利用余热以制备淡水和净化空气的回收装置及其使用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及带有管状通道的热交换设备领域，具体为一种利用余热以制备淡水和净化空气的回收装置及其使用方法。
【背景技术】
[0002]废水、废气的治理是目前环境保护的重点之一。工业废水除含有多种杂质以外，往往还带有较高的热量，以往对废水的处理多注重于对杂质的去除，对于废水余热的利用较少关注，使得废水中的热能白白浪费；此外，目前对于废气的处理，多采用和废水独立的设备实施，两者之间没有组成有机的整体，也缺乏相互之间的资源互相利用和补充。
[0003]我国大气污染严重，主要污染物PM2.5来源是工业端排放和汽车尾气，工业中一半来自电力行业，北方由于普遍采用火电，同时钢铁等高耗能企业较多，排放量较以水电比重更大的南方更多；另一半来自钢铁、水泥建材、有色冶金等非电行业，主要污染物包括一次颗粒物、二氧化硫、氮氧化物和挥发性有机化合物(即VOC)，年排放量均在2000?3000万吨之间。
【发明内容】
[0004]为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、使用方便、回收效率高、适用范围广的余热回收利用、大流量净化空气、制备淡水的综合设备，本发明公开了一种利用余热以制备淡水和净化空气的回收装置及其使用方法。
[0005]本发明通过如下技术方案达到发明目的:
一种利用余热以制备淡水和净化空气的回收装置，包括支架，其特征是:还包括蒸发-冷凝互换器、污水余热加湿加热器、自然通风机和挡风机构，
蒸发-冷凝互换器和污水余热加湿加热器都设于支架内，污水余热加湿加热器设于蒸发-冷凝互换器的上方；
蒸发-冷凝互换器包括底板、第一挡水板、换热管束、喷淋管、淡水出口和污水出口，底板固定在支架内的下部，第一挡水板呈筒形固定在底板上，支架侧壁的内侧和第一挡水板的外侧之间构成一环形空间，换热管束设于所述的环形空间内，喷淋管设于换热管束的正上方，喷淋管的喷淋头正对换热管束，位于换热管束正下方的底板上开有至少两个淡水出口，底板的底部开有一个污水出口，换热管束的壳程出水口和污水出口连接；
污水余热加湿加热器包括淋水分布板、第二挡水板、填料、污水进水管和风筒连箱，淋水分布板分为上下平行的两层，下层的淋水分布板设于蒸发-冷凝互换器喷淋管的上方，上层的淋水分布板设于支架内的顶部，风筒连箱固定在上层的淋水分布板上，第二挡水板分为内侧和外侧，内侧的第二挡水板固定在下层的淋水分布板上且设于蒸发-冷凝互换器第一挡水板开口的正上方，外侧的第二挡水板设于支架和内侧的第二挡水板之间，填料填充在内侧和外侧的第二挡水板之间以及底部和顶部的淋水分布板之间，污水进水管的进水口设于支架外，污水进水管的出水口设于顶部的淋水分布板的上方； 自然通风机包括风筒、转轴、第一叶片、第二叶片、挡风板和导向翼，风筒固定在风筒连箱上，风筒的侧壁的下部和支架外侧的风室贯通，转轴的两端分别用轴承垂直地固定在风力机风筒上下两端水平支撑肋的中心处，第一叶片固定在转轴的下部且设于风筒内，第二叶片固定在转轴上第一叶片的上方且设于风筒外；
挡风机构包括立杆、肋板，横杆、挡风板和导向翼，立杆垂直设于自然通风机的风筒上，肋板分为顶底两层，每层的肋板依次连接相邻立杆的侧面且肋板形成圆形的固定圈，横杆共有两条，每条横杆的两端分别固定在顶层肋板相对的两端，两条横杆位于顶层肋板的两条互相垂直的直径处，两条横杆的交点处套设在转轴顶端的轴承的外圈上，挡风板的两端分别固定在立杆的侧面，且挡风板设于肋板的外侧，导向翼的一端和一条横杆的一端固定。
[0006]所述的利用余热以制备淡水和净化空气的回收装置，其特征是:淋水分布板由底板、挡水围堰和滤芯组成，底板上开有漏水孔，挡水围堰固定在底板的四周，滤芯填充在由底板和挡水围堰构成的空间内。
[0007]所述的利用余热以制备淡水和净化空气的回收装置，其特征是:第一叶片的纵截面呈“X”型；挡风板的横截面呈弧形，所述弧形为圆心角在90°?180°之间。
[0008]所述的利用余热以制备淡水和净化空气的回收装置的使用方法，其特征是:按如下步骤依次实施:
利用横掠的自然风为动力经吹入风筒后带动固定在转轴上的第一叶片和第二叶片转动，形成自下向上的引风流，导向翼控制挡风板转动；
环境空气在自然通风机的动力驱动下经支架的侧壁横掠蒸发-冷凝互换器的换热管束；
高温污水从污水进水管输入后流入污水余热加湿加热器顶层的淋水分布板，经淋水分布板初步过滤后渗入填料，在填料内高温污水继续过滤并被冷却，过滤、冷却后的高温污水经过底层的淋水分布板渗入喷淋管成为喷淋水，喷淋水经喷淋管的喷淋头自上而下喷向蒸发-冷凝互换器的换热管束的壳程；
在换热管束的壳程环境空气和喷淋水与管内的湿热空气发生热交换，经过热交换，喷淋水得到进一步的蒸发降温成为出水，出水经污水出口排出；经过热交换，环境空气被初步升温加湿后，在自然通风机产生的引风流的作用下，上升至污水余热加湿加热器，初步升温加湿的空气从内侧的第二挡水板吹入填料再经外侧的第二挡水板吹出，在这个过程中，初步升温加湿的空气和高温污水发生直接接触热交换，空气被再一次的升温加湿生成温度较高、相对湿度％的饱和湿热空气，饱和湿热空气在空气动力的作用下进入蒸发-冷凝互换器管程，在蒸发-冷凝互换器管内侧冷凝成淡水和未凝空气，淡水经淡水出口排出；
未凝空气为净化后的空气，未凝空气经自然通风机抽吸排入大气。
[0009]实践证明，采用大流量空气净化装置冶理大气污染是行之有效的方法。采用本发明，可以从高于环境温度的污水中利用空气蒸发冷凝获得了可回收的淡水；通过空气和水的混合和热交换，整个过程中，空气与水进行了二次直接交换和吸收，经过一次凝水处理，空气中可溶于水的杂质得到了充分吸收，排出气近乎于纯净的空气；污水出口排出的污水经过了部分蒸发浓缩后含盐浓度有所提高，可供进一步浓缩结晶处理或升温后返回本装置。
[0010]本发明的处理能力设计取决于自然通风机的直径和污水的温度，按建设地点年平均风速值为参照设计风筒的直径以确定风量，风量越大、污水温度越高，处理能力越大。
[0011]本发明可应用于如下场合:
1.应用于低耗能的淡水生产，适用于近海区、船载、海上操作平台及岛屿等淡水生产和水电联产；如直接使用太阳能加热的海水可实现低成本的海水的淡生产；
2.应用于污水处理装置及制盐装置中的液相浓缩；
3.应用于海产品干燥设备产生的湿热空气的除湿除味；
4.应用于烟气的脱硫脱硝及余热回收；
5.应用于低品位余热利用、余热回收的综合配套装置；
6.应用于空气净化及PM2.5的治理；
7.应用于各行业的循环水冷却处理。
[0012]本发明的有益效果是:结构简单，使用方便，维护便利，提高了能源和水资源的利用率，可适用于各种不同的环境和场合。
【附图说明】
[0013]图1是本发明的主视图；
图2是本发明的剖视示意图；
图3是本发明中挡风机构的主视图；
图4是本发明中挡风机构的俯视图。
【具体实施方式】
[0014]以下通过具体实施例进一步说明本发明。
[0015]实施例1
一种利用余热以制备淡水和净化空气的回收装置，包括支架1、蒸发-冷凝互换器2、污水余热加湿加热器3、自然通风机4和挡风机构5，如图1?图4所示，具体结构是:
蒸发-冷凝互换器2和污水余热加湿加热器3都设于支架I内，污水余热加湿加热器3设于蒸发-冷凝互换器2的上方；
蒸发-冷凝互换器2包括底板21、第一挡水板22、换热管束23、喷淋管24、淡水出口 25和污水出口 26，底板21固定在支架I内的下部，第一挡水板22呈筒形固定在底板21上，支架I侧壁的内侧和第一挡水板22的外侧之间构成一环形空间，换热管束23设于所述的环形空间内，喷淋管24设于换热管束23的正上方，喷淋管24的喷淋头正对换热管束23，位于换热管束23正下方的底板21上开有至少两个淡水出口 25，底板21的底部开有一个污水出口 26，换热管束23的壳程出水口和污水出口 26连接；
污水余热加湿加热器3包括淋水分布板31、第二挡水板32、填料33、污水进水管34和风筒连箱35，淋水分布板31分为上下平行的两层，下层的淋水分布板31设于蒸发-冷凝互换器2喷淋管24的上方，上层的淋水分布板31设于支架I内的顶部，风筒连箱35固定在上层的淋水分布板31上，第二挡水板32分为内侧和外侧，内侧的第二挡水板32固定在下层的淋水分布板31上且设于蒸发-冷凝互换器2第一挡水板22开口的正上方，外侧的第二挡水板32设于支架I和内侧的第二挡水板32之间，填料33填充在内侧和外侧的第二挡水板32之间以及底部和顶部的淋水分布板31之间，污水进水管34的进水口设于支架I夕卜，污水进水管34的出水口设于顶部的淋水分布板31的上方；
自然通风机4包括风筒41、转轴42、第一叶片43、第二叶片44、挡风板54和导向翼46，风筒41固定在风筒连箱35上，风筒41的侧壁的下部和支架I外侧的风室贯通，转轴42的两端分别用轴承垂直地固定在风力机风筒41上下两端水平支撑肋的中心处，第一叶片43固定在转轴42的下部且设于风筒41内，第二叶片44固定在转轴42上第一叶片43的上方且设于风筒41外；
挡风机构5如图3和图4所不,包括立杆51、肋板52,横杆53、挡风板54和导向翼55,立杆51垂直设于自然通风机4的风筒41上，肋板52分为顶底两层，每层的肋板52依次连接相邻立杆51的侧面且肋板52形成圆形的固定圈，横杆53共有两条，每条横杆53的两端分别固定在顶层肋板52相对的两端，两条横杆53位于顶层肋板52的两条互相垂直的直径处，两条横杆53的交点处套设在转轴42顶端的轴承的外圈上，挡风板54的两端分别固定在立杆51的侧面,且挡风板54设于肋板52的外侧，导向翼55的一端和一条横杆53的一端固定。
[0016]本实施例中，淋水分布板31由底板、挡水围堰和滤芯组成,底板上开有漏水孔,挡水围堰固定在底板的四周，滤芯填充在由底板和挡水围堰构成的空间内。
[0017]本实施例中，第一叶片43的纵截面呈“