本發(fā)明涉及循環(huán)水冷卻，特別涉及一種收水消霧填料單元及應(yīng)用該單元的冷卻塔。

背景技術(shù)：

1、在石油、化工等行業(yè)中，廣泛建有循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。傳統(tǒng)的開式冷卻塔利用淋水填料冷卻循環(huán)水，來自工藝裝置的循環(huán)熱水進(jìn)入冷卻塔噴淋系統(tǒng)，經(jīng)淋水噴頭形成噴淋循環(huán)熱水，噴淋循環(huán)熱水自上而下進(jìn)入淋水填料，填料一般采用pvc薄片制成，水進(jìn)入填料沿著pvc片形成水膜，外界干冷空氣自下而上進(jìn)入填料，與水膜進(jìn)行熱交換，水膜蒸發(fā)降溫，空氣被加熱加濕后形成濕熱空氣，冷卻塔頂部安裝有風(fēng)機(jī)將濕熱空氣排出塔外，循環(huán)熱水被冷卻變成循環(huán)冷水。淋水填料上部出來的濕熱空氣，經(jīng)冷卻塔風(fēng)筒排出塔外，由于排出塔外的濕熱空氣濕度大，溫度高，在環(huán)境溫度較低時，濕熱空氣排出塔外與冷空氣混合，由于冷卻和凝縮會形成含有許多微小液粒群的霧團(tuán)，因此有除霧的需求。

2、例如，中國專利申請cn103727805a公開了一種深度凝水除霧環(huán)保裝置。該除霧環(huán)保裝置包括塔體，塔體內(nèi)從下到上依次設(shè)有填料、噴水裝置、收水器、換熱裝置，塔體的頂部設(shè)有出風(fēng)口，在出風(fēng)口內(nèi)安裝有風(fēng)機(jī)，塔體內(nèi)位于換熱裝置與出風(fēng)口之間的位置設(shè)置有過渡段氣室。工作時，由噴水裝置噴出的熱循環(huán)冷卻水在填料中經(jīng)冷卻塔下部進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入的冷空氣冷卻，循環(huán)冷卻水溫度降低；在填料中的冷空氣溫度升高，含濕量增加，形成基本處于飽和狀態(tài)的濕熱空氣；濕熱空氣經(jīng)收水器后進(jìn)入熱風(fēng)通道中，之后進(jìn)入換熱裝置，與通過冷風(fēng)通道進(jìn)入換熱裝置中的干冷空氣進(jìn)行換熱；經(jīng)換熱裝置后，濕熱空氣和干冷空氣在過渡段氣室中混合，由風(fēng)機(jī)排出大氣。該類方案換熱面積有限，換熱效率低，收水效果不佳；由于存在兩側(cè)冷風(fēng)、熱風(fēng)互串的問題，需全封裝安裝，封裝、安裝成本較高；由于設(shè)置了收水器，導(dǎo)致塔體的整體高度較高；另外，該類方案中含鹽較少的凝結(jié)水不能有效區(qū)別回收。

3、再例如，中國專利申請cn112857087a公開了一種消霧裝置和冷卻塔，涉及冷卻塔技術(shù)領(lǐng)域，該消霧裝置包括：層疊的第一流路和第二流路，對由下而上流動的第一氣流和第二氣流進(jìn)行熱量交換；將從第一流路流出的第一氣流排出至消霧裝置上方的第一流出口；將從第二流路流出的第二氣流排出至消霧裝置上方的第二流出口；以及第一流出口和第二流出口交替層疊，該消霧裝置能起到節(jié)水消霧作用。但是，該類方案也需設(shè)置收水器，不僅占用塔內(nèi)空間，而且增加塔成本；另外，換熱過程中回收的凝結(jié)水會從消霧裝置進(jìn)風(fēng)口位置流回塔內(nèi)，進(jìn)氣口同時為排水口，形成氣液逆流，該過程易產(chǎn)生氣液夾帶。

4、因此，亟需一種收水消霧填料單元及應(yīng)用該單元的冷卻塔，不僅無需使用收水器，而且換熱效率和收水率更高，還能有效減少氣液夾帶。

5、公開于該背景技術(shù)部分的信息僅僅旨在增加對本發(fā)明的總體背景的理解，而不應(yīng)當(dāng)被視為承認(rèn)或以任何形式暗示該信息構(gòu)成已為本領(lǐng)域一般技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種收水消霧填料單元及應(yīng)用該單元的冷卻塔，通過第一換熱片和第二換熱片的錯層堆疊設(shè)置以及倒梯形結(jié)構(gòu)斜邊處相對設(shè)置的偏折部，構(gòu)建相對獨(dú)立且可進(jìn)行間壁換熱的冷、熱通道，不僅無需使用收水器，還能有效提高換熱效率。

2、本發(fā)明的另一目的在于提供一種收水消霧填料單元及應(yīng)用該單元的冷卻塔，通過在熱通道內(nèi)部設(shè)置的導(dǎo)流凸起和/或凹陷，構(gòu)建凝結(jié)水的導(dǎo)流設(shè)施，不僅收水率高，還能有效減少氣液夾帶。

3、為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提供了一種收水消霧填料單元，包括：第一換熱片，其下部延伸出第一倒梯形結(jié)構(gòu)，該第一倒梯形結(jié)構(gòu)的一側(cè)斜邊設(shè)有第一偏折部，另一側(cè)斜邊設(shè)有第一非偏折部；第二換熱片，其下部延伸出第二倒梯形結(jié)構(gòu)，該第二倒梯形結(jié)構(gòu)的一側(cè)斜邊設(shè)有第二偏折部，另一側(cè)斜邊設(shè)有第二非偏折部；第一偏折部和第二偏折部的設(shè)置位置相反；第一換熱片和第二換熱片錯層堆疊設(shè)置；通過堆疊后換熱片上部側(cè)邊的封邊設(shè)置，以及，第一偏折部和第二非偏折部、第二偏折部和第一非偏折部的密封連接，形成間隔交錯布置的熱通道和冷通道，且倒梯形結(jié)構(gòu)的一側(cè)斜邊處為間隔的熱通道進(jìn)風(fēng)口，另一側(cè)斜邊處為間隔的冷通道進(jìn)風(fēng)口；倒梯形結(jié)構(gòu)的底部短邊處形成的開口結(jié)構(gòu)用于排液。

4、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，第一偏折部和第二偏折部均可具有：傾斜面，其沿倒梯形結(jié)構(gòu)的基面發(fā)生偏折并傾斜延伸，用于濕熱空氣在進(jìn)入熱通道進(jìn)風(fēng)口處時，將夾帶的含鹽噴淋液滴進(jìn)行捕捉和回收；密封連接面，其沿傾斜面端部水平延伸，用于將第一偏折部和第二非偏折部，以及，第二偏折部和第一非偏折部進(jìn)行密封固定。

5、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，熱通道用于通入循環(huán)熱水經(jīng)干冷空氣換熱后獲取的濕熱空氣；冷通道用于通入干冷空氣；熱通道內(nèi)的濕熱空氣與冷通道內(nèi)的干冷空氣進(jìn)行間壁換熱后可從收水消霧填料單元頂部分別排出并直接混合。

6、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，熱通道內(nèi)可設(shè)有用于將濕熱空氣換熱后形成的凝結(jié)水導(dǎo)流至所述開口結(jié)構(gòu)處的導(dǎo)流部。導(dǎo)流部可包括：豎直導(dǎo)流槽，其設(shè)置在換熱片上部且由豎直延伸的凸起和/或凹陷組成；傾斜導(dǎo)流槽，其設(shè)置在換熱片的倒梯形結(jié)構(gòu)部分且由傾斜延伸的凸起和/或凹陷組成，該傾斜導(dǎo)流槽間斷設(shè)置。

7、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，倒梯形結(jié)構(gòu)底部短邊形成的開口結(jié)構(gòu)處可設(shè)置收水槽。收水槽優(yōu)選與開口結(jié)構(gòu)相抵接，形成與熱通道連通的集液出口以及與冷通道連通的液封口，該液封口可在排液處將冷、熱通道隔離。

8、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，收水槽可設(shè)有位于外側(cè)的噴淋液滴集液收集區(qū)和位于內(nèi)側(cè)的凝結(jié)水集液收集區(qū)。

9、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，第一換熱片和第二換熱片的上部可以為矩形結(jié)構(gòu)。

10、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，第一換熱片和第二換熱片的頂部可水平設(shè)置，堆疊后形成間隔設(shè)置的熱通道出風(fēng)口和冷通道出風(fēng)口，使得間壁換熱后的冷、熱空氣在出風(fēng)口處直接混合。

11、根據(jù)本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提供了一種冷卻塔，應(yīng)用前述任意一項(xiàng)的收水消霧填料單元，該收水消霧填料單元數(shù)量為多個，且并排設(shè)置于冷卻塔內(nèi)的上部，構(gòu)建出填料組件，每個收水消霧填料單元的收水槽處向下豎直延伸設(shè)置隔板，形成相對獨(dú)立的濕熱空氣通道和干冷空氣通道，該干冷空氣通道的所述隔板底端設(shè)有可選擇性開啟的風(fēng)門。

12、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，風(fēng)門可包括旋轉(zhuǎn)軸以及可沿旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動的旋轉(zhuǎn)擋板，通過風(fēng)門的選擇性開啟和關(guān)閉，實(shí)現(xiàn)冬季的收水消霧運(yùn)行模式以及夏季的熱力運(yùn)行模式。

13、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，填料組件下方設(shè)有噴淋單元，該噴淋單元下方設(shè)有淋水填料；來自噴淋單元的循環(huán)熱水在淋水填料處與來自冷卻塔下部的干冷空氣逆向接觸獲得濕熱空氣。

14、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，干冷空氣通道的相應(yīng)位置處可設(shè)有百葉窗，用于在風(fēng)門關(guān)閉的運(yùn)行模式下為干冷空氣通道提供塔外的干冷空氣。

15、進(jìn)一步，上述技術(shù)方案中，冷卻塔頂可設(shè)有風(fēng)筒和風(fēng)筒內(nèi)的風(fēng)機(jī)，用于為冷卻塔內(nèi)運(yùn)行的氣流提供動力。

16、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

17、1)本發(fā)明通過第一換熱片和第二換熱片的錯層堆疊設(shè)置以及倒梯形結(jié)構(gòu)斜邊處相對設(shè)置的偏折部，可以構(gòu)建相對獨(dú)立且可進(jìn)行間壁換熱的冷、熱通道，不僅無需使用收水器，節(jié)省冷卻塔空間，還能有效提高換熱效率，且冷、熱空氣的進(jìn)口分別位于倒梯形結(jié)構(gòu)的兩側(cè)斜邊處，排液口則位于倒梯形結(jié)構(gòu)的底部短邊處，不僅使得熱通道和冷通道進(jìn)口完全分離，同時氣液兩相也最大限度內(nèi)地避免了干擾；

18、2)本發(fā)明收水消霧填料單元的熱通道用于通入循環(huán)熱水經(jīng)干冷空氣換熱后獲取的濕熱空氣，冷通道則用于通入干冷空氣，熱通道內(nèi)的濕熱空氣與冷通道內(nèi)的干冷空氣進(jìn)行間壁換熱后可從本發(fā)明的收水消霧填料單元頂部分別排出并直接混合，無需提供混合空間，可進(jìn)一步節(jié)省冷卻塔的使用空間；

19、3)本發(fā)明通過收水消霧填料單元的倒梯形結(jié)構(gòu)斜邊處的結(jié)構(gòu)設(shè)計，不僅構(gòu)建出錯層設(shè)置的冷、熱通道進(jìn)口，而且濕熱空氣經(jīng)過熱通道進(jìn)口時，在偏折部的作用下，氣流可轉(zhuǎn)彎兩次，轉(zhuǎn)彎過程中氣流中夾帶的液滴由于慣性原因，轉(zhuǎn)彎半徑大，不能跟隨氣流轉(zhuǎn)彎，從而被兩次捕捉和收集。因此，在熱通道進(jìn)風(fēng)口處，本發(fā)明可以去掉絕大部分濕熱氣流夾帶的含鹽液滴，這部分含鹽液滴可以在熱通道進(jìn)風(fēng)口處被直接導(dǎo)引至倒梯形結(jié)構(gòu)底部短邊處設(shè)置的收水槽，而且可以單獨(dú)收集；

20、4)本發(fā)明收水消霧填料單元熱通道內(nèi)的豎直導(dǎo)流槽可以對濕熱空氣夾帶的少部分含鹽液滴以及經(jīng)間壁換熱后的熱通道內(nèi)的大部分凝結(jié)水(不含鹽)進(jìn)行捕捉(此時含鹽液滴已基本在熱通道進(jìn)風(fēng)口處被捕捉)，并經(jīng)過傾斜導(dǎo)流槽導(dǎo)流至倒梯形結(jié)構(gòu)底部短邊的開口結(jié)構(gòu)處設(shè)置的收水槽，而且同樣可以單獨(dú)收集，從而有效減少濕熱氣流的液滴夾帶，增強(qiáng)收水消霧能力。通過發(fā)明獨(dú)特的二級夾帶液滴串聯(lián)捕捉結(jié)構(gòu)(即熱通道進(jìn)風(fēng)口處的偏折部以及熱通道內(nèi)的導(dǎo)流部)，可以去除95％以上的夾帶液體，對20μm以上夾帶液滴的去除率接近100％，且含鹽噴淋液滴和不含鹽的凝結(jié)水均可單獨(dú)收集；

21、5)本發(fā)明的冷卻塔，由于應(yīng)用的收水消霧填料單元組成的填料層具有顯著的收水功能，冷卻塔可以取消傳統(tǒng)收水器的設(shè)置，使得風(fēng)門的旋轉(zhuǎn)空間充足，全塔高度較常規(guī)技術(shù)可以減少1-2米，可明顯降低設(shè)備成本；

22、6)本發(fā)明由于濕熱空氣和干冷空氣分別經(jīng)過倒梯形結(jié)構(gòu)兩側(cè)的進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入填料單元的通道內(nèi)部，在空氣初始進(jìn)入填料單元時，由于冷、熱通道相互間隔，倒梯形結(jié)構(gòu)區(qū)域側(cè)面實(shí)際進(jìn)口面積減少一半，進(jìn)入填料層初始風(fēng)速相當(dāng)于塔截面風(fēng)速的1.4倍，經(jīng)過冷、熱通道進(jìn)入填料單元矩形結(jié)構(gòu)時，氣體流速降低為與塔截面風(fēng)速相同，使得收水消霧填料單元構(gòu)建的填料層的壓降只有傳統(tǒng)技術(shù)的50％左右；

23、7)本發(fā)明的冷卻塔可具有收水消霧運(yùn)行和熱力運(yùn)行兩種模式，可分別適用不同季節(jié)的需求，具有操作靈活的特點(diǎn)。

24、上述說明僅為本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚地了解本發(fā)明的技術(shù)手段并可依據(jù)說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，同時為了使本發(fā)明的上述和其他目的、技術(shù)特征以及優(yōu)點(diǎn)更加易懂，以下列舉一個或多個優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖詳細(xì)說明如下。