[发明专利]冷却塔及其清洗方法

说明书

技术领域

本发明涉及液体处理冷却塔领域，尤其可以改善对排出空气的过滤。

背景技术

在机械通风冷却塔中，抵达冷却塔的液体在塔内的分配是通过喷头或者由间隔（液体垂直向下通过许多的洞）完成的。

有以下两种方式获得冷却所需要的空气：

‐通过引入气流：这种塔在塔的上部有一个风机可以吸入空气。

‐通过强制气流：空气通过一个风机强制进入塔内，空气从塔的上部排出。

后者这种类型的冷却塔的现存问题是湿热空气的循环问题。循环问题的影响表现在进入冷却塔内的空气的湿球温度意外升高（高于周围环境空气的湿球温度），还表现在从塔内排出的液体温度的相应升高。

根据循环的程度，冷水的温度会升高5度或以上。这也会导致系统有时会在高于设计参数的情况下运行。所有的冷却塔会存在循环风险，风险的程度在于空气的进/出比。高进入比会增加循环的风险，高排出比会降低循环的风险。如果需要冷却的不是水，而是含有悬浮固体的液体时，如：应用在有色金属材料生产工艺中的冷却塔，未使用液体冷却工艺，使用液体冷却工艺的冷却塔中负责填料的部分会积累固体颗粒，这样会影响冷却塔的性能，增加冷却塔的维护工作量，从而成倍的影响冷却塔的运行时间。

塔内循环风量的减少会直接影响液体的温度，通常温度会增加。

对于这种类型的冷却塔来说，需要注意被冷却的液体，因为电解液含悬浮固体，所以其所需冷却的热量与水不一样。

还需要注意一个现象，即悬浮固体易在任何表面结晶。因此，这些冷却塔的维护工作变得十分重要。

为了形成逆流，电解液从冷却塔上方喷洒，冷却空气向上流动迎面接触向下流动的电解液雾滴。除雾器位于喷淋系统的上方，使排放到大气的酸雾量降低到最少。

当这些冷却塔在运行时，杂质沉降在塔内，主要在塔内壁，塔底和除雾器上。这些沉积物会造成塔内截面损失，最终会导致性能下降。结果，通常会在冷却回路中添加一台冷却塔，这样可以在任何时间短时间内暂停任何一台冷却塔，对其进行清洗，用那台额外的冷却塔代替其工作。但是，安装另一台冷却塔的额外成本以及其在工厂内的位置造成许多严重的问题。因此，最常见的解决方案是排出停机时间表，对冷却塔内部的影响有效空间的沉积物进行清洗。

塔内沉积物会造成气流不均匀的现象，不均匀的气流易使除雾器的负荷过高，造成过多的液体损失，这会增加产品损失，同时更多的污染物被排放到大气中。由此可见，以上描述的传统冷却塔应用到长期高温和/或高湿度的环境中时，存在严重的局限性。

处于高温环境中时，冷却塔趋于设计成超大尺寸，以弥补不良冷却性能，不良冷却性能是由于气流低效以及塔内杂质结晶造成的液滴分布不均匀而产生的。此时，如果再强制停机对冷却塔进行维护清洗以矫正这些不足之处，那么制酸工艺的冷却塔的成本会非常高。

除雾器主要用于分离工业过程中蒸汽携带的液体和颗粒，去除气体中的大于三微米的颗粒（去除小于三微米的颗粒，需要使用含多纤维丝的除雾器或者特殊除雾器）。

除雾器由重叠的几层编织纤维结构组成。根据所采用的螺纹直径、编合类型以及纤维层的皱褶高度这三个方面的不同组合，除雾器的种类也不同。

一个除雾器的运行原则基于以下几点：

‐由于液态气体或蒸汽的的释放，去除了液体中的小颗粒。

‐这些颗粒或者雾滴与除雾器相撞，由于结晶使尺寸变大，之后变回液滴的形式。

‐穿过除雾器的气体不含液态颗粒。由于液态颗粒与除雾器的碰撞，其中的一些在除雾器表面结晶，形成固态结晶物，这些结晶物使排放到大气中的蒸汽减少，造成塔内空气循环问题，也会降低冷却塔的效率。因此，所有除雾器的共同问题是清洁的问题。目前，有许多的方案可以解决这个问题。

有时候，为了尽量缩短冷却塔的停机时间，会用一个干净的除雾器替代结晶密布的除雾器。但是，这样的替换需要使用吊车来吊离除雾器，吊车会产生额外的成本，同时也需要在冷却塔旁边腾出一块空地来摆放这两个除雾器（干净的除雾器和结晶密布的除雾器），但由于除雾器的尺寸较大（直径可达8/10米），这通常是不太可能实现的。

另一个解决方案则是就在除雾器位于其本身在冷却塔中的位置时进行清洗。这套系统的不足在于清洗过程需要停机，还在于人需要抵达除雾器处才能对其进行完全的清洗。这两个因素紧密相连，因为人如果较难抵达除雾器，就会拖延停机时间。

最后，如之前提到的，另一个常见的解决方案是在冷却回路中额外增加一台冷却塔，这样可以在任何时间暂停任意一台冷却塔，对其进行清洗。