1.本发明属于焦化废水处理技术领域，具体涉及将焦化废水经过生化处理后的含盐中水用于焦化循环水冷却蒸发用水的一体化处理系统。
背景技术：
2.焦化废水是一种典型的有毒难降解有机废水，主要来自焦炉煤气初冷和焦化生产过程中的生产用水以及蒸汽冷凝废水。焦化废水排放量大。简单地说，焦化废水处理主要分生化系统处理、树脂软化和反渗透除盐工序，大量难以处理的废水需要投入的设备和运行成本都是相当高的，因此，焦化废水的处理成本是制约焦化企业经济效益的主要问题。
3.在焦化生产过程中产生大量废热，需及时用热传递性能优良且费用低廉传的天然水将其转移到自然环境中，该过程涉及到水循环再利用。常用的循环冷却水设备由冷却塔、水泵和管道构成，将热水泵上塔顶然后成瀑布下流，下流中水蒸汽挥发，空气流动可以加速水的蒸发，依靠蒸发的热量损失降温，降温后的水循环再利用。这种开放式循环水降温系统主要缺点是能耗大，水蒸发量也很大。
4.焦化废水处理与循环水冷却本来是焦化企业生产过程中的两套工艺系统，一般在解决它们的节能减排、提高设备性能、降低运行成本等方面问题时都是分别实施和考核的。
技术实现要素：
5.本发明的目的是提供一种焦化废水与循环水冷却一体化处理系统，该系统是将一套循环水闭式降温系统与焦化废水只经过生化处理后的含盐中水表面蒸发浓缩盐类物质技术相结合，实现了循环水系统节能、省水和焦化废水零排放的效果。
6.本发明的焦化废水与循环水冷却一体化处理系统是通过如下技术方案实现的。
7.本发明的焦化废水与循环水冷却一体化处理系统，包括过热蒸汽冷却器、换热管束、中水管、中水喷头、中水池、管道泵、轴流风机、水垢收集池；所述的过热蒸汽冷却器设置在支架的上部，所述的换热管束设置在支架的中下部，所述的中水管设置在过热蒸汽冷却器的下方、换热管束的上方，所述的中水喷头设在中水管的下部，所述的中水池设在支架一侧的地下，所述的水垢收集池设在换热管束的下方，水垢收集池的中上部与中水池连通，所述的管道泵连通中水池和中水管，所述的轴流风机设在系统的顶端；循环热蒸汽从管道进口输入，循环冷却水从管道出口输出。
8.所述的换热管束为直径20-25mm、厚2.5-3mm、长500-600mm的无缝管，外管刻有不规则形的三角或倒梯形刻纹，纹深0.5-1.0mm、纹间距8-12mm，形成像干裂的河床一样的网格状。换热管束的外壁表面经过上述刻纹技术处理后，使含有钙镁盐类等矿物质形成的水垢在换热管束内外介质温度超过8℃时，水垢沉积到0.1-0.2mm厚时便自然脱落，加热管道内外温差越大，水垢在外壁上沉积的厚度越薄，脱落的越快。
9.所述换热管束内纵向设有直径2-3mm的螺旋片轴，由连接件将螺旋片轴焊接在换热管束内的中央。换热管束内设置的螺旋片轴使循环水在换热管束内由层流改变为湍流，
湍流使流体质点之间产生了径向脉动，因此提高了换热效率。所述的螺旋片轴分正旋与反旋两种，将螺旋片轴每隔500-600mm改变螺旋片轴的正旋和反旋。螺旋片轴通过正旋与反旋连接后进一步提高了湍流程度，旋湍流程度越大，传热阻力越小，换热效率越高。实验证明，每隔500-600mm改变螺旋片轴的正旋和反旋较单方向螺旋片轴的换热管束的换热效率可提高8.6%-11.4%。
10.本发明将传统设计中的开放式循环水蒸发降温改变为密闭式降温装置，循环水量不会因为蒸发而减少，循环水所含盐类物质不会因为蒸发而浓缩，蒸发循环水也就不需要为了降低盐分含量而排放循环水，达到了循环水不蒸发、零排放的目标。本发明将过热蒸汽首先经过热蒸汽冷却器在空气快速流动状态下进行热交换，冷却为较低温热介质，因此降低了换热管束设计的耐温性能指标，同时有效降低了表面结垢速率，循环水可采用脱盐水或软化水，同时也节省了防垢加药措施。
11.本发明的换热管束表面蒸发冷却用水为含盐中水，即焦化污水经过生化处理，cod、氨氮等有害物质达标后的含盐中水。将含盐中水喷在循环冷却水的换热管束表面，在空气快速流动状态下进行表面蒸发，带走热量，达到循环水温度降低的同时将中水的盐含量进行浓缩沉积在换热管束表面。本发明的换热管束的外壁表面经过上述刻纹技术处理后，加上换热管束内湍流形成径向脉动引起的震动，在这两方面的作用下，换热管束外表面形成的垢层当沉积到0.1-0.2mm厚时便自然脱落，然后集中清理，设备的换热效果长期稳定，实现工业化生产运行目标。
12.实践证明，就同一焦化企业产生的工业废水和生活污水经生化系统处理后的含盐中水量，全部用于该企业循环水冷却用还有欠缺。本发明在循环水不蒸发、零排放的同时，解决了
污水处理中的盐类物质浓缩工艺的成本高难度大的困难，实现了焦化废水处理在无结垢状态下降温循环利用的效果，实现了焦化废水的零排放和浓缩盐类集中处理的目标。
13.本发明的焦化废水与循环水冷却一体化处理系统结构简单，设备投资较常规的含盐中水处理和循环水冷却系统设备减少很多。本发明冷却用水是对焦化废水生化系统处理后的中水，不需要后续再进行树脂软化和反渗透除盐处理，压缩了废水处理工序，降低了废水处理成本。本发明采用的换热管束冷却循环水装置，将焦化企业生产的废水全部用于蒸发冷却用水，节约了自然水用量，解决了排污水问题，减少了环境污染，降低了能源消耗。
附图说明
14.图1为本发明结构示意图。
15.图2为本发明换热管束结构示意图。
16.图3为本发明换热管束正旋和反旋螺旋片轴连接示意图。
17.图中：1、过热蒸汽冷却器，2、换热管束，3、中水管，4、中水喷头，5、中水池，6、管道泵，7、轴流风机，8、水垢收集池，9、支架，10、管道进口，11、管道出口，12、刻纹，13、螺旋片轴，14、连接件。
具体实施方式
18.下面结合附图对本发明作进一步阐述。
19.如图1所示，本发明的焦化废水与循环水冷却一体化处理系统，包括过热蒸汽冷却
器1、换热管束2、中水管3、中水喷头4、中水池5、管道泵6、轴流风机7、水垢收集池8。所述的过热蒸汽冷却器1设置在支架9的上部，换热管束2设置在支架9的中下部，中水管3设置在过热蒸汽冷却器1的下方、换热管束2的上方，中水喷头4设在中水管3的下部，水垢收集池8设在换热管束2的下方，中水池5设在支架1一侧的地下，水垢收集池8的中上部与中水池5连通，管道泵6连通中水池5和中水管3，轴流风机7设在系统的顶端。循环热蒸汽从管道进口10输入，循环冷却水从管道出口11输出。
20.如图2、3所示，所述的换热管束2为直径20-25mm、厚2.5-3mm、长500-600mm的无缝管，外管刻有不规则形的三角或倒梯形纹12，纹深0.5-1.0mm、纹间距8-12mm，形成像干裂的河床一样的网格状。所述换热管束2内纵向设有直径2-3mm的螺旋片轴13，由连接件14将螺旋片轴13焊接在换热管束2内的中央。换热管束2内设置的螺旋片轴13使循环水在换热管束2内由层流改变为湍流，湍流使流体质点之间产生了径向脉动，因此提高了换热效率。所述的螺旋片轴13分正旋与反旋两种，将螺旋片轴13每隔500-600mm改变螺旋片轴的正旋和反旋，螺旋片轴13通过正旋与反旋连接后进一步提高了湍流程度，旋湍流程度越大，传热阻力越小，换热效率越高。技术特征：
1.焦化废水与循环水冷却一体化处理系统，其特征在于，包括过热蒸汽冷却器、换热管束、中水管、中水喷头、中水池、管道泵、轴流风机、水垢收集池；所述的过热蒸汽冷却器设置在支架的上部，所述的换热管束设置在支架的中下部，换热管束为直径20-25mm、厚2.5-3mm、长500-600mm的无缝管，外管刻有不规则形的三角或倒梯形刻纹，纹深0.5-1.0mm、纹间距8-12mm，形成像干裂的河床一样的网格状；所述的中水管设置在过热蒸汽冷却器的下方、换热管束的上方，所述的中水喷头设在中水管的下部，所述的中水池设在支架一侧的地下，所述的水垢收集池设在换热管束的下方，水垢收集池的中上部与中水池连通，所述的管道泵连通中水池和中水管，所述的轴流风机设在系统的顶端；循环热蒸汽从管道进口输入，循环冷却水从管道出口输出。2.根据权利要求1所述的焦化废水与循环水冷却一体化处理系统，其特征在于，所述换热管束内纵向设有直径2-3mm的螺旋片轴，由连接件将螺旋片轴焊接在换热管束内的中央。3.根据权利要求2所述的焦化废水与循环水冷却一体化处理系统，其特征在于，所述的螺旋片轴分正旋与反旋两种，将螺旋片轴每隔500-600mm改变螺旋片轴的正旋和反旋。
技术总结
本发明公开了焦化废水与循环水冷却一体化处理系统，包括过热蒸汽冷却器、换热管束、中水管、中水喷头、中水池、管道泵、轴流风机、水垢收集池。过热蒸汽冷却器设置在支架的上部，换热管束设置在支架的中下部，换热管束为直径20-25mm、厚2.5-3mm、长500-600mm的无缝管，外管刻有不规则形的三角或倒梯形刻纹，纹深0.5-1.0mm、纹间距8-12mm，形成像干裂的河床一样的网格状，中水管设置在过热蒸汽冷却器的下方、换热管束的上方，中水喷头设在中水管的下部，中水池设在支架一侧的地下，水垢收集池设在换热管束的下方，水垢收集池的中上部与中水池连通，管道泵连通中水池和中水管，轴流风机设在系统的顶端，循环热蒸汽从管道进口输入，循环冷却水从管道出口输出。冷却水从管道出口输出。冷却水从管道出口输出。
技术研发人员：?(74)专利代理机构
受保护的技术使用者：张有贵 吴琼笑
技术研发日：2022.09.21
技术公布日：2022/11/15
声明：
“焦化废水与循环水冷却一体化处理系统的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：张有贵 吴琼笑
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2024年07月19日 ~ 21日 
