本發(fā)明涉及一種環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，尤其涉及一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

液氨又稱為無水氨，是一種無色液體，有強(qiáng)烈刺激性氣味，在氣化后轉(zhuǎn)變?yōu)闅獍?，能吸收大量的熱，被譽(yù)為“冷凍劑”。氨作為一種重要的化工原料，為運(yùn)輸及儲存便利，通常將氣態(tài)的氨氣通過加壓或冷卻得到液態(tài)氨。液氨多儲于耐壓鋼瓶或鋼槽中，在工業(yè)上應(yīng)用廣泛，由于液氨具有腐蝕性且容易揮發(fā)，所以其化學(xué)事故發(fā)生率很高。

液氨的溫度較低，使用時需要升溫得到氣氨，由于加熱液氨耗費(fèi)能源且易于造成化學(xué)事故，因此人們通常使用換熱介質(zhì)，例如鹽水與液氨換熱。換熱時液氨溫度升高變成氣氨，氣氨接入用氣設(shè)備，換熱介質(zhì)放熱溫度更低，降溫后的換熱介質(zhì)可應(yīng)用于設(shè)備的冷卻循環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)能量的多級利用。

液氨與鹽水換熱系統(tǒng)通常包括液氨蒸發(fā)罐和鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)，液氨蒸發(fā)罐內(nèi)設(shè)置有鹽水通道，鹽水通道至少有部分浸沒在液氨蒸發(fā)罐所盛放的液氨內(nèi)；鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)與鹽水通道相連接，用于令鹽水在液氨蒸發(fā)罐和外部之間循環(huán)。使用時，鹽水通過鹽水泵泵入冷凍機(jī)制冷降溫后，進(jìn)入液氨蒸發(fā)罐，液氨蒸發(fā)罐內(nèi)的液氨與鹽水進(jìn)行換熱，液氨吸熱氣化后接入用氣設(shè)備；而鹽水放熱后溫度更低，可排出后接入其他生產(chǎn)設(shè)備再利用。

氣氨的加壓和冷卻需要壓力變送器、換熱器等設(shè)備得以實(shí)現(xiàn)，換熱介質(zhì)通常需要源源不斷地輸送才能保持氣化所需的溫度，在現(xiàn)有的技術(shù)中，通常使用冷凍鹽水作為換熱介質(zhì)，而鹽水通道與液氨蒸發(fā)罐的接觸面積較小，換熱的效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)，具有可靠高效的優(yōu)勢。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)，包括：

液氨蒸發(fā)罐，液氨蒸發(fā)罐內(nèi)設(shè)置有鹽水通道，鹽水通道至少有部分浸沒在液氨蒸發(fā)罐所盛放的液氨內(nèi)；

鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)，鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)與鹽水通道相連接，用于令鹽水在液氨蒸發(fā)罐和外部之間循環(huán)；

液氨與鹽水換熱系統(tǒng)還包括用于令液氨蒸發(fā)罐內(nèi)的液氨流動的攪拌機(jī)構(gòu)。

液氨存放于一定壓力的液氨蒸發(fā)罐內(nèi)，鹽水通道部分浸沒在液氨內(nèi)，存在溫度差的鹽水與液氨進(jìn)行換熱反應(yīng)生成氣氨，氣氨接入用氣設(shè)備，鹽水通道與鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)相連接，使得鹽水能夠重復(fù)使用。

相對現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明在液氨與鹽水換熱系統(tǒng)中設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)，攪拌機(jī)構(gòu)能夠?qū)σ喊闭舭l(fā)罐內(nèi)的液氨造成擾動，使得液氨蒸發(fā)罐內(nèi)的液氨與鹽水通道內(nèi)的鹽水換熱更加均勻，從而提高換熱效率。

作為優(yōu)選，攪拌機(jī)構(gòu)包括設(shè)置在液氨蒸發(fā)罐外的攪拌電機(jī)、與攪拌電機(jī)傳動連接的攪拌軸、以及設(shè)置在攪拌軸上且位于液氨蒸發(fā)罐內(nèi)的攪拌葉；

攪拌電機(jī)能夠帶動攪拌軸沿自身軸線旋轉(zhuǎn)，并帶動攪拌葉旋轉(zhuǎn)，以使液氨流動。攪拌電機(jī)帶動液氨在液氨蒸發(fā)罐內(nèi)轉(zhuǎn)動，能夠使液氨與鹽水的換熱過程更均勻，攪拌葉增大了擾動的面積，使得換熱反應(yīng)更充分。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，鹽水通道為設(shè)置在液氨蒸發(fā)罐內(nèi)的管道，且鹽水通道沿著攪拌葉的旋轉(zhuǎn)方向環(huán)繞并形成螺旋狀結(jié)構(gòu)。鹽水通道形成螺旋狀結(jié)構(gòu)，增大液氨與鹽水換熱的面積，且鹽水通道沿著攪拌葉旋轉(zhuǎn)方向環(huán)繞，鹽水在鹽水通道的流動與攪拌葉的旋轉(zhuǎn)同時工作且互不干擾，提高了液氨與鹽水換熱的效率。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，攪拌葉在鹽水通道的上方形成分別伸展至鹽水通道的內(nèi)外兩側(cè)的兩條分支。通過設(shè)置內(nèi)外兩條分支，增大徑向流擾動，使熱交換更加均勻，提高了換熱效率。

另外，作為優(yōu)選，攪拌機(jī)構(gòu)包括管道和設(shè)置在液氨蒸發(fā)罐外的攪拌電機(jī)；

管道包括穿過液氨蒸發(fā)罐的罐壁的直管部和位于液氨蒸發(fā)罐外內(nèi)的折管部，其中，直管部通過軸承與鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)連接，并能夠自由旋轉(zhuǎn)；直管部還與攪拌電機(jī)傳動連接；

折管部至少有部分彎折，攪拌電機(jī)通過直管部帶動折管部沿直管部的自身軸線旋轉(zhuǎn)；

管道位于液氨蒸發(fā)罐內(nèi)的部分構(gòu)成了鹽水通道。

管道包括直管部和折管部，直管部直接與攪拌電機(jī)傳動連接，使得熱交換的面積增大。直管部能夠直接繞直管部的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，使得液氨以旋轉(zhuǎn)軸線為中心產(chǎn)生離心力。折管部也可以以直管部的旋轉(zhuǎn)軸線為中心旋轉(zhuǎn)，直管部的自轉(zhuǎn)和折管部的公轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力，形成了壓緊力作用于液氨蒸發(fā)罐中的液氨，使得液氨產(chǎn)生旋渦狀的上下對流。連續(xù)不斷的上下對流能夠在短時間內(nèi)使攪拌分散液氨，產(chǎn)生良好的擾動效果，并增大了液氨與鹽水換熱的面積。

進(jìn)一步地，作為優(yōu)選，直管部為兩個，并分別為上直管部和下直管部；

上直管部穿過液氨蒸發(fā)罐的頂壁，下直管部穿過液氨蒸發(fā)罐的底壁，且上直管部和下直管部都位于液氨蒸發(fā)罐的中軸線上。兩端設(shè)置的上直管部和下直管部，上下兩側(cè)同時承載了旋轉(zhuǎn)軸的軸向載荷和徑向載荷，能夠使旋轉(zhuǎn)軸更加工作穩(wěn)定，提高可靠性和使用壽命。

另外，作為優(yōu)選，折管部多次彎折并形成至少一個“幾”字形結(jié)構(gòu)?！皫住弊中徒Y(jié)構(gòu)增加了鹽水通道在液氨蒸發(fā)罐內(nèi)的長度，折管部環(huán)繞直管部軸線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生水平環(huán)向流，增大攪拌范圍。

另外，作為優(yōu)選，折管部彎曲并形成弧形。折管部彎曲成弧形，增大了擾動液氨的表面積，提高效率。

另外，作為優(yōu)選，液氨與鹽水換熱系統(tǒng)還包括套設(shè)在液氨蒸發(fā)罐外的密封罐；

攪拌機(jī)構(gòu)位于密封罐內(nèi)。

設(shè)置在液氨蒸發(fā)罐外的密封罐能夠隔絕液氨蒸發(fā)罐溫度與外界溫度，使換熱溫度容易控制。密封罐作為第二層保障，當(dāng)氨氣泄漏時，密封罐能夠?qū)睔飧綦x在密封罐之內(nèi)，提高安全性。密封罐內(nèi)不含灰塵等雜質(zhì)，攪拌機(jī)構(gòu)設(shè)置在密封罐內(nèi)，能夠提高軸承的密封性、延長攪拌機(jī)構(gòu)的壽命。

另外，作為優(yōu)選，鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)包括與鹽水通道共同構(gòu)成循環(huán)回路的鹽水循環(huán)管道、以及設(shè)置在鹽水循環(huán)管道上的鹽水泵；

鹽水通過鹽水泵泵入鹽水通道和鹽水循環(huán)管道內(nèi)，構(gòu)成了鹽水循環(huán)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明第一實(shí)施方式液氨與鹽水換熱系統(tǒng)的正視剖視示意圖；

圖2是本發(fā)明第二實(shí)施方式液氨蒸發(fā)罐的正視剖視示意圖；

圖3是本發(fā)明第三實(shí)施方式液氨蒸發(fā)罐的正視剖視示意圖；

圖4是本發(fā)明第四實(shí)施方式液氨蒸發(fā)罐的正視剖視示意圖；

圖5是本發(fā)明第四實(shí)施方式液氨蒸發(fā)罐的俯視剖視示意圖；

圖6是本發(fā)明第五實(shí)施方式液氨蒸發(fā)罐的正視剖視示意圖；

圖7是本發(fā)明第六實(shí)施方式液氨蒸發(fā)罐的正視剖視示意圖；

圖8是本發(fā)明第七實(shí)施方式液氨蒸發(fā)罐的正視剖視示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

1-液氨蒸發(fā)罐；2-鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)；21-鹽水循環(huán)管道；22-鹽水泵；3-攪拌機(jī)構(gòu)；31-攪拌電機(jī)；32-攪拌軸；33-攪拌葉；331-分支；4-密封罐；5-鹽水通道；51-直管部；52-折管部。

具體實(shí)施方式

實(shí)施方式一

本發(fā)明的第一實(shí)施方式提供了一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)，參見圖1所示，包括：

液氨蒸發(fā)罐1，液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)設(shè)置有鹽水通道5，鹽水通道5至少有部分浸沒在液氨蒸發(fā)罐1所盛放的液氨內(nèi)；

鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)2，鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)2與鹽水通道5相連接，用于令鹽水在液氨蒸發(fā)罐1和外部之間循環(huán)；

液氨與鹽水換熱系統(tǒng)還包括用于令液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的液氨流動的攪拌機(jī)構(gòu)3。

在本實(shí)施方式中，鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)2包括與鹽水通道5共同構(gòu)成循環(huán)回路的鹽水循環(huán)管道21、以及設(shè)置在鹽水循環(huán)管道21上的鹽水泵22；

鹽水通過鹽水泵22泵入鹽水通道5和鹽水循環(huán)管道21內(nèi)，構(gòu)成了鹽水循環(huán)。

冷凍鹽水通過鹽水泵22泵入鹽水循環(huán)管道21，鹽水循環(huán)管道21與液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的鹽水通道5相連。鹽水循環(huán)管道21與鹽水通道5構(gòu)成了閉合的回路，使得鹽水的流動可循環(huán)。液氨與鹽水換熱系統(tǒng)包括用于令液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的液氨流動的攪拌機(jī)構(gòu)3，攪拌機(jī)構(gòu)3能夠?qū)σ喊痹斐蓴_動，增大了攪拌的面積，提高了換熱的效率。

液氨存放于一定壓力的液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)，鹽水通道5部分浸沒在液氨內(nèi)，存在溫度差的鹽水與液氨進(jìn)行換熱反應(yīng)生成氣氨，氣氨接入用氣設(shè)備。

相對現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明在液氨與鹽水換熱系統(tǒng)中設(shè)置有攪拌機(jī)構(gòu)3，攪拌機(jī)構(gòu)3能夠直接對液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的液氨造成擾動，使得液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的液氨與鹽水通道5內(nèi)的鹽水換熱更加均勻，從而提高換熱效率。

實(shí)施方式二

本發(fā)明的第二實(shí)施方式提供了一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)。第二實(shí)施方式是第一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本發(fā)明的第二實(shí)施方式中，參見圖2所示，攪拌機(jī)構(gòu)3包括設(shè)置在液氨蒸發(fā)罐1外的攪拌電機(jī)31、與攪拌電機(jī)31傳動連接的攪拌軸32、以及設(shè)置在攪拌軸32上且位于液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的攪拌葉33；

攪拌電機(jī)31能夠帶動攪拌軸32沿自身軸線旋轉(zhuǎn)，并帶動攪拌葉33旋轉(zhuǎn)，以使液氨流動。攪拌電機(jī)31帶動液氨在液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)轉(zhuǎn)動，能夠使液氨與鹽水的換熱過程更均勻，攪拌葉33增大了擾動的面積，使得換熱反應(yīng)更充分。

在本實(shí)施方式中，鹽水通道5為設(shè)置在液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的管道，且鹽水通道5沿著攪拌葉33的旋轉(zhuǎn)方向環(huán)繞并形成螺旋狀結(jié)構(gòu)。鹽水通道5形成螺旋狀結(jié)構(gòu)，增大液氨與鹽水換熱的面積，且鹽水通道5沿著攪拌葉33旋轉(zhuǎn)方向環(huán)繞，鹽水在鹽水通道5的流動與攪拌葉33的旋轉(zhuǎn)同時工作且互不干擾，提高了液氨與鹽水換熱的效率。

攪拌葉33可以是斜葉漿式，斜葉槳式攪拌機(jī)構(gòu)3的槳葉可成24°、45°或60°傾角，有軸向分流、徑向分流，流型相較平直葉槳式復(fù)雜，排出能量比平直槳高，綜合效果更好，適用過程相同，因此應(yīng)用頻率較高。攪拌葉33也可以是軸流型攪拌機(jī)構(gòu)3，軸流型攪拌機(jī)構(gòu)3有較好的對流循環(huán)能力，適合應(yīng)用于混合、分散、反應(yīng)、傳熱等操作，有較好的混合效果。

實(shí)施方式三

本發(fā)明的第三實(shí)施方式提供了一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)。第三實(shí)施方式是第二實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本發(fā)明的第三實(shí)施方式中，參見圖3所示，攪拌葉33在鹽水通道5的上方形成分別伸展至鹽水通道5的內(nèi)外兩側(cè)的兩條分支331。通過設(shè)置內(nèi)外兩條分支331，增大徑向流擾動，使熱交換更加均勻，提高了換熱效率。當(dāng)然，實(shí)際分支331的數(shù)量也可以不限于兩條。

實(shí)施方式四

本發(fā)明的第四實(shí)施方式提供了一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)。第四實(shí)施方式是第一至第三實(shí)施方式中任意一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本發(fā)明的第四實(shí)施方式中，參見圖4、圖5結(jié)合所示，攪拌機(jī)構(gòu)3包括管道和設(shè)置在液氨蒸發(fā)罐1外的攪拌電機(jī)31；

管道包括穿過液氨蒸發(fā)罐1的罐壁的直管部51和位于液氨蒸發(fā)罐1外內(nèi)的折管部52，其中，直管部51通過軸承與鹽水循環(huán)機(jī)構(gòu)2連接，并能夠自由旋轉(zhuǎn)；直管部51還與攪拌電機(jī)31傳動連接；

折管部52至少有部分彎折，攪拌電機(jī)31通過直管部51帶動折管部52沿直管部51的自身軸線旋轉(zhuǎn)；

管道位于液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的部分構(gòu)成了鹽水通道5。

管道包括直管部51和折管部52，直管部51直接與攪拌電機(jī)31傳動連接，使得熱交換的面積增大；另外，彎折的折管部52相比直管而言，折管部52將攪拌機(jī)構(gòu)3的自轉(zhuǎn)變成公轉(zhuǎn)，產(chǎn)生擾動，增大了換熱的面積。

在本實(shí)施方式中，直管部51為兩個，并分別為上直管部51和下直管部51；

上直管部51穿過液氨蒸發(fā)罐1的頂壁，下直管部51穿過液氨蒸發(fā)罐1的底壁，且上直管部51和下直管部51都位于液氨蒸發(fā)罐1的中軸線上。兩端設(shè)置的上直管部51和下直管部51，上下兩側(cè)同時承載了旋轉(zhuǎn)軸的軸向載荷和徑向載荷，能夠使旋轉(zhuǎn)軸更加工作穩(wěn)定，提高可靠性和使用壽命。

實(shí)施方式五

本發(fā)明的第五實(shí)施方式提供了一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)。第五實(shí)施方式是第四實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本發(fā)明的第五實(shí)施方式中，參見圖6所示，折管部52多次彎折并形成至少一個“幾”字形結(jié)構(gòu)?！皫住弊中徒Y(jié)構(gòu)增加了鹽水通道5在液氨蒸發(fā)罐1內(nèi)的長度，折管部52環(huán)繞直管部51軸線旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生水平環(huán)向流，增大攪拌范圍。

實(shí)施方式六

本發(fā)明的第六實(shí)施方式提供了一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)。第六實(shí)施方式是第五實(shí)施方式有所不同，主要不同之處在于，在本發(fā)明的第六實(shí)施方式中，參見圖7所示，折管部52彎曲并形成弧形。折管部52彎曲成弧形，增大了擾動液氨的表面積，提高效率。折管部52可以間隔120°設(shè)置，也可以間隔90°設(shè)置，相較180°設(shè)置的框型鹽水通道5能夠減小折管部52的剪力。

實(shí)施方式七

本發(fā)明的第七實(shí)施方式提供了一種液氨與鹽水換熱系統(tǒng)。第七實(shí)施方式是第一至第六實(shí)施方式中任意一實(shí)施方式的進(jìn)一步改進(jìn)，主要改進(jìn)之處在于，在本發(fā)明的第七實(shí)施方式中，參見圖8所示，液氨與鹽水換熱系統(tǒng)還包括套設(shè)在液氨蒸發(fā)罐1外的密封罐4；

攪拌機(jī)構(gòu)3位于密封罐4內(nèi)。

設(shè)置在液氨蒸發(fā)罐1外的密封罐4能夠隔絕液氨蒸發(fā)罐1溫度與外界溫度，使換熱溫度容易控制。密封罐4作為第二層保障，當(dāng)氨氣泄漏時，密封罐4能夠?qū)睔飧綦x在密封罐4之內(nèi)，提高安全性。密封罐4內(nèi)不含灰塵等雜質(zhì)，攪拌機(jī)構(gòu)3設(shè)置在密封罐4內(nèi)，能夠提高軸承的密封性、延長攪拌機(jī)構(gòu)3的壽命。優(yōu)選地，密封罐4選擇耐腐蝕的靜密封罐4。

本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解，在上述的各實(shí)施方式中，為了使讀者更好地理解本申請而提出了許多技術(shù)細(xì)節(jié)。但是，即使沒有這些技術(shù)細(xì)節(jié)和基于上述各實(shí)施方式的種種變化和修改，也可以基本實(shí)現(xiàn)本申請各權(quán)利要求所要求保護(hù)的技術(shù)方案。因此，在實(shí)際應(yīng)用中，可以在形式上和細(xì)節(jié)上對上述實(shí)施方式作各種改變，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。