不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種冷凝系統(tǒng)，具體涉及一種能高效分離不凝性氣體的真空冷凝系統(tǒng)。
技術(shù)背景
[0002]針對(duì)含有不凝性氣體的蒸汽進(jìn)行真空冷凝的現(xiàn)有系統(tǒng)，蒸汽在殼程中冷凝，并且一般采用減壓設(shè)備將氣相從前級(jí)冷凝器抽到后級(jí)冷凝器。在這類系統(tǒng)中，隨著逐級(jí)冷凝，氣相中的可凝性氣體逐漸轉(zhuǎn)化為液體，經(jīng)最后一級(jí)冷凝后基本為不凝性氣體的氣相通過(guò)減壓設(shè)備被排出系統(tǒng)。其主要缺點(diǎn)是:第一、不凝性氣體成分比較復(fù)雜，比重差異較大，從冷凝器空間只能抽走部分不凝性氣體，其余部分仍然滯留在各級(jí)冷凝器中，影響換熱效率；第二、隨著逐級(jí)冷凝，末級(jí)冷凝器中不凝性氣體濃度過(guò)高，該級(jí)冷凝器的換熱效率更低；第三、要達(dá)到設(shè)定的真空度，減壓設(shè)備負(fù)荷過(guò)高，造成能源浪費(fèi)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)。在對(duì)含有不凝性氣體的蒸汽進(jìn)行真空冷凝時(shí)避免不凝性氣體在換熱器中滯留，同時(shí)提高蒸汽在換熱器內(nèi)的流速，降低減壓設(shè)備負(fù)荷，達(dá)到提高換熱效率和降低能耗，保持高真空度的目的。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了如下技術(shù)方案。
[0005]不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，它包括設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和風(fēng)機(jī)的殼體以及安裝在殼體內(nèi)的主換熱器，其特征在于:還包括輔助換熱器，輔助換熱器的出氣端連接有減壓設(shè)備；主換熱器帶有含不凝性氣體蒸汽入口，該含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器的管程或者板程相通；
[0006]主換熱器的出口端通過(guò)液相管路連接有儲(chǔ)液箱，主換熱器的出口端還通過(guò)氣相管路連接輔助換熱器的進(jìn)氣端，輔助換熱器的出液端連接所述儲(chǔ)液箱或者連接另外的輔助儲(chǔ)液箱，所述儲(chǔ)液箱和輔助儲(chǔ)液箱連接有減壓設(shè)備；
[0007]或者，主換熱器的出口端連接有儲(chǔ)液器，儲(chǔ)液器的氣相出口連接輔助換熱器的進(jìn)氣端，輔助換熱器的出液端連接所述儲(chǔ)液器或者另外的輔助儲(chǔ)液器；所述輔助儲(chǔ)液器連接有減壓設(shè)備。
[0008]所述殼體內(nèi)安裝有用于與換熱器進(jìn)行熱交換的蒸發(fā)噴淋裝置。
[0009]主換熱器為互相串聯(lián)或者互相并聯(lián)的兩組以上組換熱器。
[0010]本實(shí)用新型具有以下特點(diǎn):
[0011]第一、本實(shí)用新型的技術(shù)方案中，含不凝性氣體的蒸汽在主換熱器管程或者板程內(nèi)冷凝，換熱后的氣液兩相在主換熱器的換熱單元的管程或板程的出口同時(shí)流出，在減壓設(shè)備作用下具有較高的流速，杜絕了不凝性氣體在主換熱器中停留。因此，主換熱器具有更高的換熱效率。
[0012]第二、通過(guò)氣液分離，進(jìn)入輔助換熱器中的氣體量較少，并在輔助換熱器中再次進(jìn)行氣液分離，需要排出的不凝性氣體進(jìn)一步減量，因此減壓設(shè)備的負(fù)荷大幅度降低，從而達(dá)到突出的節(jié)能效果。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖。
[0014]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0016]實(shí)施例一
[0017]如圖1所示，本實(shí)用新型的實(shí)施例包括殼體I和安裝在殼體I內(nèi)的主換熱器11。本實(shí)施例還包括安裝在殼體I內(nèi)的輔助換熱器10。所述輔助換熱器10還可以設(shè)置在殼體I之外。
[0018]主換熱器11 一端帶有含不凝性氣體蒸汽入口，該含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器11的管程或者板程相通。主換熱器11的出口端通過(guò)液相管路12連接有儲(chǔ)液箱15，主換熱器11的出口端還通過(guò)氣相管路4連接輔助換熱器10的進(jìn)氣端。輔助換熱器10的出氣端連接有減壓設(shè)備，減壓設(shè)備一般位于殼體I外部。儲(chǔ)液箱15也連接有減壓設(shè)備。
[0019]輔助換熱器10的出液端通過(guò)回液管5連接所述液相管路12或者直接連接所述儲(chǔ)液箱15，還可以連接另外的輔助儲(chǔ)液箱。輔助換熱器10和儲(chǔ)液箱15連接的減壓設(shè)備可以是同一臺(tái)真空栗，也可以是互相獨(dú)立的不同真空栗，圖1所示為互相獨(dú)立的不同真空栗，輔助換熱器10連接的減壓設(shè)備為第一真空栗13，儲(chǔ)液箱15連接的減壓設(shè)備為第二真空栗14。輔助儲(chǔ)液箱連接的減壓設(shè)備可以是與儲(chǔ)液箱15連接的減壓設(shè)備，也可以說(shuō)是獨(dú)立的減壓設(shè)備。
[0020]殼體I上分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口 6和風(fēng)機(jī)9。
[0021]以上基本系統(tǒng)中，殼體I內(nèi)殼程換熱介質(zhì)為以風(fēng)機(jī)9做動(dòng)力的流動(dòng)冷風(fēng)或者流動(dòng)常溫空氣。
[0022]在以上基本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，殼體I內(nèi)安裝噴淋裝置可實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷凝，殼體I內(nèi)殼程換熱介質(zhì)為噴淋水。具體結(jié)構(gòu)如下:
[0023]殼體I內(nèi)安裝有位于換熱器下方的水箱2，設(shè)置在殼體I內(nèi)的蒸發(fā)噴淋裝置8通過(guò)上水管7和水栗3與水箱2相連接。水栗3將水箱2中的水通過(guò)上水管7栗入蒸發(fā)噴淋裝置8，蒸發(fā)噴淋裝置8的噴頭將水霧噴到主換熱器11和輔助換熱器10上，與流經(jīng)換熱器的工質(zhì)進(jìn)行熱交換后回落到水箱2中。設(shè)置在殼體I之外時(shí)，輔助換熱器10具有獨(dú)立的蒸發(fā)噴淋系統(tǒng)，或者采用蒸發(fā)之外的換熱形式，比如風(fēng)冷換熱、管式換熱或者板式換熱。
[0024]含不凝性氣體的蒸汽首先經(jīng)蒸汽入口進(jìn)入主換熱器11，在輔助換熱器10連接的減壓設(shè)備作用下流過(guò)主換熱器11，經(jīng)熱交換后大部分可凝性氣體冷凝為液體，這些液體與不凝性氣體以及少部分未及冷凝的可凝性氣體一并快速流出主換熱器11。其中的液體靠自重流入儲(chǔ)液箱15，氣體在輔助換熱器10連接的減壓設(shè)備作用下進(jìn)入輔助換熱器10進(jìn)行進(jìn)一步冷凝，可凝性氣體冷凝為液體流入儲(chǔ)液箱15中，不凝性氣體經(jīng)輔助換熱器10連接的減壓設(shè)備抽出系統(tǒng)。
[0025]實(shí)施例二
[0026]如圖2所示，本實(shí)施例包括殼體I和安裝在殼體I內(nèi)的主換熱器11。本實(shí)施例還包括安裝在輔助殼體19內(nèi)的輔助換熱器10。輔助換熱器10的出氣端連接有減壓設(shè)備。
[0027]主換熱器11 一端帶有含不凝性氣體蒸汽入口，該含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器11的管程或者板程相通。主換熱器11的出口端通過(guò)過(guò)渡管路16連接有儲(chǔ)液器17，儲(chǔ)液器17的氣相出口連接輔助換熱器10的進(jìn)氣端，輔助換熱器10的出液端通過(guò)輔助回液管18連接所述儲(chǔ)液器17。儲(chǔ)液器17連接有減壓設(shè)備。需要設(shè)置另外的輔助儲(chǔ)液器時(shí)，該輔助儲(chǔ)液器連接有減壓設(shè)備。
[0028]輔助換熱器10的出液端還可以連接另外的輔助儲(chǔ)液器。輔助儲(chǔ)液器連接的減壓設(shè)備可以是與儲(chǔ)液器17連接的減壓設(shè)備，也可以說(shuō)是獨(dú)立的減壓設(shè)備。
[0029]殼體I上分別設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口 6和風(fēng)機(jī)9。
[0030]以上基本系統(tǒng)中，殼體I內(nèi)殼程換熱介質(zhì)為以風(fēng)機(jī)9做動(dòng)力的流動(dòng)冷風(fēng)或者流動(dòng)常溫空氣。
[0031]在以上基本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，殼體I內(nèi)安裝噴淋裝置可實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷凝，殼體I內(nèi)殼程換熱介質(zhì)為噴淋水。具體結(jié)構(gòu)如下:
[0032]殼體I內(nèi)安裝有位于換熱器下方的水箱，設(shè)置在殼體I內(nèi)的蒸發(fā)噴淋裝置8通過(guò)上水管7和水栗3與水箱相連接。水栗3將水箱中的水通過(guò)上水管7栗入蒸發(fā)噴淋裝置8，蒸發(fā)噴淋裝置8的噴頭將水霧噴到主換熱器11上，與流經(jīng)換熱器的工質(zhì)進(jìn)行熱交換后回落到水箱中。
[0033]本實(shí)施例中輔助換熱器10具有獨(dú)立的冷凝系統(tǒng)，圖2所示為蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)。輔助換熱器10還可以采用其它換熱形式，比如風(fēng)冷換熱、管式換熱或者板式換熱。
[0034]含不凝性氣體的蒸汽首先經(jīng)蒸汽入口進(jìn)入主換熱器11，在輔助換熱器10連接的減壓設(shè)備作用下流過(guò)主換熱器11，經(jīng)熱交換后大部分可凝性氣體冷凝為液體，這些液體與不凝性氣體以及少部分未及冷凝的可凝性氣體一并快速流出主換熱器11，經(jīng)過(guò)渡管路16進(jìn)入儲(chǔ)液器17。儲(chǔ)液器17中的氣體在輔助換熱器10連接的減壓設(shè)備作用下進(jìn)入輔助換熱器10進(jìn)行進(jìn)一步冷凝，可凝性氣體冷凝為液體經(jīng)輔助回液管18流回儲(chǔ)液器17中，不凝性氣體經(jīng)輔助換熱器10連接的減壓設(shè)備抽出系統(tǒng)。
[0035]上述實(shí)施例中，為了進(jìn)一步提高氣液兩相的分離效果，也可以在主換熱器11的出口端增設(shè)氣液分離器。
[0036]主換熱器11可以是一組換熱器，也可以說(shuō)是互相串聯(lián)或者互相并聯(lián)的兩組以上組換熱器，圖1、圖2所示均為互相并聯(lián)的兩組。
[0037]所述的板程屬于板式換熱器的工質(zhì)通道，所述板式換熱器是一類由兩塊板材通過(guò)焊接方式復(fù)合在一起，中間具有工質(zhì)通道。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，它包括設(shè)置有進(jìn)風(fēng)口和風(fēng)機(jī)的殼體以及安裝在殼體內(nèi)的主換熱器，其特征在于:還包括輔助換熱器，輔助換熱器的出氣端連接有減壓設(shè)備；主換熱器帶有含不凝性氣體蒸汽入口，該含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器的管程或者板程相通； 主換熱器的出口端通過(guò)液相管路連接有儲(chǔ)液箱，主換熱器的出口端還通過(guò)氣相管路連接輔助換熱器的進(jìn)氣端，輔助換熱器的出液端連接所述儲(chǔ)液箱或者連接另外的輔助儲(chǔ)液箱，所述儲(chǔ)液箱和輔助儲(chǔ)液箱連接有減壓設(shè)備； 或者，主換熱器的出口端連接有儲(chǔ)液器，儲(chǔ)液器的氣相出口連接輔助換熱器的進(jìn)氣端，輔助換熱器的出液端連接所述儲(chǔ)液器或者另外的輔助儲(chǔ)液器；所述輔助儲(chǔ)液器連接有減壓設(shè)備。2.如權(quán)利要求1所述的不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體內(nèi)安裝有用于與換熱器進(jìn)行熱交換的蒸發(fā)噴淋裝置。3.如權(quán)利要求1或2所述的不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，其特征在于:主換熱器為互相串聯(lián)或者互相并聯(lián)的兩組以上組換熱器。
【專利摘要】本實(shí)用新型是一種不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，它包括主換熱器和輔助換熱器，輔助換熱器的出氣端連接有減壓設(shè)備；含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器的管程或者板程相通；經(jīng)主換熱器流出的液相進(jìn)入儲(chǔ)液箱或儲(chǔ)液器，氣相直接或者經(jīng)過(guò)儲(chǔ)液器連接輔助換熱器的進(jìn)氣端，輔助換熱器的出液端連接儲(chǔ)液箱或者儲(chǔ)液器，所述儲(chǔ)液箱或者儲(chǔ)液器連接有減壓設(shè)備。在對(duì)含有不凝性氣體的蒸汽進(jìn)行真空冷凝時(shí)避免了不凝性氣體在換熱器中滯留，同時(shí)提高了蒸汽在換熱器內(nèi)的流速，降低了減壓設(shè)備負(fù)荷，達(dá)到了提高換熱效率和降低能耗，保持高真空度的目的。
【IPC分類】B01D5/00
【公開(kāi)號(hào)】CN204910850
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520706842
【發(fā)明人】李永堂
【申請(qǐng)人】李永堂, 李囿樺
【公開(kāi)日】2015年12月30日
【申請(qǐng)日】2015年9月14日