锅炉相连接；所述的低温清洁水水箱通过清洁水泵与所述的低温水-水换热器相连接。

所述的蒸汽间接加热器内排出的污染水与所述的污染冷凝水水箱连接。

所述的清洁水泵的出口处安装有用于防止清洁水倒流进入低温清洁水水箱的清洁水泵止回阀。

所述的高温水-水换热器的清洁水出口安装有防止高温清洁水容器的高温清洁水倒流的止回阀。

所述的蒸压釜为一个或多个并联。

所述的高温水-水换热器与所述的低温水-水换热器之间安装有泵或阀，或所述的低温水-水换热器与污染冷凝水水箱之间安装有泵或阀。高温水-水换热器必须安装在阀或泵前，而低温水水换热器可以安装在阀或泵之前，也可以安装在阀或泵之后。

本实用新型中，所述的蒸压釜为一个或多个并联，可根据实际情况进行添加。水-水换热为一个高温水水换热器和一个低温水水换热器相串联，可以根据实际情况再串联低温水-水换热器。

本实用新型的技术构思如下：

1、在需要随时排放冷凝水的蒸压釜下安装疏水阀，蒸压釜通入蒸汽后逐步升温，蒸汽直接与物料接触加热物料形成污染高温水，污染高温水通过疏水阀排出进入闪蒸罐。

2、污染高温水进入闪蒸罐后闪蒸分离，部分变成低压蒸汽，部分变成和饱和低压蒸汽温度相对应的热水，由于污染的高温冷凝水含有不明化学物质，其低压蒸汽也被污染。

3、闪蒸罐内闪蒸后污染的热水通过疏水阀、控制阀或泵排出前，首先经过高温水-水换热器(而不是通过疏水阀或控制阀或泵后再经水-水换热器排到大气)，污染的热水和进入高温水-水换热器的清洁水换热，(其中，清洁水可以是软化水、去离子水、蒸馏水及其他清洁水源)，而后再通过阀或泵排出，进入低温水-水换热器，已降温的污染水通过低温水-水换热器和低温清洁水换热，加热低温清洁水。

4、闪蒸罐闪蒸产生的污染闪蒸汽首先经过第一污染闪蒸汽管道 接入浇注工艺用于加热浇注的物料；也可接入预养护工艺加热加气砖及管桩对其进行预养护；根据实际情况也可以仅单独供应浇注工艺或预养护工艺使用或供其它加热工艺使用。

污染的闪蒸汽通过第二污染蒸汽管道与高温清洁水容器内的蒸汽间接加热器相连，进一步加热已升温的清洁水，闪蒸汽加热后冷凝形成污染冷凝水排到污染冷凝水水箱。加热到大于100℃的清洁水会在高温清洁水容器内蒸发产生清洁蒸汽，清洁蒸汽可以供生产生活使用，使用不完时也可以排放，高温清洁水也可以直接供应锅炉或作为其他热源使用，从而将污染高温水转化为清洁的高温水及蒸汽。

高温清洁水容器的底部的水温度相对较低，高温清洁水容器的底部通过高温清洁水循环泵与高温水-水换热器出口管道上的止回阀靠近高温清洁水容器一侧的管道相连接，将高温清洁水容器底部的水抽出通过管道进入高温清洁水容器上部喷淋。在水温相对低的条件下，高温清洁水容器底部的水与容器上部的蒸汽混合加热升温，这样高温清洁水容器内的水温温差减小，水温相对均匀，可以减少蒸汽的发生；在高温条件下，在高温清洁水容器内的水循环喷淋过程中会加速清洁水释放为蒸汽。

用上述方法污染高温水转化为清洁能源的效率很高，最高可达90％以上。

本实用新型中，加热清洁水的间接加热器可以安装在高温清洁水容器内形成容积式加热器，也可以安装在高温清洁水容器外循环加热容器里的清洁水。

本实用新型中，所述的容器是指运行压力大于一个大气压的容器，并非指压力容器验收规范意义上的压力容器。

本实用新型的有益效果体现在：

1、污染的高温水通过闪蒸、高温水-水换热器换热、低温水-水换热器换热后降温，其温度可以降低到比进入的清洁水水温略高，而后进入污染冷凝水水箱，充分回收了污染水排出的热能，之后或处理后排放，或直接再利用。

2、低温清洁水箱的水首先通过低温水水换热器换热升温，再通过高温水-水换热器升温后进入高温清洁水容器，在高温清洁水箱中再用闪蒸形成的污染蒸汽通过蒸汽间接加热器再进一步加热升高水温，水温可大于100℃，提高了热能利用效率。

3、高温清洁水容器的水可加热到大于100℃的清洁水会在高温清洁水容器内闪蒸产生清洁蒸汽，清洁蒸汽可以供生产生活使用，使用不完时也可以排放，高温清洁水可以直接供应锅炉或作为其他热源使用。

4、污染高温水转化为清洁能源的效率很高，最高可达90％以上。

附图说明

图1是本实用新型蒸汽间接加热器设置在高温清洁水容器内部的结构示意图。

图2是本实用新型蒸汽间接加热器设置在高温清洁水容器外部的结构示意图。

具体实施方式

参照图1和图2，污染高温热水能量闪蒸再利用及转化装置，包括两个蒸压釜1、2、闪蒸罐3、高温水-水换热器4a、低温水水换热器4b、高温清洁水容器6、污染冷凝水水箱7、低温清洁水水箱8、清洁水泵9、高温清洁水循环泵10a，中温清洁水循环泵10b、低温清洁水循环泵10c，清洁水再利用泵11、蒸汽间接加热器12、疏水阀15、蒸汽管道17、第一污染闪蒸汽管道18a、第二污染闪蒸汽管道18b、清洁蒸汽管道19以及清洁水热用户或锅炉20；在所述的高温清洁水容器6的外部或内部设置有所述的蒸汽间接加热器12；所述的蒸压釜1、2分别通过蒸汽管道17输入高压蒸汽后形成污染的高温水，所述的蒸压釜1、2的底部分别通过疏水阀15与所述的闪蒸罐3连接，所述的闪蒸罐3的下部与所述的高温水-水换热器4a连接，所述的高温水-水换热器4a通过阀或泵5与所述的低温水-水换热器4b相连接，所述低温水-水换热器4b与所述的污染冷凝水水箱7连接；所述的闪蒸罐3的顶部分别设置有第一污染闪蒸汽管道18a和第二污染闪蒸汽管道18b，所述的第一污染闪蒸汽管道18a分别与浇注工艺13a、预养护工艺13b以及其他用热工艺13c相连接，所述的第二污染闪蒸汽管道18b与所述的高温清洁水容器6的间接蒸汽加热器12相连接；所述的高温清洁水容器的顶部通过清洁蒸汽管道19与蒸汽用户13连接或排放；

所述的高温清洁水容器6的底部通过高温清洁水循环泵10a与高温水-水换热器4出口管道上的止回阀靠近高温清洁水容器一侧的管道相连接；所述的中温清洁水循环泵10c进口连接在高温水-水换热 器4a清洁水出口止回阀21靠近高温水-水换热器一侧的管道上，中温清洁水循环泵10c的出口连接高温水-水换热器4a的清洁水进口，与高温水-水换热器4a相并联；所述的低温清洁水循环泵10c从低温清洁水水箱8中吸水进入清洁水，经水-水低温换热器4b换热后再回到低温清洁水水箱8；所述的高温清洁水容器6的顶部通过清洁蒸汽管道19与蒸汽用户13连接或排放；从所述的高温清洁水容器6出来的清洁水通过清洁水再利用泵11与所述的清洁热水热用户或锅炉20连接；所述的低温清洁水水箱8通过清洁水泵9、低温水水换热器4a、高温水水换热器4b与所述的高温清洁水容器6相连接。

所述的蒸汽间接加热器12内排出的污染冷凝水通过疏水阀(要不要再标出序号？)与所述的污染冷凝水水箱7连接。

所述的清洁水泵9的出口处安装有用于防止高温清洁循环水进入低温清洁水水箱的清洁水泵止回阀22。

所述的高温水-水换热器清洁水出口安装有防止高温清洁水容器6高温清洁水倒流的止回阀21。

本实施例的工作原理如下：

高压蒸汽进入蒸压釜1、蒸压釜2加热物料，蒸汽直接加热物料，与物料直接接触后形成污染的高温水，通过疏水阀15进入闪蒸罐3进行闪蒸，分离成污染的低压闪蒸汽及低压闪蒸汽饱和温度对应的污染的高温水。在闪蒸罐3下部排出的污染的高温水在高温水-水换热器4a中和清洁水泵9从低温清洁水水箱8中抽出的清洁水进行热交换，将低温清洁水加热成高温清洁水，同时污染的高温水降温，降温 后污染的高温水经泵或阀5后进入低温水-水换热器4b，与低温循环泵10c从低温清洁水水箱8中抽出的低温清洁水换热，加热低温清洁水，被加热后的低温清洁水再回到低温清洁水箱，如此循环加热，同时污染的高温水进一步降温，而后进入污染冷凝水箱7中。被高温水-水换热器4a加热的高温清洁水经高温清洁水容器6的上部进入高温清洁水容器6，在高温清洁水容器6中被污染闪蒸汽经第二污染闪蒸汽管道18b连接的间接蒸汽加热器12再次加热进一步升高温度，当高温清洁水水温大于100℃后高温清洁水蒸发形成清洁的蒸汽，清洁的蒸汽可通过清洁蒸汽管道19供生产生活中蒸汽用户13使用，使用不完或无法使用时也可以排放；高温清洁水经水泵11供清洁热水热用户或锅炉20使用。高温清洁水容器的底部的水温度相对较低，高温清洁水容器的底部通过高温清洁水循环泵与高温水-水换热器出口管道上的止回阀靠近高温清洁水容器6一侧的管道相连接，将高温清洁水容器底部的水抽出通过管道进入高温清洁水容器上部喷淋。在水温相对低的条件下，高温清洁水容器底部的水与上部的蒸汽混合加热升温，这样高温清洁水容器内的水温温差小，温度相对均匀，可以减少蒸汽的发生；在高温条件下，高温清洁水容器内的水循环喷淋过程会加速清洁水释放为蒸汽。

所述的清洁水泵的出口处安装有用于防止清洁水倒流进入低温清洁水水箱的清洁水泵止回阀22，所述的高温水-水换热器清洁水出口安装有防止高温清洁水容器6内高温清洁水倒流的止回阀21。

在闪蒸罐3中闪蒸成污染的低压闪蒸汽，污染的低压闪蒸汽通过 第一污染闪蒸汽管道18a进入浇注工艺13a加热浇注物料，进入预养护工艺13b加热升高预养护工艺温度或进入其他用热工艺13c使用；使用不完的污染的低压闪蒸汽通过与第二污染闪蒸汽管道18b相连接的蒸汽间接加热器12加热高温清洁水容器6中的高温清洁水，污染的低压闪蒸汽在蒸汽间接加热器12冷凝形成污染的冷凝水经疏水阀(需要标注序号吗？)及管道排到污染冷凝水水箱7中；被加热的清洁水可在高温清洁水容器6中形成比污染闪蒸汽压力低的清洁蒸汽，清洁的蒸汽可通过清洁蒸汽管道19供生产生活中蒸汽用户13使用，使用不完或无法使用时也可以排放。

污染的低压闪蒸汽通过间接加热器12加热高温清洁水容器6中的水，其蒸汽间接加热器12可以安装在高温清洁水容器6之内形成容积式加热器，如附图1；也可以安装在高温清洁水容器6之外，如附图2，温度较低的水从蒸汽间接加热器12与高温清洁水容器6下部的相连管道进入，被加热后水温升高，密度减小，部分形成蒸汽，蒸汽和水形成比重轻的汽水混合物，在间接加热器中向上流动经间接加热器上部与高温清洁水容器6上部的管道进入高温清洁水容器6进行汽水分离后在高温清洁水容器6上部形成清洁蒸汽。

用以上方法可以有效利用高温污染水的热量，并实现高温污染水的热量转化为清洁高温水及清洁蒸汽，高温污染水的热量可以回收90％以上。

用以上方法可以用在其他设备产生的高温污染水热量转化为转化为清洁高温水及清洁蒸汽。

本实施例蒸压釜定义：物料可以直接放入容器，并在容器中直接通入蒸汽进行加工的设备，根据具体情况可以分别取名。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。

本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也及于本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。