CN105423771A - 冷凝器 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种冷凝器，包括：壳体，壳体的下部具有进风部(10)，壳体的上部具有出风部(20)，壳体的中部具有进液部；风机组件(30)，位于出风部(20)处；第一冷却管组(40)，设置在壳体内并位于进风部(10)和进液部之间，第一冷却管组(40)具有第一进口(41)和第一出口(42)；冷凝器还包括：液体分布器(50)，设置在壳体内，液体分布器(50)位于进液部与第一冷却管组(40)之间以使液体在第一冷却管组(40)上均匀分布。本发明的技术方案能够有效地解决现有技术中的冷凝器冷凝效果差，能耗较高的问题。

Description

冷凝器

技术领域

本发明涉及冷凝器技术领域，具体而言，涉及一种冷凝器。

背景技术

多晶硅是集成电路和光伏发电的关键原材料。近年来，随着光伏发电市场的快速发展，多晶硅生产行业也随之迅猛发展。但是，多晶硅生产行业的盲目扩张同时也带来了生产成本增加、利润水平降低的问题，尤其是目前多晶硅产品价格一落千丈，大部分厂家的生产成本都高于销售价。在这种形势下，节能降本成为各多晶硅生产厂家维持可持续发展的必要手段。

目前，在多晶硅生产过程中，精制提纯工序为能耗较高的工序之一。该精制提纯工序消耗的主要能源包括蒸汽(热水)、高低压循环水以及电能等，其中蒸汽(热水)和循环水的能量消耗占90％以上。在上述精制提纯工序中，通常通过风冷式冷凝器对气体或气液混合物进行冷凝分离。在现有的风冷式冷凝器工作时，通过管路将冷却水直接通入冷却盘管的上方对其进行冷却，这样往往不能保证冷却盘管全部接触到冷却水，冷凝效果差，冷却水损耗较大，能耗较高。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种冷凝器，以解决现有技术中的冷凝器冷凝效果差，能耗较高的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种冷凝器，包括：壳体，壳体的下部具有进风部，壳体的上部具有出风部，壳体的中部具有进液部；风机组件，位于出风部处；第一冷却管组，设置在壳体内并位于进风部和进液部之间，第一冷却管组具有第一进口和第一出口；冷凝器还包括：液体分布器，设置在壳体内，液体分布器位于进液部与第一冷却管组之间以使液体在第一冷却管组上均匀分布。

进一步地，冷凝器还包括第二冷却管组，第二冷却管组设置在壳体内并位于出风部与液体分布器之间，第二冷却管组具有第二进口和第二出口，第二出口与第一进口连通。

进一步地，冷凝器还包括除雾装置，除雾装置设置在壳体内并位于出风部与液体分布器之间。

进一步地，冷凝器还包括集液装置以及用于将集液装置中的液体泵送至进液部处的泵送装置，集液装置位于第一冷却管组的下方，泵送装置的进液口与集液装置连通，泵送装置的出液口与进液部连通。

进一步地，冷凝器还包括气液分离装置，气液分离装置具有第三进口，气液分离装置的上部具有出气口，气液分离装置的下部具有出液口，第三进口与第一出口连通。

进一步地，出气口与第二出口连通。

进一步地，第一冷却管组为多个。

进一步地，液体分布器包括槽盘式液体分布器。

进一步地，除雾装置包括丝网除雾器。

进一步地，第二冷却管组包括翅片冷却管组。

应用本发明的技术方案，在进液部与第一冷却管组之间设置液体分布器。当冷凝器进行工作时，液体(冷却水、循环水等)通过进液部进入液体分布器，并通过液体分布器在第一冷却管组上方均匀分布，在第一冷却管组的管体之间形成连续均匀的薄水膜，增大了液体与第一冷却管组的接触面积。上述薄水膜蒸发之后带走第一冷却管组内的热量，强化了第一冷却管组内外传热，从而有效地增强了冷凝器的冷凝效果，降低了能耗。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的冷凝器的实施例一的剖视示意图；

图2示出了图1的冷凝器的侧视示意图；以及

图3示出了根据本发明的冷凝器的实施例二的剖视示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、进风部；20、出风部；30、风机组件；40、第一冷却管组；41、第一进口；42、第一出口；50、液体分布器；60、第二冷却管组；61、第二进口；62、第二出口；70、除雾装置；80、集液装置；90、泵送装置；100、气液分离装置；101、第三进口；102、出气口；103、出液口；a、出风区；b、液体收集分布区；c、冷却区；d、进风区；e、储水区；f、预冷区；g、气液分离区。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，实施例一的冷凝器包括壳体、风机组件30、第一冷却管组40以及液体分布器50。其中，壳体的下部具有进风部10。壳体的上部具有出风部20。壳体的中部具有进液部。风机组件30位于出风部20处。第一冷却管组40设置在壳体内并位于进风部10和进液部之间。第一冷却管组40具有第一进口41和第一出口42。液体分布器50设置在壳体内。液体分布器50位于进液部与第一冷却管组40之间以使液体在第一冷却管组40上均匀分布。在本实施例中，出风部20为设置在壳体顶部的出风口，风机组件30为设置在上述出风口上的轴流风机，进液部为设置在壳体侧壁上的进液口，该进液口与液体分布器50连通。

应用本实施例的冷凝器，在进液部与第一冷却管组40之间设置液体分布器50。当冷凝器进行工作时，冷却水通过进液部进入液体分布器50，并通过液体分布器50在第一冷却管组40上方均匀分布，在第一冷却管组40的管体之间形成连续均匀的薄水膜，增大了冷却水与第一冷却管组40的接触面积。上述薄水膜蒸发之后带走第一冷却管组40内的热量，强化了第一冷却管组40内外传热，从而有效地增强了冷凝器的冷凝效果，降低了能耗。

如图1所示，在实施例一的冷凝器中，液体分布器50为槽盘式液体分布器。槽盘式液体分布器属于溢流型布液装置，该槽盘式液体分布器包括底盘以及设置在上述底盘上的多个分液管和多个排气管。其中，底盘具有液体流通腔，多个分液管均匀分布在底盘的下侧，多个排气管均匀分布在底盘的上侧，上述多个分液管与多个排气管错开设置。每个分液管的下端设置有溢流槽，每个分液管的下部周向外表面上设置有向下延伸的导流片，并且导流片与溢流槽的边沿之间相贴合。当槽盘式液体分布器对冷却水进行分布时，冷却水进入底盘的液体流通腔，并通过分液管均匀分配至溢流槽内。当溢流槽中的冷却水盛满时，冷却水会顺着溢流槽边沿处的导流片向下滴落，这样可以实现冷却水更加均匀地分布。

如图2所示，在实施例一的冷凝器中，第一冷却管组40为三组。第一冷却管组40为冷却盘管组。三组冷却盘管组在壳体内沿水平方向并排设置。上述结构可以实现同时对三种不同的物料混合物进行冷凝分离。需要说明的是，第一冷却管组40的数量不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，第一冷却管组40的数量可以根据需要进行调整。

如图1所示，在实施例一的冷凝器中，冷凝器还包括除雾装置70。除雾装置70设置在壳体内并位于出风部20与液体分布器50之间。在本实施例中，进风部10为设置在壳体下部周向侧壁上的进风格栅，除雾装置70为丝网除雾器。在冷凝器进行工作时，外部空气通过上述进风格栅从下部进入至壳体内，并且自下向上流动，壳体内的冷却水通过液体分布器50均匀向下流动，两者形成逆流。空气与冷却水在第一冷却管组40处蒸发产生的水蒸气混合成湿空气，该湿空气向上流动进入丝网除雾器，并在丝网除雾器的作用下除去部分水分，最后从风机组件30排入大气。上述结构可以减少排入大气的空气携带水分，降低了冷却水的损耗，节约了能源。需要说明的是，除雾装置70不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，除雾装置70可以为其他形式的除雾装置。

如图1所示，在实施例一的冷凝器中，冷凝器还包括集液装置80以及用于将集液装置80中的液体泵送至进液部处的泵送装置90。集液装置80位于第一冷却管组40的下方并用于盛放壳体上部流下的冷却水。泵送装置90的进液口与集液装置80连通。泵送装置90的出液口与进液部连通。在本实施例中，集液装置80为水箱，泵送装置90为循环水泵。上述水箱上设置有带孔的隔板，从壳体上部流下的冷却水可以通过该隔板上的孔进入水箱中。通过循环水泵可以将水箱中的冷却水抽出送到液体分布器50中，从而用于后续对第一冷却管组40的冷却，这样可以使冷却水内部循环利用，减少了水的损耗，同时降低了能量消耗。同时，水箱上还设置有补水口和排污口，通过管道上的阀门可以控制补水口向水箱中补水，或者控制排污口将水箱中废水排走。

如图1所示，在实施例一的冷凝器中，冷凝器由上至下分为5个区，分别为出风区a、液体收集分布区b、冷却区c、进风区d以及储水区e。当对冷凝器进行操作时，三种不同的物料混合物分别通过三个第一进口41进入冷却区c的三个冷却盘管组中进行冷却，冷却后的各物流分别通过三个第一出口42进入后续设备。冷却水由循环水泵从储水区e的水箱中抽出送到液体收集分布区b的槽盘式液体分布器中，并将冷却水在冷却区c上方均匀分布，从而在冷却盘管组的管体上形成连续均匀的薄水膜，利用上述薄水膜的蒸发以强化管内外传热。此外，依靠出风区a的轴流风机的动力在冷凝器内形成负压，空气由进风区d的进风格栅进入，并自下向上流动与从液体收集分布区b流下的冷却水形成逆流，与冷却区c产生的水蒸气混合成湿空气，湿空气向上流动进入丝网除雾器除掉部分水后从轴流风机的排风口排入大气。

如图3所示，实施例二的冷凝器与实施例一的主要区别在于，冷凝器还包括第二冷却管组60。第二冷却管组60设置在壳体内并位于出风部20与液体分布器50之间。第二冷却管组60具有第二进口61和第二出口62，第二出口62与第一进口41连通。在本实施例中，第二冷却管组60为翅片冷却管组。上述结构可以对进入第一冷却管组40的物料进行预冷处理，进一步提高冷凝效果。

如图3所示，在实施例二的冷凝器中，除雾装置70位于第二冷却管组60与液体分布器50之间。除雾装置70为丝网除雾器。进风部10为设置在壳体下部周向侧壁上的进风格栅。在冷凝器进行工作时，外部空气通过上述进风格栅从下部进入至壳体内，并且自下向上流动，壳体内的冷却水通过液体分布器50均匀向下流动，两者形成逆流。空气与冷却水在第一冷却管组40处蒸发产生的水蒸气混合成湿空气，该湿空气向上流动进入丝网除雾器，并在丝网除雾器的作用下除去部分水分。除去部分水分的空气到达第二冷却管组60处并与其进行换热，实现对进入第一冷却管组40的物料进行预冷处理。最后，换热之后的空气从风机组件30排入大气。上述结构可以减少排入大气的空气携带水分，降低了冷却水的损耗，节约了能源。需要说明的是，除雾装置70不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，除雾装置70可以为其他形式的除雾装置。

如图3所示，在实施例二的冷凝器中，冷凝器还包括气液分离装置100。气液分离装置100具有第三进口101。气液分离装置100的上部具有出气口102。气液分离装置100的下部具有出液口103。第三进口101与第一出口42连通。在本实施例中，气液分离装置100为气液分离罐。上述结构可以对第一出口42流出的物料进行进一步气液分离。

如图3所示，在实施例二的冷凝器中，冷凝器由上至下分为7个区，分别为出风区a、预冷区f、液体收集分布区b、冷却区c、进风区d、储水区e以及气液分离区g。当对冷凝器进行操作时，前置设备产生的蒸汽(如精馏塔塔顶产生的饱和蒸汽)首先进入预冷区f的翅片冷却管组进行换热预冷，预冷后的蒸汽再进入冷却区c的冷却盘管组完全冷凝和冷却，冷凝冷却后的物流进入气液分离区g，并通过第三进口101进入气液分离罐。在气液分离罐中气液分离后，不凝气通过出气口102排出，冷凝液通过出液口103排入后续设备。冷却水由循环水泵从储水区e的水箱中抽出送到液体收集分布区b的槽盘式液体分布器中，并将冷却水在冷却区c上方均匀分布，从而在冷却盘管组的管体上形成连续均匀的薄水膜，利用上述薄水膜的蒸发以强化管内外传热。此外，依靠出风区a的轴流风机的动力在冷凝器内形成负压，空气由进风区d的进风格栅进入，并自下向上流动与从液体收集分布区b流下的冷却水形成逆流，与冷却区c产生的水蒸气混合成湿空气，湿空气向上流动进入丝网除雾器除掉部分水后，到达第二冷却管组60处并与其进行换热，最后从轴流风机的排风口排入大气。

如图3所示，在实施例二的冷凝器中，出气口102与第二出口62连通。上述结构可以使通过第二冷却管组60冷凝之后产生的部分不凝气直接与气液分离罐分离出来的不凝气汇合排出，从而减少流程，减少能耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种冷凝器，包括：

壳体，所述壳体的下部具有进风部(10)，所述壳体的上部具有出风部(20)，所述壳体的中部具有进液部；

风机组件(30)，位于所述出风部(20)处；

第一冷却管组(40)，设置在所述壳体内并位于所述进风部(10)和所述进液部之间，所述第一冷却管组(40)具有第一进口(41)和第一出口(42)；

其特征在于，所述冷凝器还包括：

液体分布器(50)，设置在所述壳体内，所述液体分布器(50)位于所述进液部与所述第一冷却管组(40)之间以使液体在所述第一冷却管组(40)上均匀分布。

2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述冷凝器还包括第二冷却管组(60)，所述第二冷却管组(60)设置在所述壳体内并位于所述出风部(20)与所述液体分布器(50)之间，所述第二冷却管组(60)具有第二进口(61)和第二出口(62)，所述第二出口(62)与所述第一进口(41)连通。

3.根据权利要求1或2所述的冷凝器，其特征在于，所述冷凝器还包括除雾装置(70)，所述除雾装置(70)设置在所述壳体内并位于所述出风部(20)与所述液体分布器(50)之间。

4.根据权利要求1或2所述的冷凝器，其特征在于，所述冷凝器还包括集液装置(80)以及用于将所述集液装置(80)中的液体泵送至所述进液部处的泵送装置(90)，所述集液装置(80)位于所述第一冷却管组(40)的下方，所述泵送装置(90)的进液口与所述集液装置(80)连通，所述泵送装置(90)的出液口与所述进液部连通。

5.根据权利要求2所述的冷凝器，其特征在于，所述冷凝器还包括气液分离装置(100)，所述气液分离装置(100)具有第三进口(101)，所述气液分离装置(100)的上部具有出气口(102)，所述气液分离装置(100)的下部具有出液口(103)，所述第三进口(101)与所述第一出口(42)连通。

6.根据权利要求5所述的冷凝器，其特征在于，所述出气口(102)与所述第二出口(62)连通。

7.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述第一冷却管组(40)为多个。

8.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述液体分布器(50)包括槽盘式液体分布器。

9.根据权利要求3所述的冷凝器，其特征在于，所述除雾装置(70)包括丝网除雾器。

10.根据权利要求2所述的冷凝器，其特征在于，所述第二冷却管组(60)包括翅片冷却管组。