CN106152515A - 一种二氧化碳加热装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种二氧化碳加热装置，包括：恒温水浴箱，用于存储恒温热水；内部充满液态二氧化碳的换热管，布置在恒温水浴箱中，通过热水对流换热将换热管内的液态二氧化碳进行加热；补水水箱，与恒温水浴箱连接，用于控制恒温水浴箱内水位高度；电加热器，布置在恒温水浴箱内，对恒温水浴箱内的热水加热；搅拌器，布置在恒温水浴箱内，用于保证了恒温水浴箱内温度的恒定和均匀。与现有技术相比，本发明具有能大量连续地进行二氧化碳的加热，在换热面积一定的情况下，能通过增加或者降低水浴箱热水的温度，保证二氧化碳流量波动情况下出口二氧化碳温度的一致性等优点。

Description

一种二氧化碳加热装置

技术领域

本发明涉及一种加热装置，尤其是涉及一种二氧化碳加热装置。

背景技术

目前，人们在工业领域积累了丰富放热气体和液体物质的加热方法，二氧化碳的加热就是其中之一。然而在背景技术中，二氧化碳的加热问题一直未能很好解决。近年来，采用电加热气态二氧化碳的电加热器已经出现，但是二氧化碳加热器在工业上并没有得到广泛应用。主要原因是，采用电加热直接加热的方式传热效率受到限制，且气态状况下，其加热的均匀性和稳定性都难以控制，气态直接加热，加热二氧化碳的量上不去。不能满足一些行业二氧化碳需求量大的情况。网上除了一些二氧化碳加热棒的报道之外，并没有见到合理的可行的二氧化碳加热方法和装置，以及一些相关文献报道。说明大流量的二氧化碳加热仍然是一个难题。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种二氧化碳加热装置，使二氧化碳加热量能大大提升，加热温度能稳定控制。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种二氧化碳加热装置，其特征在于，包括：

恒温水浴箱，用于存储恒温热水；

内部充满液态二氧化碳的换热管，布置在恒温水浴箱中，通过热水对流换热将换热管内的液态二氧化碳进行加热；

补水水箱，与恒温水浴箱连接，用于控制恒温水浴箱内水位高度；

电加热器，布置在恒温水浴箱内，对恒温水浴箱内的热水加热；

搅拌器，布置在恒温水浴箱内，用于保证了恒温水浴箱内温度的恒定和均匀。

所述的换热管布置在恒温水浴箱中部，包括对称分布的左侧盘管和右侧盘管。

所述的搅拌器布置在左侧盘管和右侧盘管之间的恒温水浴箱中。

所述的电加热器设有4个，布置在盘管上部和下部。采用电加热器多点布置和搅拌器叫板的技术措施。例如，适当开关个别电加热器；增加搅拌器的搅拌频率；补充或者排放一定的热水等。

所述的恒温水浴箱内设置有热电偶测温计，并在底部设置污水排放口。

所述的换热管进出口设有上法兰和下法兰，分别与二氧化碳存储罐和减压阀连接。

将一定温度的热水通过电加热器恒温加热，并通过搅拌器的搅拌作用，迅速将底部热水与上部热水混合均匀，热水将热量传递给换热管的管壁，通过管壁的导热作用，将热量最终传递给换热管内部的液态二氧化碳，使二氧化碳温度升高，被加热后的二氧化碳从换热管出口流出。

该装置在整个换热过程中，使二氧化碳都处于液态流动状态，热水温度控制在60～80度，避免水蒸气大量气化蒸发和二氧化碳在换热管内气化。

本发明利用电加热器加热热水和加热液态二氧化碳的方法，利用了液体对流换热的换热系数远远大于气体换热系数的原理。这样在传递相同热量的情况下，能极大地减少换热面积，容易实现加热量的大步提升。这里需要解释一下，一定流量及压力的液态二氧化碳，确定了进出口温度后，其吸热量是恒定的，那么电加热输入功率基本恒定。这样只有考虑恒温水浴箱的水温与受热面积的关系。当受热面积确定后，二氧化碳吸热量就只与水箱水温有关，也就是说水温的高低决定二氧化碳吸热量。为此只要调节并保持水温就可保证二氧化碳吸热量。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：能大量连续地进行二氧化碳的加热，在换热面积一定的情况下，能通过增加或者降低水浴箱热水的温度，保证二氧化碳流量波动情况下出口二氧化碳温度的一致性。通过对液态二氧化碳加热，减少了换热面积。方便了装置的布置，解决了本领域长期渴望解决的技术问题。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中1为上法兰、2为补水水箱、3为水浴箱、4为换热管、5为电加热器、6为搅拌器、7为下法兰、8为污水排放口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

如图1所示，一种工业二氧化碳的加热装置，包含了恒温水浴箱3、补水水箱2、一根换热管4、电加热器5和搅拌器6，换热管4布置在恒温水浴箱3中部，电加热器5布置在换热管4上部和下部，水搅拌器6布置在换热管4中间；补水水箱2控制水浴箱3里水位的高度，水浴箱3里充满了一定的恒温热水，管子内部充满液态二氧化碳。电加热器5将热水加热，热水通过对流换热加热换热管4壁面并将热量传递给管子内部液态二氧化碳。

本发明装置的加热方法，在一个恒温水浴箱里设置了一根换热管4，该换热管4分为左侧盘管和右侧盘管。两侧盘管之间布置了一根搅拌器6。盘管内部充满液态二氧化碳，热量通过电加热器传递给热水，热水通过管子将液态二氧化碳加热。搅拌器保证了恒温水浴箱内温度的恒定和均匀的工艺。

所述的水浴箱内部不同位置设置了热电偶测温计，底部设置有污水排放口8。换热管4进出口设置了上法兰1和下法兰7，分别与二氧化碳储罐和减压阀相连。

工作时，一定温度的热水被电加热器5恒温加热，通过搅拌器6的搅拌作用，迅速将底部热水与上部热水混合均匀，热水将热量传递给管壁，通过管壁的导热作用，将热量最终传递给管子内部的液态二氧化碳，使二氧化碳温度升高，被加热后的二氧化碳从盘管出口流出，去下一工序。

附图说明：换热管4分别与上法兰1和下法兰7相连，形成液态二氧化碳的流通同道，换热管4处在水浴箱3的中心位置，换热管4的中心位置，设置了搅拌器6，换热管的下部布置了电加热器5，恒温水浴箱3的上部是补水水箱2，下部是排水口8，工作时，补水水箱2和排水口将恒温水浴箱3的水位控制在一定的合适高度，电加热器5将热水加热，并保证热水温度控制在一定范围。热水将热量传递给换热管4进而加热换热管4内部的液态二氧化碳。由液态二氧化碳储罐流入的二氧化碳，在流经换热管吸热后，由工艺介质出口流出。

Claims (8)

1.一种二氧化碳加热装置，其特征在于，包括：

恒温水浴箱(3)，用于存储恒温热水；

内部充满液态二氧化碳的换热管(4)，布置在恒温水浴箱(3)中，通过热水对流换热将换热管(4)内的液态二氧化碳进行加热；

补水水箱(2)，与恒温水浴箱(3)连接，用于控制恒温水浴箱(3)内水位高度；

电加热器(5)，布置在恒温水浴箱(3)内，对恒温水浴箱(3)内的热水加热；

搅拌器(6)，布置在恒温水浴箱(3)内，用于保证了恒温水浴箱(3)内温度的恒定和均匀。

2.根据权利要求1所述的一种二氧化碳加热装置，其特征在于，所述的换热管(4)布置在恒温水浴箱(3)中部，包括对称分布的左侧盘管和右侧盘管。

3.根据权利要求2所述的一种二氧化碳加热装置，其特征在于，所述的搅拌器(6)布置在左侧盘管和右侧盘管之间的恒温水浴箱(3)中。

4.根据权利要求2所述的一种二氧化碳加热装置，其特征在于，所述的电加热器(5)设有4个，布置在盘管上部和下部。

5.根据权利要求1所述的一种二氧化碳加热装置，其特征在于，所述的恒温水浴箱(3)内设置有热电偶测温计，并在底部设置污水排放口(8)。

6.根据权利要求1所述的一种二氧化碳加热装置，其特征在于，所述的换热管(4)进出口设有上法兰(1)和下法兰(7)，分别与二氧化碳存储罐和减压阀连接。

7.根据权利要求1所述的一种二氧化碳加热装置，其特征在于，将一定温度的热水通过电加热器(5)恒温加热，并通过搅拌器(6)的搅拌作用，迅速将底部热水与上部热水混合均匀，热水将热量传递给换热管(4)的管壁，通过管壁的导热作用，将热量最终传递给换热管(4)内部的液态二氧化碳，使二氧化碳温度升高，被加热后的二氧化碳从换热管(4)出口流出。

8.根据权利要求1所述的一种二氧化碳加热装置，其特征在于，该装置在整个换热过程中，使二氧化碳都处于液态流动状态，热水温度控制在60～80度，避免水蒸气大量气化蒸发和二氧化碳在换热管内气化。