CN106247738B - 用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，包括：闪蒸釜和冷却水箱，闪蒸釜的汽化馏分出口通过连接管道依次与冷凝器及接受罐相连接，在冷却水箱顶部设置有第一回水口，在冷却水箱底部侧壁上设置有第一出水口，第一出水口通过第一进水管道与冷凝器的冷却水进口相连接，在第一进水管道上设置有输水泵，冷凝器的冷却水出口通过第一回水管道与第一回水口相连接；在冷却水箱中设置有蛇形盘管，输入管道密封穿过冷却水箱侧壁的通孔后与蛇形盘管的进水口相连接，输出管道密封穿过冷却水箱侧壁的通孔后与蛇形盘管的出水口相连接。该装置能有效避免因冷凝器内部结冰堵塞而产生安全隐患现象，大大提高了冷凝器的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及用于低温蒸馏设备中的冷却装置，尤其涉及一种用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置。
背景技术
低温蒸馏设备在使用过程中，需要对蒸馏过程中产生的汽化的馏分进行冷凝降温液化，通常在低温蒸馏设备的汽化馏分出口外接冷凝器，通过冷凝器对汽化的馏分进行冷凝降温液化。目前冷凝器中是直接通入-15℃低温冷冻盐水，通过-15℃低温冷冻盐水与汽化的馏分间接换热从而实现对汽化的馏分进行冷凝降温液化。由于低温冷冻盐水温度为-15℃，而汽化的馏分中又含有水分，因而汽化的馏分在冷凝降温液化的过程中，汽化的馏分中的水分分容易在冷凝器管壁结冰，从而导致出现冷凝器管道冰堵、冷凝器中的换热器胀裂等现象，这会影响冷凝器的换热效果，大大延长冷凝时间，增加能耗，缩短冷凝器的使用寿命，增加维修频率及成本，严重的还会出现爆炸现象，影响冷凝器的正常运作，存在安全隐患。
发明内容
本发明所需解决的技术问题是：提供一种能有效避免因冷凝器内部结冰堵塞而产生安全隐患现象的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，包括：闪蒸釜和冷却水箱，闪蒸釜的汽化馏分出口通过连接管道依次与冷凝器及接受罐相连接，在冷却水箱顶部设置有第一回水口，在冷却水箱底部侧壁上设置有第一出水口，第一出水口通过第一进水管道与冷凝器的冷却水进口相连接，在第一进水管道上设置有输水泵，冷凝器的冷却水出口通过第一回水管道与第一回水口相连接；在冷却水箱中设置有蛇形盘管，输入管道密封穿过冷却水箱侧壁的通孔后与蛇形盘管的进水口相连接，输出管道密封穿过冷却水箱侧壁的通孔后与蛇形盘管的出水口相连接，-15℃低温冷冻盐水从输入管道输入至蛇形盘管中，与冷却水箱中的水间接换热后通过输出管道输出。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，在输入管道上设置有第一电动调节阀，在第一进水管道中设置有第一温度检测探头，第一温度检测探头和第一电动调节阀分别与第一温度控制调节仪相连接，第一温度检测探头能将第一进水管道中检测到的温度数据信号传输给第一温度控制调节仪，通过第一温度控制调节仪处理温度数据信号来控制第一电动调节阀的阀门开度大小。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，在闪蒸釜上还设置有为蒸馏反应提供热能的蒸汽冷凝水余热回用装置，所述的蒸汽冷凝水余热回用装置的结构包括：冷凝水箱和设置于闪蒸釜外侧的夹套，在冷凝水箱顶部设置有第二回水口，在冷凝水箱底部设置有第二出水口，在夹套顶部设置有与夹套的夹层相连通的第三出水口，在夹套底部设置有与夹套的夹层相连通的进水口，第二出水口通过第二进水管道与进水口相连接，在第二进水管道上设置有热水泵，第三出水口通过第二回水管道与第二回水口相连接；蒸汽冷凝水集水管道密封穿过冷凝水箱顶部的通孔后伸入冷凝水箱中，蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水集水管道进入冷凝水箱中、与冷凝水箱中的水进行热交换；蒸汽管道密封穿过冷凝水箱底部侧壁上的通孔后伸入冷凝水箱中，蒸汽通过蒸汽管道进入冷凝水箱中、与冷凝水箱中的水进行热交换；在冷凝水箱顶部侧壁上设置有溢流口，溢流口通过溢流管道与冷却水池相连接。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，在位于冷凝水箱外侧的蒸汽冷凝水集水管道上设置有蒸汽疏水阀。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，伸入冷凝水箱中的蒸汽冷凝水集水管道为蛇形盘管结构。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，在位于蛇形盘管结构的冷凝水集水管道的最下端横向管道的下端管壁上开设有若干朝下设置的第一通孔，蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水集水管道上各第一通孔进入冷凝水箱中、与冷凝水箱中的水进行热交换。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，各第一通孔的孔径为3±0.5mm。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，伸入冷凝水箱中的蒸汽管道横卧设置于冷凝水箱底部，在伸入冷凝水箱中的蒸汽管道的下端管壁上开设有若干朝下设置的第二通孔，蒸汽通过蒸汽管道上各第二通孔进入冷凝水箱中、与冷凝水箱中的水进行热交换。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，各第二通孔的孔径为3±0.5mm。
进一步地，前述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其中，在位于冷凝水箱外侧的蒸汽管道上设置有第二电动调节阀，在冷凝水箱中设置有第二温度检测探头，第二温度检测探头和第二电动调节阀分别与第二温度控制调节仪相连接，第二温度检测探头能将冷凝水箱中检测到的温度数据信号传输给第二温度控制调节仪，通过第二温度控制调节仪处理温度数据信号来控制第二电动调节阀的开启与关闭。
本发明的有益效果是：汽化的馏分在冷凝降温液化的过程中不会出现冷凝器管道冰堵、冷凝器中的换热器胀裂、爆炸等现象，大大提高了安全使用性能，保证设备安全运行；冷凝器的换热效果好，大大缩短了冷凝时间，降低了能耗，延长了冷凝器的使用寿命，降低了冷凝器的维修频率及成本。
附图说明
图1是本发明所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环水冷却装置的结构示意图。
图2是图1中冷却水箱的局部放大结构示意图。
图3是图1中蒸汽冷凝水余热回用装置的结构示意图。
图4是图3中冷凝水箱的局部放大结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及优选实施例对本发明所述的技术方案作进一步详细的说明。
如图1和图2所示，本实施例所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，包括：闪蒸釜1和冷却水箱3，闪蒸釜1的汽化馏分出口通过连接管道63依次与冷凝器11及接受罐12相连接，在冷却水箱3顶部设置有第一回水口32，在冷却水箱3的底部侧壁上设置有第一出水口31，第一出水口31通过第一进水管道61与冷凝器11的冷却水进口相连接，在第一进水管道61上设置有输水泵41，冷凝器11的冷却水出口通过第一回水管道62与第一回水口32相连接；在冷却水箱3中设置有蛇形盘管34，输入管道33密封穿过冷却水箱3侧壁的通孔后与蛇形盘管34的进水口相连接，输出管道35密封穿过冷却水箱3侧壁的通孔后与蛇形盘管34的出水口相连接，工作时-15℃低温冷冻盐水从输入管道33输入至蛇形盘管34中，与冷却水箱3中的水间接换热后通过输出管道35输出。本实施例中在输入管道33上设置有第一电动调节阀52，在第一进水管道61中设置有第一温度检测探头51，第一温度检测探头51和第一电动调节阀52分别与第一温度控制调节仪53相连接，第一温度检测探头51能将第一进水管道61中检测到的温度数据信号传输给第一温度控制调节仪53，通过第一温度控制调节仪53处理温度数据信号来控制第一电动调节阀52的阀门开度大小。第一温度检测探头51、第一温度控制调节仪53、第一电动调节阀52的设置，实现输送至冷凝器11中的水的水温自动控制。
在实际使用过程中，冷却水箱3中存储有水，蛇形盘管34浸没于水中而不袒露在外。工作时，温度为-15℃的低温冷冻盐水从输入管道33进入蛇形盘管34中，与冷却水箱3中的水间接换热后从输出管道35输出，此时，冷却水箱3中的水的温度降低，打开输水泵41，冷却水箱3中的水通过第一出水口31、第一进水管道61、冷凝器11的冷却水进口进入冷凝器11中，与冷凝器11中汽化的馏分进行间接换热后，通过冷凝器11的冷却水出口、第一回水管道62、第一回水口32返回冷却水箱3中。在冷却水箱3中的水循环过程中，若输入至冷凝器11中的水的温度低于5℃，即第一进水管道61中的水的温度低于5℃，则第一温度控制调节仪53根据第一温度检测探头51输送的温度数据信号来控制第一电动调节阀52，使第一电动调节阀52的阀门开度变小，减少进入蛇形盘管34中的低温冷冻盐水流量，直至第一进水管道61中的水的温度维持在5℃为止。若输入至冷凝器11中的水的温度高于5℃，即第一进水管道61中的水的温度高于5℃，则第一温度控制调节仪53根据第一温度检测探头51输送的温度数据信号来控制第一电动调节阀52，使第二电动调节阀52的阀门开度变大，增大进入蛇形盘管34中的低温冷冻盐水流量，直至第一进水管道61中的水的温度维持在5℃为止。
如图1和图3所示，本实施例中，在闪蒸釜1上还设置有为蒸馏反应提供热能的蒸汽冷凝水余热回用装置，所述的蒸汽冷凝水余热回用装置的结构包括：冷凝水箱7和设置于闪蒸釜1外侧的夹套2，在冷凝水箱7顶部设置有第二回水口72，在冷凝水箱7底部设置有第二出水口71，在夹套2顶部设置有与夹套2的夹层20相连通的第三出水口21，在夹套2底部设置有与夹套2的夹层20相连通的进水口22，第二出水口71通过第二进水管道64与进水口22相连接，在第二进水管道64上设置有热水泵42，第三出水口21通过第二回水管道65与第二回水口72相连接；蒸汽冷凝水集水管道66密封穿过冷凝水箱7顶部的通孔后伸入冷凝水箱7中，蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水集水管道66进入冷凝水箱7中、与冷凝水箱7中的水进行热交换。本实施例中在位于冷凝水箱7外侧的蒸汽冷凝水集水管道66上设置有蒸汽疏水阀8。本实施例中伸入冷凝水箱7中的蒸汽冷凝水集水管道66为蛇形盘管结构，在位于蛇形盘管结构的冷凝水集水管道66的最下端横向管道661的下端管壁上开设有若干朝下设置的第一通孔662，蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水集水管道66上各第一通孔662进入冷凝水箱7中、与冷凝水箱7中的水进行热交换。各第一通孔662的孔径为3±0.5mm。各第一通孔662的设置，不仅便于蒸汽冷凝水与冷凝水箱7中的水进行热交换，还能消除水锤现象。蒸汽管道67密封穿过冷凝水箱7底部侧壁上的通孔后伸入冷凝水箱7中，蒸汽通过蒸汽管道67进入冷凝水箱7中、与冷凝水箱7中的水进行热交换。本实施例中伸入冷凝水箱7中的蒸汽管67道横卧设置于冷凝水箱7底部，在伸入冷凝水箱7中的蒸汽管道67的下端管壁上开设有若干朝下设置的第二通孔671，蒸汽通过蒸汽管道67上各第二通孔671进入冷凝水箱7中、与冷凝水箱7中的水进行热交换，各第二通孔671的孔径为3±0.5mm。各第二通孔671的设置，不仅便于蒸汽冷凝水与冷凝水箱7中的水进行热交换，还能消除水锤现象。
如图1和图3所示，本实施例中在位于冷凝水箱7外侧的蒸汽管道67上设置有第二电动调节阀55，在冷凝水箱7中设置有第二温度检测探头54，第二温度检测探头54和第二电动调节阀55分别与第二温度控制调节仪56相连接，第二温度检测探头54能将冷凝水箱7中检测到的温度数据信号传输给第二温度控制调节仪56，通过第二温度控制调节仪56处理温度数据信号来控制第二电动调节阀55的开启与关闭。第二温度检测探头54、第二温度控制调节仪56、第二电动调节阀55的设置，实现输送至夹套2夹层20中的水的水温自动控制。在冷凝水箱7顶部侧壁上设置有溢流口73，溢流口73通过溢流管道68与冷却水池10相连接。当冷凝水箱7中的水量超过溢流口73时，多余的水能通过溢流口73、溢流管道68进入冷却水池10中，为冷却水池10补水，有效降低了冷却水池10的额外补水量。
蒸汽冷凝水余热回用装置的工作原理如下：在实际使用过程中，蒸汽冷凝水集水管道66与用蒸汽设备的蒸汽冷凝水出口相连接，冷凝水箱7中存储有水，该水的水位高度要保证各第一通孔662及各第二通孔671均浸没于水中而不袒露在外。工作时，将低温蒸馏设备所需温度设置于第二温度控制调节仪56中，打开蒸汽疏水阀8，蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水集水管道66上的各第一通孔662进入冷凝水箱7中、与冷凝水箱7中的水进行热交换，此时，冷凝水箱7中的水温度升高，第二温度检测探头54将检测的温度数据信号传送给第二温度控制调节仪56，若冷凝水箱7中的水的温度低于低温蒸馏设备所需温度，则第二温度控制调节仪56控制第二电动调节阀55，使第二电动调节阀55打开，此时蒸汽通过蒸汽管道67上的各第二通孔671进入冷凝水箱7中、与冷凝水箱7中的水进行热交换，通过蒸汽冷凝水以及蒸汽两路热交换提高冷凝水箱7中水的温度，使冷凝水箱7中的水的温度达到低温蒸馏设备所需温度，然后打开热水泵42，冷凝水箱7中的水通过第二出水口71、第二进水管道64、进水口22进入夹套2的夹层20中，与闪蒸釜1中的蒸馏反应物间接换热后通过第三出水口21、第二回水管路65、第二回水口72流回冷凝水箱7中。若冷凝水箱7中的水的温度高于低温蒸馏设备所需温度，则第二温度控制调节仪56控制第二电动调节阀55，使第二电动调节阀55关闭，此时蒸汽就不会通过蒸汽管道67进入冷凝水箱7中，仅通过蒸汽冷凝水与冷凝水箱7中的水进行热交换，使冷凝水箱7中的水的温度下降至低温蒸馏设备所需温度。
以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明要求保护的范围。
本发明的优点是：汽化的馏分在冷凝降温液化的过程中不会出现冷凝器11管道冰堵、冷凝器11中的换热器胀裂、爆炸等现象，大大提高了安全使用性能，保证设备安全运行；冷凝器11的换热效果好，大大缩短了冷凝时间，降低了能耗，延长了冷凝器11的使用寿命，降低了冷凝器11的维修频率及成本。
Claims (10)
1.用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，包括：闪蒸釜和冷却水箱，闪蒸釜的汽化馏分出口通过连接管道依次与冷凝器及接受罐相连接，其特征在于：在冷却水箱顶部设置有第一回水口，在冷却水箱底部侧壁上设置有第一出水口，第一出水口通过第一进水管道与冷凝器的冷却水进口相连接，在第一进水管道上设置有输水泵，冷凝器的冷却水出口通过第一回水管道与第一回水口相连接；在冷却水箱中设置有蛇形盘管，输入管道密封穿过冷却水箱侧壁的通孔后与蛇形盘管的进水口相连接，输出管道密封穿过冷却水箱侧壁的通孔后与蛇形盘管的出水口相连接，-15℃低温冷冻盐水从输入管道输入至蛇形盘管中，与冷却水箱中的水间接换热后通过输出管道输出。
2.按照权利要求1所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：在输入管道上设置有第一电动调节阀，在第一进水管道中设置有第一温度检测探头，第一温度检测探头和第一电动调节阀分别与第一温度控制调节仪相连接，第一温度检测探头能将第一进水管道中检测到的温度数据信号传输给第一温度控制调节仪，通过第一温度控制调节仪处理温度数据信号来控制第一电动调节阀的阀门开度大小。
3.按照权利要求1所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：在闪蒸釜上还设置有为蒸馏反应提供热能的蒸汽冷凝水余热回用装置，所述的蒸汽冷凝水余热回用装置的结构包括：冷凝水箱和设置于闪蒸釜外侧的夹套，在冷凝水箱顶部设置有第二回水口，在冷凝水箱底部设置有第二出水口，在夹套顶部设置有与夹套的夹层相连通的第三出水口，在夹套底部设置有与夹套的夹层相连通的进水口，第二出水口通过第二进水管道与进水口相连接，在第二进水管道上设置有热水泵，第三出水口通过第二回水管道与第二回水口相连接；蒸汽冷凝水集水管道密封穿过冷凝水箱顶部的通孔后伸入冷凝水箱中，蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水集水管道进入冷凝水箱中、与冷凝水箱中的水进行热交换；蒸汽管道密封穿过冷凝水箱底部侧壁上的通孔后伸入冷凝水箱中，蒸汽通过蒸汽管道进入冷凝水箱中、与冷凝水箱中的水进行热交换；在冷凝水箱顶部侧壁上设置有溢流口，溢流口通过溢流管道与冷却水池相连接。
4.按照权利要求3所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：在位于冷凝水箱外侧的蒸汽冷凝水集水管道上设置有蒸汽疏水阀。
5.按照权利要求3所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：伸入冷凝水箱中的蒸汽冷凝水集水管道为蛇形盘管结构。
6.按照权利要求5所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：在位于蛇形盘管结构的冷凝水集水管道的最下端横向管道的下端管壁上开设有若干朝下设置的第一通孔，蒸汽冷凝水通过蒸汽冷凝水集水管道上各第一通孔进入冷凝水箱中、与冷凝水箱中的水进行热交换。
7.按照权利要求6所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：各第一通孔的孔径为3±0.5mm。
8.按照权利要求3或5所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：伸入冷凝水箱中的蒸汽管道横卧设置于冷凝水箱底部，在伸入冷凝水箱中的蒸汽管道的下端管壁上开设有若干朝下设置的第二通孔，蒸汽通过蒸汽管道上各第二通孔进入冷凝水箱中、与冷凝水箱中的水进行热交换。
9.按照权利要求8所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：各第二通孔的孔径为3±0.5mm。
10.按照权利要求3所述的用于低温蒸馏设备中的5℃循环冷却水装置，其特征在于：在位于冷凝水箱外侧的蒸汽管道上设置有第二电动调节阀，在冷凝水箱中设置有第二温度检测探头，第二温度检测探头和第二电动调节阀分别与第二温度控制调节仪相连接，第二温度检测探头能将冷凝水箱中检测到的温度数据信号传输给第二温度控制调节仪，通过第二温度控制调节仪处理温度数据信号来控制第二电动调节阀的开启与关闭。
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