1、無(wú)填料冷卻塔在鈦白生產(chǎn)中的應(yīng)用 編者按為加快鈦白粉生產(chǎn)節(jié)奏，降低生產(chǎn)成本，對(duì)傳統(tǒng)鈦白粉生產(chǎn)的填料冷卻塔進(jìn)行系統(tǒng)改造，使填料冷卻塔變?yōu)闊o(wú)填料冷卻塔。通過(guò)提高熱交換速率，增大循環(huán)水溫差，提高了生產(chǎn)循環(huán)水利用效率，加快了鈦白粉生產(chǎn)節(jié)奏，降低了設(shè)備運(yùn)行維修費(fèi)用和鈦白粉生產(chǎn)成本，保證了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定、可靠，延長(zhǎng)了設(shè)備的使用壽命。 鈦白粉生產(chǎn)用水量較大，生產(chǎn)1t鈦白粉要消耗100t左右的自來(lái)水。雖說(shuō)現(xiàn)在大部分企業(yè)已啟用循環(huán)水裝置，但由于所使用的填料冷卻塔冷卻水效果較差，水循環(huán)利用率較低，鈦白生產(chǎn)的水耗還是很高。借鑒其它化工產(chǎn)品生產(chǎn)所使用的無(wú)填料冷卻塔的先進(jìn)原理和合理構(gòu)造，對(duì)傳統(tǒng)鈦白生產(chǎn)冷卻塔進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造，

2、將傳統(tǒng)的填料冷卻塔改為無(wú)填料空塔，提高鈦白粉生產(chǎn)中循環(huán)水的利用效率，通過(guò)加快鈦白粉生產(chǎn)節(jié)奏，增大產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本。1 無(wú)填料塔與填料塔的結(jié)構(gòu)區(qū)別（見(jiàn)圖1）1）無(wú)填料冷卻塔利用高效低壓離心霧化裝置（壓力：0.035 Mpa）作為冷卻元件取代填料塔的填料和布水裝置，使冷卻塔幾乎成為空塔，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。2）無(wú)填料塔在取消填料和布水裝置后，將霧化裝置安裝在進(jìn)風(fēng)道上方，水的噴射方向與軸流風(fēng)機(jī)抽吸的冷風(fēng)相同，同時(shí)水有上升和下降兩個(gè)過(guò)程，冷卻也有順流冷卻和逆流冷卻兩個(gè)過(guò)程。3）無(wú)填料冷卻塔通過(guò)霧化裝置將水噴成霧狀，使空氣和水的微小霧滴均勻接觸；而填料塔是通過(guò)布水噴頭將水分布在填料上以膜狀與冷風(fēng)接觸。4）無(wú)填料

3、冷卻塔因填料取消，使塔體載荷大大減小，不需要更多的支撐梁板，土建結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，節(jié)約土建投資。2 無(wú)填料冷卻塔的冷卻機(jī)理冷卻塔的冷卻效果一般取決于 3 個(gè)要素：一是冷空氣量與冷卻水量的比值（氣水比）；二是冷卻介質(zhì)（冷空氣）和被冷卻介質(zhì)（水）接觸的比表面積；三是冷卻時(shí)間。無(wú)填料冷卻塔的設(shè)計(jì)構(gòu)思就是基于以上3個(gè)要素并摒棄傳統(tǒng)填料塔的不足而使冷卻效果、工作可靠程度趨于理想化。1）冷空氣量和冷卻水量的比值 無(wú)填料冷卻塔由于填料取消后使冷卻塔的系統(tǒng)阻力降至填料塔的50%，塔阻力降低，軸流風(fēng)機(jī)風(fēng)量增至填料塔的120%，相同冷卻水量時(shí)，氣水比值增加20%，據(jù)測(cè)算無(wú)填料冷卻塔氣水體積比值為900:：1，填料塔為

4、750：1 。 2）空氣和水接觸的比表面積 無(wú)填料冷卻塔采用 高效低壓霧化裝置，在較低的壓力下（霧化裝置工作壓力僅為0.035Mpa，進(jìn)風(fēng)道下平面處壓力0.080.15 Mpa），將水噴射成0.5mm1mm的微小霧滴，比水被填料分散成的膜狀比表面積大5%，能連續(xù)快速地更新傳熱表面積，迅速將霧化流的潛熱帶走。 3）空氣和水的接觸時(shí)間 無(wú)填料冷卻塔采用上噴式，將霧化裝置合理分布安裝在進(jìn)風(fēng)道上方，使水的霧滴在塔內(nèi)有順流和逆流兩個(gè)過(guò)程，部分霧滴在塔內(nèi)噴霧段上部呈懸浮狀態(tài)，因此，水在塔內(nèi)的停留時(shí)間大大延長(zhǎng)，充分保證了冷空氣和水的熱交換時(shí)間。 3 無(wú)填料冷卻塔的優(yōu)點(diǎn)1）阻力小，冷卻溫差大，逼近度小 由于無(wú)

5、填料冷卻塔的高效低壓離心霧化裝置將水噴射成0.5mm微小霧滴，其比表面積遠(yuǎn)大于水被填料分散成膜狀的比表面積，氣水傳熱表面積大，且布水均勻，避免了填料老化及堵塞而產(chǎn)生的死區(qū)、溝流等導(dǎo)致冷卻點(diǎn)溫度分布不均勻現(xiàn)象，冷卻效果明顯優(yōu)于填料塔。在循環(huán)水量不變的情況下，無(wú)填料冷卻塔的循環(huán)水溫差是16左右，而傳統(tǒng)填料冷卻塔只有不到10的冷卻效果。 2）塔噴霧霧滴均勻、無(wú)堵塞、運(yùn)行穩(wěn)定可靠 無(wú)填料冷卻塔克服了布水噴頭堵塞和填料塔填料老化、變形脆裂及沖落填料碎片堵塞管道、泵和換熱器等一系列影響塔和工藝系統(tǒng)設(shè)備性能的現(xiàn)象，其壽命較填料塔延長(zhǎng)3a 以上。 3）冷卻水量大，提高水循環(huán)利用率 在同風(fēng)機(jī)、同溫差下，塔系統(tǒng)阻

6、力減小，風(fēng)量增大，冷卻水量比填料塔提高10%。同時(shí)水循環(huán)利用率也大大提高，有效地降低了鈦白粉的生產(chǎn)用水消耗。使用填料冷卻塔的1t鈦白粉水消耗是100t，而使用無(wú)填料冷卻塔后的每噸鈦白粉水消耗可以降到80t 左右，這種效果，在夏天尤為明顯。 4）運(yùn)行費(fèi)用低，節(jié)能效果顯著 低壓霧化裝置工作壓力僅為 0.035Mpa，比水壓自傳式霧化裝置工作壓力0.2Mpa低0.165Mpa，配套水泵功率大大降低。無(wú)填料冷卻塔系統(tǒng)阻力為填料塔的1/2，在冷卻水量、風(fēng)機(jī)相同時(shí)，配套電機(jī)功率降至填料塔的65%，節(jié)能效果顯著，加之消除了清洗更換填料和布水噴頭的費(fèi)用，運(yùn)行費(fèi)用大大降低。 5）噪音小，比填料塔低6db 根據(jù)空

7、氣動(dòng)力學(xué)原理，風(fēng)機(jī)噪聲 式中：L為風(fēng)機(jī)噪聲（db）；Q為風(fēng)量（m3/h）；P為風(fēng)壓（以mmH2O計(jì)）；La為比噪聲常數(shù)。經(jīng)計(jì)算，風(fēng)量不變，風(fēng)機(jī)的壓力由1729 Pa降至998 Pa，風(fēng)機(jī)噪聲降低6db。由于無(wú)填料冷卻塔的噴霧系統(tǒng)的壓力降低，其配套使用的風(fēng)機(jī)的噪聲也會(huì)降低，整個(gè)冷卻系統(tǒng)的噪聲較填料塔低。6）無(wú)飛水現(xiàn)象，具有良好的環(huán)保效益由于無(wú)填料冷卻塔采用專用收水器，可以有效防止飛水現(xiàn)象發(fā)生，避免了水損失，同時(shí)也避免了冷卻水中藥劑的損失，節(jié)約了水資源。4 效益分析1）填料冷卻塔大約每年更換一次填料，1套填料價(jià)值約5萬(wàn)元，鈦白生產(chǎn)廠家一般配有兩個(gè)冷卻塔。4a 即需要更換填料8 套，費(fèi)用40萬(wàn)元；而無(wú)填料冷卻塔1套噴頭價(jià)值是 8 萬(wàn)元，6a 才更換一次。所以，無(wú)填料冷卻塔代替填料冷卻塔每年可節(jié)約近10 萬(wàn)元的費(fèi)用。而且由于無(wú)填料，也不存在清理堵塞的問(wèn)題，每年可節(jié)省維修、清理費(fèi)用5000元。2）由于無(wú)填料冷卻塔冷卻水溫差增大，從而可有效加快生產(chǎn)節(jié)奏（尤其是夏天），大約可增產(chǎn) 1/