一種適用于大溫差的閉式熱泵精餾系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種精餾系統(tǒng)，具體涉及一種適用于大溫差的閉式熱泵精餾系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]大多數(shù)的化工生產(chǎn)中都存在物料分離過程，分離過程的能耗占生產(chǎn)總能耗的40%左右，其中95%的能耗又為精餾、蒸餾、干燥、蒸發(fā)、濃縮等過程所消耗。在常規(guī)精餾塔的操作流程中，塔底再沸器所輸入的能量大約有95%在塔頂被冷卻介質(zhì)帶走，這些能量大多數(shù)最終變成廢熱進入環(huán)境，造成巨大的能源浪費。熱泵精餾技術(shù)是一種實現(xiàn)精餾過程節(jié)能的有效技術(shù)手段，這種系統(tǒng)中靠熱泵裝置將塔頂氣態(tài)物料冷凝成液態(tài)，并將冷凝熱的溫度提高，用作塔釜再沸器的熱源，從而實現(xiàn)能量的循環(huán)利用，全部或部分省去塔釜物料加熱所需的蒸汽和塔頂物料冷凝所需的冷卻水，達到減少公用工程消耗的目的。
[0003]熱泵精餾系統(tǒng)中的熱泵有“開式”和“閉式”兩種形式，其中閉式熱泵精餾系統(tǒng)的構(gòu)成如附圖1所示，由壓縮機、蒸發(fā)器、冷凝器、膨脹閥、冷媒儲液罐等構(gòu)成封閉的熱泵裝置。熱泵裝置的蒸發(fā)器將塔頂?shù)臍鈶B(tài)物料冷凝成液態(tài)產(chǎn)品，一部分進入回流罐通過回流泵回流到塔內(nèi)，其余為塔頂產(chǎn)品出料；壓縮機驅(qū)動封閉在熱泵裝置內(nèi)的冷媒構(gòu)成循環(huán)，將蒸發(fā)器吸收的塔頂物料冷凝熱提高溫度品位后送入冷凝器。制冷劑膨脹閥用于保持蒸發(fā)器和冷凝器的工作壓力及溫差；塔釜液態(tài)混合物料被溶液循環(huán)泵送入熱泵裝置的冷凝器加熱，實現(xiàn)不同組分的分餾。系統(tǒng)需要輸入機械功，用于驅(qū)動壓縮機。熱泵精餾系統(tǒng)實現(xiàn)了塔頂冷凝熱的循環(huán)使用，從而實現(xiàn)了節(jié)省塔釜加熱蒸汽和塔頂冷卻介質(zhì)的效果。
[0004]并非所有的精餾系統(tǒng)均適合采用熱泵精餾工藝實現(xiàn)節(jié)能，熱泵裝置適于塔頂和塔釜溫差不大的系統(tǒng)，一般溫差不宜超過30?50°C ο對于塔頂和塔釜溫差比較大的精餾系統(tǒng)則難于使用傳統(tǒng)的熱泵裝置，主要限制因素是塔頂和塔釜溫差大會導致壓縮機的壓力比升高，進而導致壓縮機的排氣溫度過高，可能超過壓縮機的工作溫度安全極限，使壓縮機難以正常工作。對于這種大溫差的精餾系統(tǒng)，解決壓縮機排氣溫度過高的技術(shù)手段是采用帶有中間冷卻器的兩級壓縮機，但這種方案導致壓縮機本身的復雜程度和成本大幅度提高，可靠性下降；這種方案最大的問題是中間冷卻器要將蒸發(fā)器從塔頂吸收的熱量的相當一部分釋放掉，無法用于塔釜加熱，因此系統(tǒng)經(jīng)濟性下降；此外，壓縮機中間冷卻器還要消耗冷卻水或冷卻空氣，進一步增加了系統(tǒng)的運行成本。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種適用于大溫差的閉式熱泵精餾系統(tǒng)，能夠主動控制壓縮機的排氣溫度，保證壓縮機安全工作。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，達到上述技術(shù)效果，本實用新型通過以下技術(shù)方案實現(xiàn):
[0007]—種適用于大溫差的閉式熱泵精餾系統(tǒng)，包括精餾塔，所述精餾塔與回流泵連接，還與蒸發(fā)器連接，所述回流泵和所述蒸發(fā)器都與回流罐連接，所述蒸發(fā)器還分別與膨脹閥和壓縮機連接，所述壓縮機還與冷凝器連接，所述蒸發(fā)器和所述冷凝器都與冷媒儲液罐連接，所述冷凝器還與容易讓循環(huán)泵和所述精餾塔連接，所述壓縮機與所述冷媒儲液罐的封閉工作腔之間設(shè)有一個噴液管路，所述噴液管路上設(shè)有流量控制閥，所述壓縮機的排氣口設(shè)有壓縮機排氣溫度傳感器，所述流量控制閥與所述壓縮機排氣溫度傳感器之間通過電控元件連接。
[0008]進一步的，所述蒸發(fā)器，所述膨脹閥，所述壓縮機，所述冷媒儲液罐，所述冷凝器，所述噴液管路，所述流量控制閥，所述電控元件和所述壓縮機排氣溫度傳感器組成了熱泵
目.0
[0009]進一步的，所述噴液管路的一端與所述壓縮機吸氣結(jié)束并封閉、且尚未開始排氣的工作腔相連；另一端與所述冷媒儲液罐內(nèi)液面以下的部位相連。
[0010]進一步的，所述流量控制閥及其所述電控元件為整體式結(jié)構(gòu)。
[0011]優(yōu)選的，所述流量控制閥帶有一個感溫包和一個壓力執(zhí)行元件，所述感溫包與所述壓力執(zhí)行元件通過毛細管相連；所述感溫包安裝于壓縮機排氣管道上，感溫包內(nèi)密閉地充注有感溫介質(zhì)，所述感溫介質(zhì)的壓力通過所述壓力執(zhí)行元件直接驅(qū)動所述流量控制閥的閥芯，系統(tǒng)中省去所述壓縮機排氣溫度傳感器和所述流量控制閥的電控元件。
[0012]本實用新型的有益效果是:
[0013]I)少量的液態(tài)冷媒在噴液流量控制閥的控制下噴入壓縮機吸氣結(jié)束并封閉之后的工作腔中，能夠?qū)崿F(xiàn)壓縮機壓縮過程的內(nèi)冷卻，從而可同時提高壓縮機的壓力比并降低排氣溫度，使壓縮機能夠適應塔頂和塔釜溫差較大的工作場合。
[0014]2)噴液流量控制閥的開度由壓縮機排氣溫度信號反饋控制，由此可根據(jù)壓縮機排氣溫度的設(shè)定要求，精確控制噴入壓縮機工作腔內(nèi)的液態(tài)冷媒量，進而將壓縮機的排氣溫度控制在安全的范圍內(nèi)，保證壓縮機的工作安全與運行可靠性。
[0015]3)相比于使用兩級壓縮機來解決系統(tǒng)高壓力比的方案，本實用新型的壓縮機結(jié)構(gòu)更為簡單，基本與單級壓縮機相當，也不存在因為壓縮機中間冷卻器所帶來的能源利用率下降，系統(tǒng)復雜性和成本提高、安全可靠性降低，需要消耗額外的冷卻介質(zhì)等問題。
[0016]4)本實用新型所提出的技術(shù)方案，使塔頂和塔釜溫差較大的精餾塔使用閉式熱泵循環(huán)利用塔頂冷凝熱，進而實現(xiàn)整個精餾裝置的節(jié)能具有可行性。
[0017]上述說明僅是本實用新型技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本實用新型的技術(shù)手段，并可依照說明書的內(nèi)容予以實施，以下以本實用新型的較佳實施例并配合附圖詳細說明如后。本實用新型的【具體實施方式】由以下實施例及其附圖詳細給出。
【附圖說明】
[0018]此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當限定。在附圖中:
[0019]圖1是為傳統(tǒng)的閉式熱泵精餾系統(tǒng)構(gòu)成示意圖；
[0020]圖2是本實用新型適用于大溫差的閉式熱泵精餾系統(tǒng)的實施例1的示意圖；
[0021]圖3是本實用新型適用于大溫差的閉式熱泵精餾系統(tǒng)的實施例2的示意圖。
[0022]圖中標號說明:
[0023]1、精餾塔，2、回流泵，3、回流罐，4、蒸發(fā)器，5、膨脹閥，6、壓縮機，7、冷媒儲液罐，8、冷凝器，9、溶液循環(huán)泵，10、熱泵裝置，11、噴液管路，12、流量控制閥，13、電控元件，14、壓縮機排氣溫度傳感器。
【具體實施方式】
[0024]下面將參考附圖并結(jié)合實施例，來詳述本實用新型的