CN106890474A - 余热回收系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种余热回收系统，包括：预热桶，其内壁上设置有盘管，盘管的两端伸出所述预热桶内；浓缩结晶桶，其与预热桶相连，用于承接预热桶中的原料液；汽水分离器，其一端通过管道与浓缩结晶桶的上部连接，所述汽水分离器收集浓缩结晶桶中蒸发出来的蒸汽并将蒸汽中的冷凝水进行回收，汽水分离器的另一端通过管道与预热桶的盘管进气口相连，用于将蒸汽导入到盘管中；以及引风机，其与盘管的出气口相连。本发明盘管设置在预热桶内壁上，蒸汽在盘管中穿行过程中可以充分地与预热桶内冷的原料液进行热交换，提高蒸汽热量的使用率。

Description

余热回收系统
技术领域
本发明涉及热量利用领域。更具体地说，本发明涉及一种余热回收系统。
背景技术
在化工厂浓缩结晶原料液的过程中，需要对原料液进行加热蒸发，从而进行浓缩结晶。现有的浓缩结晶过程是让蒸发出来的蒸汽直接排放，这样不仅造成大量的能源浪费，且使得浓缩结晶的厂区温度较高，从而导致企业的生产成本较高，无法响应国家节能减排的号召，对企业的长期发展不利。因此，需要开发出一种对排出的热量进行回收的系统以降低企业生产成本且响应节能减排的要求，同时回收部分冷凝水作为生产用水。
发明内容
本发明的一个目的是解决现有技术直接将蒸汽排放造成的能源浪费问题，并提供至少后面将说明的优点。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种余热回收系统，包括：
预热桶，其内壁上设置有盘管，盘管的两端伸出所述预热桶内；
浓缩结晶桶，其与预热桶相连，用于承接预热桶中的原料液；
汽水分离器，其一端通过管道与浓缩结晶桶的上部连接，所述汽水分离器收集浓缩结晶桶中蒸发出来的蒸汽并将蒸汽中的冷凝水进行回收，汽水分离器的另一端通过管道与预热桶的盘管进气口相连，用于将蒸汽导入到盘管中；以及
引风机，其与盘管的出气口相连。
优选的是，所述预热桶外设置有一夹套，所述夹套与所述预热桶之间形成一空腔，空腔也与所述汽水分离器的另一端通过管道连通，空腔的下部设有排气口，所述盘管的出气口位于空腔内，所述排气口与所述引风机相连，夹套的底部设置回收冷凝水的出口，所述夹套外设置有由多孔材料制成的保温层。
优选的是，所述浓缩结晶桶的进料口高度低于预热桶的出料口高度以使预热桶中的原料自流到所述浓缩结晶桶中。
优选的是，所述盘管内设置有多个换热翅片，所述换热翅片穿过所述盘管壁延伸至所述预热桶内，所述换热翅片的截面为向所述预热桶底部凹陷的弧形。
优选的是，所述换热翅片由不锈钢材料、铝制材料或陶瓷材料制成，所述换热翅片的表面上具有多个向换热翅片中部凹陷的半球形凹面，相邻两根换热翅片之间的夹角为60°，且每根换热翅片位于盘管内的一端到恰好和与其相对的盘管内壁相抵触。
优选的是，所述换热翅片包括空心的换热腔，换热腔内填充有酒精，换热腔一部分位于盘管内另一部分延伸至所述预热桶中，所述换热翅片位于所述预热桶中的一端为发散状；换热腔位于所述盘管内的部分上还设置有换热结构，所述换热结构包括：
多个集热槽，其为漏斗形，所述集热槽的底部设置有通孔；以及
多个散热器，其为螺旋形的通道，散热器的进气口与集热槽底部的通孔连通，散热器的底部封闭，散热器的底部上设置有多个供热气体通过的孔洞，散热器的螺旋形通道并排设置在换热腔内。
优选的是，所述预热桶内还设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和设置在搅拌轴上且沿搅拌轴轴线对称分布的两组搅拌桨，所述搅拌轴固定在一底座上，底座的两侧设置有多个滑轮，一悬挂梁上设置有滑槽，所述底座通过滑轮滑接于所述滑槽内，所述底座还与一气缸连接以使所述气缸带动所述底座在滑槽上做直线运动，所述搅拌轴在底座移动至所述滑槽两端时与预热桶中的换热翅片均不干涉。
本发明至少包括以下有益效果：
(1)本发明利用热的蒸汽加热预热桶中冷的原料液，从而减少浓缩结晶桶在结晶过程中使用的能源，从而实现节能降低企业的生产成本，盘管设置在预热桶内壁上，蒸汽在盘管中穿行过程中可以充分地与预热桶内冷的原料液进行热交换，提高蒸汽热量的使用率；
(2)夹套的设置可以增加换热面积，提高热量利用率，且夹套与预热桶之间的空腔可以作为蒸汽冷凝后的冷凝水回收通道，对冷凝水回收利用可以减少资源的浪费；在夹套外设置保温层可以防止热量散失，提高热量的利用率；
(3)盘管内设置换热翅片，这样蒸汽在盘管中穿行的过程中，不但可以加热盘管进而与预热桶中的原料液进行热交换，还可以加热盘管上的换热翅片，换热翅片延伸至预热桶中的部分也可以加热预热桶中的原料液，进一步提高了蒸汽热量的利用率；且盘管内设置换热翅片，其对蒸汽穿行有一定程度的阻碍作用，从而增加了蒸汽与盘管和换热翅片的接触时间，进而提高了蒸汽的换热效率，使得原料液能够更好地被加热；换热翅的截面设置为弧形，在盘管中可以增大与蒸汽的接触面积，而预热桶中可以增大与原料液的接触面积，从而使得蒸汽的换热效果更好；
(4)换热翅片由铝制材料或陶瓷材料制成，其成本较低且导热效果好；换热翅片表面设置半球形凹面，进一步在盘管中可以增大换热翅片与蒸汽的接触面积以及在预热桶中可以增大与原料液的接触面积，提高蒸汽的热量回收利用率。相邻的换热翅片之间的夹角设为60°，这样每一个换热翅片都蒸汽的阻碍角度不一样，蒸汽在盘管内的路径为曲线形，进一步增加了蒸汽在盘管中的穿行时间，提高了蒸汽的热量回收利用率；
(5)位于盘管中的换热翅片上的集热槽将热蒸汽收集，热蒸汽从集热槽底部的通孔中进入到散热器中，蒸汽在散热器的螺旋形通道中穿行，并将热量传递给换热腔中的酒精，延伸至预热桶中的换热翅片中的酒精与原料液进行热交换，将热量传递给原料液加热原料液，换热翅片位于预热桶中的一端为发散状，这样增大了换热翅片与原料液的换热面积，提高了换热效率和热量的利用率；酒精为易相变液体，更适合作为传到热量的介质；散热器的底部封闭，散热器的底部上设置有多个供热气体通过的孔洞能增加蒸汽在散热器中的穿行时间，提高了换热效率；
(6)由于盘管以及换热翅片均设置在预热桶的内壁周围，因此预热桶中靠近内壁处的原料液能吸收到更多的热量，搅拌装置的设立可以使得预热桶中的原料液受热更均匀。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的一种换热翅片的结构示意图；
图3为本发明的搅拌装置的主视图；
图4为本发明的搅拌装置的左视图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
需要说明的是，下述实施方案中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
如图1所示，本发明提供一种余热回收系统，其特征在于，包括：
预热桶1，其内壁上设置有盘管2，盘管2的两端伸出所述预热桶1内；
浓缩结晶桶3，其与预热桶1相连，用于承接预热桶1中的原料液；
汽水分离器4，其一端通过管道与浓缩结晶桶3的上部连接，所述汽水分离器4收集浓缩结晶桶3中蒸发出来的蒸汽并将蒸汽中的冷凝水进行回收，所述汽水分离器4的另一端与预热桶1的盘管2进气口相连，用于将蒸汽导入到盘管2中；以及
引风机5，其与盘管2的出气口相连。
在上述技术方案中，需要浓缩结晶的原料液放于预热桶1中，工作时，将预热桶1中的原料液转移至浓缩结晶桶3中，在浓缩结晶桶3中加热蒸发进行结晶。开启引风机5，浓缩结晶桶3中蒸发出来的蒸汽在引风机5的作用下，经过汽水分离器4，蒸汽中的液滴被汽水分离器4分离出来，蒸汽从汽水分离器4中排出经过管道从盘管2中进入，蒸汽在盘管2中穿行的过程中，将热量传递给盘管2，盘管2再与预热桶1中的原料液发生热交换进而加热预热桶1中冷的原料液。蒸汽最后在引风机5的作用下从盘管2的出气口进入到引风机5中从引风机5中排出。本发明利用热的蒸汽加热预热桶1中冷的原料液，从而减少浓缩结晶桶2在结晶过程中使用的能源，进而实现节能以及降低企业的生产成本；盘管2设置在预热桶1内壁上，蒸汽在盘管2中穿行过程中可以充分地与预热桶1内冷的原料液进行热交换，提高蒸汽热量的利用率。
在另一种技术方案中，所述预热桶1外设置有一夹套6，所述夹套6与所述预热桶1之间形成一空腔，所述空腔也与所述汽水分离器4的另一端通过管道连通，空腔的下部设有排气口，所述盘管2的出气口位于空腔内，所述排气口与所述引风机5相连，夹套6的底部设置回收冷凝水的出口，所述夹套6外设置有由多孔材料制成的保温层。这样从汽水分离器4的另一端出来的蒸汽一部分进入到盘管2中，与原料液进行换热，另一部分进入到空腔中，与预热桶1壁进行换热进而加热原料液，这样可以增加换热面积，提高热量利用率。盘管2的出气口设置在空腔内，这样在盘管2中换热的蒸汽冷凝后的冷凝水就流入到空腔的底部，空腔内的蒸汽冷凝后的冷凝水也流入到空腔的底部，再从夹套6底部的冷凝水出口流出回收利用，减少资源的浪费，因此夹套6与预热桶1之间的空腔还可以作为蒸汽冷凝后的冷凝水回收通道。在夹套6外设置保温层可以防止热量散失，提高热量的利用率。
在另一种技术方案中，所述浓缩结晶桶3的进料口高度低于预热桶1的出料口高度以使预热桶1中的原料自流到所述浓缩结晶桶3中。
在另一种技术方案中，所述盘管2内设置有多个换热翅片，所述换热翅片穿过所述盘管2壁延伸至所述预热桶1内，所述换热翅片的截面为向所述预热桶底部凹陷的弧形。盘管2内设置换热翅片，这样蒸汽在盘管2中穿行的过程中，不但可以加热盘管2进而与预热桶1中的原料液进行热交换，还可以加热盘管2上的换热翅片，换热翅片延伸至预热桶1中的部分也可以加热预热桶1中的原料液，进一步提高了蒸汽热量的利用率；且盘管2内设置换热翅片，其对蒸汽穿行有一定程度的阻碍作用，从而增加了蒸汽与盘管2和换热翅片的接触时间，进而提高了蒸汽的换热效率，使得原料液能够更好地被加热；换热翅片的截面设置为弧形，在盘管2中可以增大与蒸汽的接触面积，而预热桶1中可以增大与原料液的接触面积，从而使得蒸汽的换热效果更好。
在另一种技术方案中，所述换热翅片由铝制材料或陶瓷材料制成，所述换热翅片的表面上具有多个向换热翅片中部凹陷的半球形凹面，相邻两根换热翅片之间的夹角为60°，且每根换热翅片位于盘管2内的一端到恰好和与其相对的盘管2内壁相抵触。该换热翅片可为实心体，由铝制材料或陶瓷材料制成，其成本较低且导热效果好。换热翅片表面设置半球形凹面，进一步在盘管2中可以增大换热翅片与蒸汽的接触面积以及在预热桶1中可以增大与原料液的接触面积，提高蒸汽的热量回收利用率。相邻的换热翅片之间的夹角设为60°，这样每一个换热翅片都蒸汽的阻碍角度不一样，蒸汽在盘管2内的路径为曲线形，进一步增加了蒸汽在盘管2中的穿行时间，提高了蒸汽的热量回收利用率。
在另一种技术方案中，见图2，所述换热翅片包括空心的换热腔70，换热腔70内填充有酒精，换热腔70一部分位于盘管2内另一部分延伸至所述预热桶1中，所述换热翅片位于所述预热桶中的一端为发散状；换热腔70位于所述盘管2内的部分上还设置有换热结构，所述换热结构包括：
多个集热槽71，其为漏斗形，所述集热槽71的底部设置有通孔；以及
多个散热器72，其为螺旋形的通道，散热器72的进气口与集热槽71底部的通孔连通，散热器72的底部封闭，散热器72的底部上设置有多个供热气体通过的孔洞，散热器72的螺旋形通道并排设置在换热腔70内；
在上述技术方案中，位于盘管2中的换热翅片上的集热槽71将热蒸汽收集，热蒸汽从集热槽71底部的通孔中进入到散热器72中，蒸汽在散热器72的螺旋形通道中穿行，并将热量传递给换热腔70中的酒精，延伸至预热桶1中的换热腔中的酒精与原料液进行热交换，将热量传递给原料液加热原料液，换热翅片位于预热桶1中的一端为发散状，这样增大了换热翅片与原料液的接触面积，提高了换热效率和热量的利用率。换热腔70上表面也可以与盘管2内的蒸汽发生热交换，提高换热效率。酒精为易相变液体，更适合作为传递热量的介质。散热器72的底部封闭，散热器72的底部上设置有多个供热气体通过的孔洞能增加蒸汽在散热器72中的穿行时间，提高了换热效率。
在另一种技术方案中，见图3和图4，所述预热桶1内还设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴80和设置在搅拌轴80上且沿搅拌轴80轴线对称分布的两组搅拌桨81，所述搅拌轴80固定在一底座82上，底座82的两侧设置有多个滑轮83，一悬挂梁84上设置有滑槽85，所述底座82通过滑轮83滑接于所述滑槽85内，所述底座82还与一气缸86连接以使所述气缸86带动所述底座82在滑槽85上做直线运动，所述搅拌轴80在底座82移动至所述滑槽85两端时与预热桶1中的换热翅片均不干涉。由于盘管2以及换热翅片均设置在预热桶1的内壁周围，因此预热桶1中靠近内壁处的原料液能吸收到更多的热量，为了使得预热桶1中的原料液受热更均匀，因此需要在预热桶1中设置搅拌装置。气缸86运动带动底座82在滑槽85中做直线运动进而带动搅拌轴80和搅拌桨81在预热桶1内做径向往复运动，从而预热桶1内的原料液之间发生热交换，进而使得预热桶1中的原料液受热更均匀。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

Claims (7)

1.一种余热回收系统，其特征在于，包括：
预热桶，其内壁上设置有盘管，盘管的两端伸出所述预热桶内；
浓缩结晶桶，其与预热桶相连，用于承接预热桶中的原料液；
汽水分离器，其一端通过管道与浓缩结晶桶的上部连接，所述汽水分离器收集浓缩结晶桶中蒸发出来的蒸汽并将蒸汽中的冷凝水进行回收，汽水分离器的另一端通过管道与预热桶的盘管进气口相连，用于将蒸汽导入到盘管中；以及
引风机，其与盘管的出气口相连。
2.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述预热桶外设置有一夹套，所述夹套与所述预热桶之间形成一空腔，空腔也与所述汽水分离器的另一端通过管道连通，空腔的下部设有排气口，所述盘管的出气口位于空腔内，所述排气口与所述引风机相连，夹套的底部设置回收冷凝水的出口，所述夹套外设置有由多孔材料制成的保温层。
3.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述浓缩结晶桶的进料口高度低于预热桶的出料口高度以使预热桶中的原料自流到所述浓缩结晶桶中。
4.如权利要求1所述的余热回收系统，其特征在于，所述盘管内设置有多个换热翅片，所述换热翅片穿过所述盘管壁延伸至所述预热桶内，所述换热翅片的截面为向所述预热桶底部凹陷的弧形。
5.如权利要求4所述的余热回收系统，其特征在于，所述换热翅片由不锈钢材料、铝制材料或陶瓷材料制成，所述换热翅片的表面上具有多个向换热翅片中部凹陷的半球形凹面，相邻两根换热翅片之间的夹角为60°，且每根换热翅片位于盘管内的一端到恰好和与其相对的盘管内壁相抵触。
6.如权利要求4所述的余热回收系统，其特征在于，所述换热翅片包括空心的换热腔，换热腔内填充有酒精，换热腔一部分位于盘管内另一部分延伸至所述预热桶中，所述换热翅片位于所述预热桶中的一端为发散状；换热腔位于所述盘管内的部分上还设置有换热结构，所述换热结构包括：
多个集热槽，其为漏斗形，所述集热槽的底部设置有通孔；以及
多个散热器，其为螺旋形的通道，散热器的进气口与集热槽底部的通孔连通，散热器的底部封闭，散热器的底部上设置有多个供热气体通过的孔洞，散热器的螺旋形通道并排设置在换热腔内。
7.如权利要求6所述的余热回收系统，其特征在于，所述预热桶内还设置有搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌轴和设置在搅拌轴上且沿搅拌轴轴线对称分布的两组搅拌桨，所述搅拌轴固定在一底座上，底座的两侧设置有多个滑轮，一悬挂梁上设置有滑槽，所述底座通过滑轮滑接于所述滑槽内，所述底座还与一气缸连接以使所述气缸带动所述底座在滑槽上做直线运动，所述搅拌轴在底座移动至所述滑槽两端时与预热桶中的换热翅片均不干涉。
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