CN108355364B - 一种余热利用型甲醇蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种余热利用型甲醇蒸发器，属于甲醇制备设备技术领域。该余热利用型甲醇蒸发器，包括三层反应腔系统、机械传动搅拌系统和控制装置，三层反应腔系统内部插入机械传动搅拌系统。本发明提供一种余热利用型甲醇蒸发器。该甲醇蒸发器是可以自动化程度高、高效、节能、安全、稳定的进行受热蒸发以及化学反应的气体发生设备。本发明可以多功能利用余热，螺旋盘管可以通过反应器或者加热板高温气体，充分利用气体热量对甲醇液体进行预加热，再利用电加热棒进行辅助加热。节省电能，充分利用废热。

Description

一种余热利用型甲醇蒸发器

技术领域

本发明涉及一种余热利用型甲醇蒸发器，属于甲醇制备设备技术领域。

背景技术

目前，现有的蒸发器存在很大的问题，功能单一，只能做蒸发器，没有进行余热回收，节能性差。内部的元件不能自由伸缩和升降，缺乏灵活性，并且机械传动部分没有着重进行设计，传动过程不理想，容易发生径向和轴向的滑动导致运行问题。机械传动轴组装没有考虑，缺乏便利性。保温层和内部隔层，防止热量损失。设置较多的内部管道，容易出现局部高压发生爆炸，稳定性很低，过多的列管和过滤段会增加流体的弯管损失和摩擦损失。在甲醇蒸发的过程中并没有添加搅拌棒，增加扰动，强化沸腾传热，改善蒸发效果。与流体接触的地方没有做流线优化，不仅没有强化扰动，反而增加了很多力矩和载荷，影响设备的寿命。

专利申请号为2009200403914，公开了一种组合型甲醇蒸发器，是一种用于甲醇蒸发及过滤的组合型甲醇蒸发器,具有筒体,筒体自下而上依次包括气体流入的筒底段、加热气体的蒸发段、气液分离的分离段、间接加热气体的过热段和过滤气体的过滤段,分离段内设置有除醇液与水滴的高效气液分离装置,过滤段内设置有组合型过滤装置,蒸发段为内循环管式结构,包括内循环管、列管和壳体。本专利将甲醇蒸发、气液分离和三元气过滤单元操作整合在一个装置内完成。这份专利存在一定的设计缺陷，在甲醇蒸发的过程中并没有添加搅拌棒，增加扰动，强化沸腾传热，改善蒸发效果。汽水分离器设置在第三部分设计不科学，水蒸气会使得过滤部分的物质，吸水结块，导致堵塞。高效气液分离装置采用的是汽水分离器的原理，其属于无效设备，甲醇易溶解于水蒸汽中，甲醇蒸汽沸点64.7℃，水是100℃，两者接近，如不采用化学除杂或者分子吸附的方法，分离效果很差。蒸发段，过滤段，分离段集中在一个装置里面，安全性比较差，发生堵塞整个系统就崩溃，并且容易出现局部高压发生爆炸，稳定性很低。设置较多的内循环管，列管和过滤段会增加流体的弯管损失和摩擦损失，使得流体的质量流速大大下降，冲量大大下降。这项专利难以满足大流量的甲醇蒸汽供应，并且维修麻烦，蒸汽的冲量比较小。

专利申请号为2013201102304公开了一种甲醇蒸发器，包括蒸发器罐体，所述罐体外壁的底部连通有甲醇进管，下部连通有进水管，顶部连通有混合气体出管，所述罐体中还设有换热器，在贴近换热器上沿的罐体外壁还连通有空气管道。将空气管道上移至换热器上方，降低空气管道到液面的深度，从而降低空气管道内的压力，进而降低外界因素的干扰，提高甲醛生产的抗干扰性，确保产率及品质；在甲醇进管增加预热器，降低蒸发器中混合液体的升温值，使混合气体产生的过程更加缓和，进一步降低外界因素的干扰，提高抗干扰性。这项专利也存在一定的缺陷，在甲醇蒸发的过程中并没有添加搅拌棒，增加扰动，强化沸腾传热，改善蒸发效果。换热器，预热器的热源需要额外提供，并非利用固体导热的废热，没有进行余热回收，节能性差。

空气管道的位置设计没有必要，对于气体来说，状态方程为PV=RgT，定容都是空气时V，Rg为定值，温度上升，压力上升，外界空气相对负压，只要整体装置温度高，就可以避免外界影响。

专利申请号为2015107969152，公开了一种用于生产甲醛的甲醇蒸发器，包括从下至上依次设置的储液段、换热蒸发段和喷淋混合段，所述储液段设有空气入口，且与换热蒸发段的管程连通；所述换热蒸发段为管壳式换热器，壳程用于流通热源；所述喷淋混合段中设有雾化喷头，所述雾化喷头连通有甲醇入口，同时还通过循环泵与底部储液段连通。本发明混合气体直接采用甲醇吸收塔的预热进行供热，并采用鼓泡方式向上流出直接通过换热管与喷淋而下的雾化甲醇混合换热气化，最终降低能耗并避免过大液体甲醇的带出，从而提高了甲醇氧化转换率。管壳式换热器，甲醇吸收塔等装置结构比较复杂，使得加工困难，循环泵比较昂贵，整体经济性比较低。整体的热量利用率低，雾化甲醇首先在换热管形成珠状凝结，再吸收管内流通热源的热量蒸发，管的两侧都是气固混合两相流，涉及沸腾传热和管内凝结，对流换热系数小，热阻大，热效率低。

专利申请号为2016208643028，公开了一种塔式蒸发器，罐体的底侧部具有液位传感器、进风口、甲醇进料口和出料口，罐体的顶部具有出汽口，罐体内设有喷淋盘和过滤填料板，出料口通过管道连接抽水泵，抽水泵的输出口连接有板式换热器，板式换热器的输出口与喷淋盘连接，出汽口位置设有温度传感器，出汽口通过管道连接气体混合器，抽水泵的电动部连接有中央处理器，中央处理器上连接有触摸屏，进风口位置密封连接有鼓风机，甲醇进料口处密封连接有气动调节阀，气动调节阀上具有气泵，该气泵、鼓风机、温度传感器和液位传感器均与中央处理器连接。其结构紧凑可靠，节能高效，安全稳定性能俱佳，达到智能化操控，提高使用效果和实用性能。

该专利需要气泵、鼓风机的同步调节，协调控制比较难，并且增加了系统整体的成本。

在甲醇蒸发的过程中并没有添加搅拌棒，增加扰动，强化沸腾传热，改善蒸发效果。出料口连接抽水泵，含有液滴的气流会产生凝结液滴，导致叶片气蚀，使得抽水泵损坏，成本增加。板式换热器采用的不是曲面，传热面积小，导热量降低，热效率低。并且直接接触式加热，使得气体流动损失增加，不利于产生高焓值得甲醇蒸汽流。

发明内容

针对上述现有反应器不能产生高流速大流量的蒸发蒸汽，并且还有能量利用率低，安全性差，沸腾传热差等缺点，本发明提供一种余热利用型甲醇蒸发器。该甲醇蒸发器是可以自动化程度高、高效、节能、安全、稳定的进行受热蒸发以及化学反应的气体发生设备。本发明通过以下技术方案实现。

一种余热利用型甲醇蒸发器，包括三层反应腔系统、机械传动搅拌系统和控制装置，三层反应腔系统内部插入机械传动搅拌系统；

所述三层反应腔系统包括耐腐蚀磁性钢板、沸石颗粒、耐火材料内腔、流体出口、电加热棒、螺纹盘管、高强度陶瓷外壳、高强度钛合金内腔、高强度陶瓷底板、流体入口、紧急泄压阀、甲醇注入孔、蒸汽调节室、网栅底板、小型喷水器、水箱、雾化喷头、测量模块Ⅰ、测量模块Ⅱ、观察面板、蒸汽出口、钛合金旋钮和电磁底板；高强度陶瓷外壳和高强度钛合金内腔为同轴的外层同心圆柱和内层的同心圆柱，高强度钛合金内腔外壁设有螺纹盘管，高强度陶瓷外壳壳部外壁上部和下部分别设有流体出口和流体入口，流体出口和流体入口分别连接螺纹盘管两端，高强度钛合金内腔外壁面均匀设有空槽且空槽内嵌入电加热棒，高强度陶瓷外壳和高强度钛合金内腔间填塞保温材料形成耐火材料内腔，高强度陶瓷外壳和高强度钛合金内腔顶部设有网栅底板，圆盘状的网栅底板顶部设有半球形蒸汽调节室将高强度陶瓷外壳和高强度钛合金内腔顶部密封，高强度陶瓷外壳和高强度钛合金内腔底部通过钛合金旋钮固定中空的高强度陶瓷底板，高强度陶瓷底板中空的部分设有电磁底板，高强度钛合金内腔内部且位于高强度陶瓷底板上部设有耐腐蚀磁性钢板，耐腐蚀磁性钢板顶面的凹槽上设有若干沸石颗粒；高强度陶瓷外壳上部设有与高强度钛合金内腔内部相通的紧急泄压阀和甲醇注入孔；半球形蒸汽调节室外壁上固定设有水箱和与水箱连接的小型喷水器，小型喷水器喷水口设有雾化喷头，半球形蒸汽调节室一侧设有与半球形蒸汽调节室相通的蒸汽出口，雾化喷头雾气出口朝向蒸汽出口；高强度钛合金内腔上设有穿过高强度陶瓷外壳的测量模块Ⅰ和测量模块Ⅱ，高强度陶瓷外壳外壁上设有观察面板；

所述机械传动搅拌系统包括电机冷却水注入管、小型水冷电机、变速箱、冷却废水管、圆盘稳定器、钛合金基座、钛合金刚性联轴器、支撑柱、润滑装置、钛合金外部动力轴、内腔一级传动轴、导流风扇、内腔二级伸缩轴、钛合金弹性联轴器、钛合金搅拌网、钛合金搅拌棒和内腔三级传动轴；小型水冷电机位于变速箱上端且小型水冷电机的钛合金外部动力轴连接变速箱，变速箱底部依次设有圆盘稳定器和钛合金基座，钛合金基座通过支撑柱固定连接在三层反应腔系统的蒸汽调节室外壁面，钛合金外部动力轴依次穿过圆盘稳定器、钛合金基座，圆盘稳定器是一块放入钛合金基座顶部光滑圆槽的光滑镂空轮毂，上面盖上圆盖螺栓密封，内部充满润滑油，利用轮毂轴承与钛合金外部动力轴连接，随着钛合金外部动力轴一起转动，发挥限位孔的功能，提供精确制导，承受轴向和径向载荷，保证钛合金外部动力轴不发生位移和拖动，钛合金外部动力轴通过钛合金刚性联轴器固定在支撑柱上，具有超低惯性和高灵敏度的特点，钛合金外部动力轴底部连接内腔一级传动轴并穿过蒸汽调节室到达高强度钛合金内腔内部，高强度钛合金内腔顶部的内腔一级传动轴上设有导流风扇，内腔一级传动轴连接内腔二级伸缩轴，内腔二级伸缩轴通过钛合金弹性联轴器连接内腔三级传动轴，内腔三级传动轴上设有钛合金搅拌网和钛合金搅拌棒；小型水冷电机一端设有电机冷却水注入管，另一端设有冷却废水管，冷却废水管连通水箱；变速箱上设有润滑装置；

所述控制装置中的控制器分别与测量模块Ⅰ及测量模块Ⅱ中的温度传感器和压力传感器、观察面板、电磁底板的电磁底板遥控开关、内腔二级伸缩轴中的遥控开关连接。

所述内腔二级伸缩轴包括滑动柱、末端稳定圈、钛合金圆筒外壳、牵引弹簧、磁铁块、电源、遥控开关、支撑板和前端球罩，钛合金圆筒外壳通过末端稳定圈连接能在钛合金圆筒外壳内部滑动的滑动柱，末端稳定圈有两个作用，洞内为橡胶圈，可以提供一定的摩擦力，防止由于震动导致滑动柱的径向和轴向移动，固定位置，增加整体旋转的稳定性；另外滑动柱的顶部一段直径更大，如果弹簧断裂，末端稳定圈可以卡住滑动柱上端，防止其全部拖出，砸坏腔体，滑动柱上端连接内腔一级传动轴，滑动柱下端通过牵引弹簧连接圆筒外壳内部的铁块，铁块下部依次设有支撑板、电源，铁块上的线圈通过遥控开关连接电源，钛合金圆筒外壳底端设有前端球罩，前端球罩通过钛合金弹性联轴器连接内腔三级传动轴，滑动柱下端设有磁性材料。

所述高强度陶瓷外壳分为上下两个部分，上下两个部分通过腔体凸台和螺栓连接。

所述电磁底板包括同性磁铁、圆盘电磁铁、电磁底板配套电路、电磁底板遥控开关和缓冲弹簧，电磁底板配套电路包括电磁底板直流电源，耐腐蚀磁性钢板底部设有同性磁铁，同性磁铁底部通过缓冲弹簧连接圆盘电磁铁，圆盘电磁铁通过电磁底板遥控开关连接电磁底板配套电路中的电磁底板直流电源。

上述高强度钛合金内腔内壁光滑，涂抹润滑膏，圆盘状的耐腐蚀磁性钢板边缘光滑打磨，其下粘贴有同性磁铁，同性磁铁呈圆盘状，直径比耐腐蚀磁性钢板略小。缓冲弹簧一端连接在耐腐蚀磁性钢板下壁面，另外一端连接在圆盘电磁铁上壁面。控制钛合金搅拌棒上移，电磁底板遥控开关打开，电磁底板配套电路导通，圆盘电磁铁工作，产生大于重力和摩擦力的磁力，方向向上，推动耐腐蚀磁性钢板向上运动。电磁底板配套电路电流逐渐变大，缓冲弹簧拉升，缓冲冲量，使其稳定上升到临界位置。下降时，逐渐减少电流大小，磁力小于重力和弹簧拉力的合力，重力和弹簧拉力作为回复力，方向向下。此后缓冲弹簧压缩，缓冲下降，以免发生坠落撞击。同时控制控制钛合金搅拌棒下移。

上述外侧密封圈用于密封电磁底板与高强度陶瓷外壳底部之间的接缝。

如图9所示，上述钛合金搅拌棒和钛合金搅拌网其外形是经过流动分析和流线优化的。一次流流动时穿过钛合金搅拌棒被划分为两股流体，后由于钛合金搅拌棒尾部的形状自动划分为四股流体，冲击在钛合金搅拌网后被划分为八股流体，经过钛合金搅拌网后，又汇聚冲击在钛合金搅拌棒上，多个钛合金搅拌棒和钛合金搅拌网旋转搅拌时，液体发生剧烈的扰动和湍流，液体在交汇冲击的区域形成很多漩涡和气泡，漩涡产生更多气泡，气泡上升，进一步加剧扰动和湍流。

该余热利用型甲醇蒸发器的工作原理为：

（1）将沸石颗粒放置到耐腐蚀磁性钢板上，将机械传动搅拌系统安装在三层反应腔系统上，通过控制器打开电磁底板使电磁底板的磁性与耐腐蚀磁性钢板相同，使耐腐蚀磁性钢板上升至接近内腔三级传动轴底部；打开小型水冷电机，带动钛合金外部动力轴、内腔一级传动轴、内腔二级伸缩轴和内腔三级传动轴转动；打开水箱、小型喷水器和雾化喷头，将湿蒸汽通过蒸汽出口进入到半球形蒸汽调节室中；

（2）将甲醇溶液通过甲醇注入孔注入到高强度钛合金内腔内部，打开电加热棒进行加热，将甲醇溶液加热后形成甲醇蒸气，甲醇蒸气在导流风扇作用下从网栅底板进入到半球形蒸汽调节室中，与湿蒸汽在半球形蒸汽调节室中混合后从蒸汽出口喷出高质量流量带合理焓熵参数的甲醇蒸汽。在此过程中，高强度钛合金内腔内部温度和压强被测量模块Ⅰ和测量模块Ⅱ测量出来后都在观察面板显示出来，当观察面板显示高温高压时，人工打开紧急泄压阀以及在蒸汽出口打开外接吸气泵；同时控制器还能控制启动遥控开关，使铁块上的线圈通电带磁性，滑动柱下端设有磁性材料且与铁块的磁性相反，使铁块朝着滑动柱下端移动，压缩牵引弹簧，使内腔二级伸缩轴缩短；当电源断电后，铁块没有磁性或者磁性减少，在重力及弹力的作用下，铁块向下移动，使内腔二级伸缩轴伸长，根据实际需要对内腔二级伸缩轴进行调控。

当高强度钛合金内腔内部温度较高时，可以从螺纹盘管的流体入口通入气体进行预热，然后从流体出口流出；也可以将温度较高的气体从螺纹盘管的流体入口进入对高强度钛合金内腔进行加热，然后从流体出口流出。

本发明的有益效果是：

（1）本发明可以多功能利用余热，螺旋盘管可以通过反应器或者加热板高温气体，充分利用气体热量对甲醇液体进行预加热，再利用电加热棒进行辅助加热。节省电能，充分利用废热。

（2）本发明可以多功能利用余热，当加热蒸发系统的温度过高时，产生大量的余热，我们可以利用螺旋盘管进行载气氮气加热，冷载气氮气下进上出，再注入甲醇蒸汽调节干湿度或者用于热载气氮气进行反应器的内腔的预热和清扫。

（3）本发明可以多功能利用余热，在室温温度特别低时，即使加热棒处于较大功率，也很难使得整体温度快速达到蒸发温度。为了提高加热速度，减少热损失，所以往螺纹盘管中注入热容小的油，后进行密封。降低整个设备的平均热容，大大提高加热效果。

（4）本发明蒸汽的通畅，流速高，采用机械传动系统，光滑网柵，流线优化的顶端充分搅拌，强化沸腾传热，蒸汽产生率大大提升。叶片提高蒸汽流速，调节整体的压力分布。

（5）本发明产生的蒸汽量比较大且稳定，可以支持整个实验运行到高效生产状态。通过调节转速和加热功率来控制蒸汽量和流速，利用蒸汽喷头来调节干湿度。

（6）本发明自动化程度高，紧急泄压阀大大提高安全性，测量模块自动检测压力，温度，湿度和流速，反馈数据采集仪，再给电脑，程序控制智能水冷电机的转速，和湿蒸汽喷头的开启，自动控制蒸汽质量。

（7）内部的轴可以自由伸缩，底板可以配合其自由升降，对于注料和取渣都非常方便，并且可以满足不同化学实验的操作要求。

（8）整个机械传动部分经过精心设计，稳定器可以提高传动的稳定性，不同联轴器的合理配合，可以提高灵敏度，减少载荷和力矩的负作用，防止局部断裂的发生。

（9）水冷发电机的余热废水，再次用作湿蒸汽的配比，体现废物废热的再利用，主蒸汽的焓值和流速可以调节，有利于供应不同的化学反应。

附图说明

图1是本发明甲醇蒸发器结构示意图；

图2是本发明机械传动搅拌系统上部示意图；

图3是本发明机械传动搅拌系统下部剖示图；

图4是本发明三层反应腔系统剖示图；

图5是本发明甲醇蒸发器局部图A；

图6是本发明甲醇蒸发器局部图B；

图7是本发明甲醇蒸发器局部图C；

图8是本发明内腔二级伸缩轴结构示意图；

图9是搅拌棒的流体运动原理图；

图10是电磁底板结构示意图。

图中：1-三层反应腔系统，2-机械传动搅拌系统，3-电机冷却水注入管，4-小型水冷电机，5-变速箱，6-冷却废水管，7-圆盘稳定器，8-钛合金基座，9-钛合金刚性联轴器，10-支撑柱，11-润滑装置，12-钛合金外部动力轴，13-内腔一级传动轴，14-导流风扇，15-内腔二级伸缩轴，16-钛合金弹性联轴器，17-钛合金搅拌网，18-钛合金搅拌棒，19-内腔三级传动轴，20-耐腐蚀磁性钢板，21-沸石颗粒，22-耐火材料内腔，23-流体出口，24-电加热棒，25-螺纹盘管，26-高强度陶瓷外壳，27-高强度钛合金内腔，28-高强度陶瓷底板，29-流体入口，30-紧急泄压阀，31-甲醇注入孔，32-蒸汽调节室，33-网栅底板，34-小型喷水器，35-水箱，36-雾化喷头，37-测量模块Ⅰ，38-腔体凸台，39-测量模块Ⅱ，40-观察面板，41-蒸汽出口，42-螺栓，43-厚钢板，44-空心铝合金粗支撑柱，45-钛合金旋钮，46-电磁底板，47-外侧密封圈，48-滑动柱，49-末端稳定圈，50-钛合金圆筒外壳，51-牵引弹簧，52-铁块，53-电源，54-遥控开关，55-支撑板，56-前端球罩，57-同性磁铁，58-圆盘电磁铁，59电磁底板配套电路，60-电磁底板遥控开关，61-电磁底板直流电源，62-缓冲弹簧。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1至8以及图10所示，该余热利用型甲醇蒸发器，包括三层反应腔系统1、机械传动搅拌系统2和控制装置，三层反应腔系统1内部插入机械传动搅拌系统2；

所述三层反应腔系统1包括耐腐蚀磁性钢板20、沸石颗粒21、耐火材料内腔22、流体出口23、电加热棒24、螺纹盘管25、高强度陶瓷外壳26、高强度钛合金内腔27、高强度陶瓷底板28、流体入口29、紧急泄压阀30、甲醇注入孔31、蒸汽调节室32、网栅底板33、小型喷水器34、水箱35、雾化喷头36、测量模块Ⅰ37、测量模块Ⅱ39、观察面板40、蒸汽出口41、钛合金旋钮45和电磁底板46；高强度陶瓷外壳26和高强度钛合金内腔27为同轴的外层同心圆柱和内层的同心圆柱，高强度钛合金内腔27外壁设有螺纹盘管25，高强度陶瓷外壳26壳部外壁上部和下部分别设有流体出口23和流体入口29，流体出口23和流体入口29分别连接螺纹盘管25两端，高强度钛合金内腔27外壁面均匀设有空槽且空槽内嵌入电加热棒24，高强度陶瓷外壳26和高强度钛合金内腔27间填塞保温材料形成耐火材料内腔22，高强度陶瓷外壳26和高强度钛合金内腔27顶部设有网栅底板33，圆盘状的网栅底板33顶部设有半球形蒸汽调节室32将高强度陶瓷外壳26和高强度钛合金内腔27顶部密封，高强度陶瓷外壳26和高强度钛合金内腔27底部通过钛合金旋钮45固定中空的高强度陶瓷底板28，高强度陶瓷底板28中空的部分设有电磁底板46，高强度钛合金内腔27内部且位于高强度陶瓷底板28上部设有耐腐蚀磁性钢板20，耐腐蚀磁性钢板20顶面的凹槽上设有若干沸石颗粒21；高强度陶瓷外壳26上部设有与高强度钛合金内腔27内部相通的紧急泄压阀30和甲醇注入孔31；半球形蒸汽调节室32外壁上固定设有水箱35和与水箱35连接的小型喷水器34，小型喷水器34喷水口设有雾化喷头36，半球形蒸汽调节室32一侧设有与半球形蒸汽调节室32相通的蒸汽出口41，雾化喷头36雾气出口朝向蒸汽出口41；高强度钛合金内腔27上设有穿过高强度陶瓷外壳26的测量模块Ⅰ37和测量模块Ⅱ39，高强度陶瓷外壳26外壁上设有观察面板40；

所述机械传动搅拌系统2包括电机冷却水注入管3、小型水冷电机4、变速箱5、冷却废水管6、圆盘稳定器7、钛合金基座8、钛合金刚性联轴器9、支撑柱10、润滑装置11、钛合金外部动力轴12、内腔一级传动轴13、导流风扇14、内腔二级伸缩轴15、钛合金弹性联轴器16、钛合金搅拌网17、钛合金搅拌棒18和内腔三级传动轴19；小型水冷电机4位于变速箱5上端且小型水冷电机4的钛合金外部动力轴12连接变速箱5，变速箱5底部依次设有圆盘稳定器7和钛合金基座8，钛合金基座8通过支撑柱10固定连接在三层反应腔系统1的蒸汽调节室32外壁面，钛合金外部动力轴12依次穿过圆盘稳定器7、钛合金基座8，圆盘稳定器7是一块放入钛合金基座8顶部光滑圆槽的光滑镂空轮毂，上面盖上圆盖螺栓密封，内部充满润滑油，利用轮毂轴承与钛合金外部动力轴12连接，随着钛合金外部动力轴12一起转动，发挥限位孔的功能，提供精确制导，承受轴向和径向载荷，保证钛合金外部动力轴12不发生位移和拖动，钛合金外部动力轴12通过钛合金刚性联轴器9固定在支撑柱10上，具有超低惯性和高灵敏度的特点，钛合金外部动力轴12底部连接内腔一级传动轴13并穿过蒸汽调节室32到达高强度钛合金内腔27内部，高强度钛合金内腔27顶部的内腔一级传动轴13上设有导流风扇14，内腔一级传动轴13连接内腔二级伸缩轴15，内腔二级伸缩轴15通过钛合金弹性联轴器16连接内腔三级传动轴19，内腔三级传动轴19上设有钛合金搅拌网17和钛合金搅拌棒18；小型水冷电机4一端设有电机冷却水注入管3，另一端设有冷却废水管6，冷却废水管6连通水箱35；变速箱5上设有润滑装置11；

所述控制装置中的控制器分别与测量模块Ⅰ37及测量模块Ⅱ39中的温度传感器和压力传感器、观察面板40、电磁底板46的电磁底板遥控开关60、内腔二级伸缩轴15中的遥控开关54连接。

其中内腔二级伸缩轴15包括滑动柱48、末端稳定圈49、钛合金圆筒外壳50、牵引弹簧51、磁铁块52、电源53、遥控开关54、支撑板55和前端球罩56，钛合金圆筒外壳50通过末端稳定圈49连接能在钛合金圆筒外壳50内部滑动的滑动柱48，末端稳定圈49有两个作用，洞内为橡胶圈，可以提供一定的摩擦力，防止由于震动导致滑动柱48的径向和轴向移动，固定位置，增加整体旋转的稳定性；另外滑动柱48的顶部一段直径更大，如果弹簧断裂，末端稳定圈49可以卡住滑动柱48上端，防止其全部拖出，砸坏腔体，滑动柱48上端连接内腔一级传动轴13，滑动柱48下端通过牵引弹簧51连接圆筒外壳50内部的铁块52，铁块52下部依次设有支撑板55、电源53，铁块52上的线圈通过遥控开关54连接电源53，钛合金圆筒外壳50底端设有前端球罩56，前端球罩56通过钛合金弹性联轴器16连接内腔三级传动轴19，滑动柱48下端设有磁性材料。

其中高强度陶瓷外壳26分为上下两个部分，上下两个部分通过腔体凸台38和螺栓42连接。

其中电磁底板46包括同性磁铁57、圆盘电磁铁58、电磁底板配套电路59、电磁底板遥控开关60和缓冲弹簧62，电磁底板配套电路59包括电磁底板直流电源61，耐腐蚀磁性钢板20底部设有同性磁铁57，同性磁铁57底部通过缓冲弹簧62连接圆盘电磁铁58，圆盘电磁铁58通过电磁底板遥控开关60连接电磁底板配套电路59中的电磁底板直流电源61。

上述高强度钛合金内腔27内壁光滑，涂抹润滑膏，圆盘状的耐腐蚀磁性钢板20边缘光滑打磨，其下粘贴有同性磁铁57，同性磁铁57呈圆盘状，直径比耐腐蚀磁性钢板20略小。缓冲弹簧62一端连接在耐腐蚀磁性钢板20下壁面，另外一端连接在圆盘电磁铁58上壁面。控制钛合金搅拌棒18上移，电磁底板遥控开关60打开，电磁底板配套电路59导通，圆盘电磁铁工作，产生大于重力和摩擦力的磁力，方向向上，推动耐腐蚀磁性钢板20向上运动。电磁底板配套电路59电流逐渐变大，缓冲弹簧62拉升，缓冲冲量，使其稳定上升到临界位置。下降时，逐渐减少电流大小，磁力小于重力和弹簧拉力的合力，重力和弹簧拉力作为回复力，方向向下。此后缓冲弹簧62压缩，缓冲下降，以免发生坠落撞击。同时控制控制钛合金搅拌棒18下移。

其中外侧密封圈47用于密封电磁底板46与高强度陶瓷外壳26底部之间的接缝。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (5)

1.一种余热利用型甲醇蒸发器，其特征在于：包括三层反应腔系统（1）、机械传动搅拌系统（2）和控制装置，三层反应腔系统（1）内部插入机械传动搅拌系统（2）；

所述三层反应腔系统（1）包括耐腐蚀磁性钢板（20）、沸石颗粒（21）、耐火材料内腔（22）、流体出口（23）、电加热棒（24）、螺纹盘管（25）、高强度陶瓷外壳（26）、高强度钛合金内腔（27）、高强度陶瓷底板（28）、流体入口（29）、紧急泄压阀（30）、甲醇注入孔（31）、蒸汽调节室（32）、网栅底板（33）、小型喷水器（34）、水箱（35）、雾化喷头（36）、测量模块Ⅰ（37）、测量模块Ⅱ（39）、观察面板（40）、蒸汽出口（41）、钛合金旋钮（45）和电磁底板（46）；高强度陶瓷外壳（26）和高强度钛合金内腔（27）为同轴的外层同心圆柱和内层的同心圆柱，高强度钛合金内腔（27）外壁设有螺纹盘管（25），高强度陶瓷外壳（26）壳部外壁上部和下部分别设有流体出口（23）和流体入口（29），流体出口（23）和流体入口（29）分别连接螺纹盘管（25）两端，高强度钛合金内腔（27）外壁面均匀设有空槽且空槽内嵌入电加热棒（24），高强度陶瓷外壳（26）和高强度钛合金内腔（27）间填塞保温材料形成耐火材料内腔（22），高强度陶瓷外壳（26）和高强度钛合金内腔（27）顶部设有网栅底板（33），圆盘状的网栅底板（33）顶部设有半球形蒸汽调节室（32）将高强度陶瓷外壳（26）和高强度钛合金内腔（27）顶部密封，高强度陶瓷外壳（26）和高强度钛合金内腔（27）底部通过钛合金旋钮（45）固定中空的高强度陶瓷底板（28），高强度陶瓷底板（28）中空的部分设有电磁底板（46），高强度钛合金内腔（27）内部且位于高强度陶瓷底板（28）上部设有耐腐蚀磁性钢板（20），耐腐蚀磁性钢板（20）顶面的凹槽上设有若干沸石颗粒（21）；高强度陶瓷外壳（26）上部设有与高强度钛合金内腔（27）内部相通的紧急泄压阀（30）和甲醇注入孔（31）；半球形蒸汽调节室（32）外壁上固定设有水箱（35）和与水箱（35）连接的小型喷水器（34），小型喷水器（34）喷水口设有雾化喷头（36），半球形蒸汽调节室（32）一侧设有与半球形蒸汽调节室（32）相通的蒸汽出口（41），雾化喷头（36）雾气出口朝向蒸汽出口（41）；高强度钛合金内腔（27）上设有穿过高强度陶瓷外壳（26）的测量模块Ⅰ（37）和测量模块Ⅱ（39），高强度陶瓷外壳（26）外壁上设有观察面板（40）；

所述机械传动搅拌系统（2）包括电机冷却水注入管（3）、小型水冷电机（4）、变速箱（5）、冷却废水管（6）、圆盘稳定器（7）、钛合金基座（8）、钛合金刚性联轴器（9）、支撑柱（10）、润滑装置（11）、钛合金外部动力轴（12）、内腔一级传动轴（13）、导流风扇（14）、内腔二级伸缩轴（15）、钛合金弹性联轴器（16）、钛合金搅拌网（17）、钛合金搅拌棒（18）和内腔三级传动轴（19）；小型水冷电机（4）位于变速箱（5）上端且小型水冷电机（4）的钛合金外部动力轴（12）连接变速箱（5），变速箱（5）底部依次设有圆盘稳定器（7）和钛合金基座（8），钛合金基座（8）通过支撑柱（10）固定连接在三层反应腔系统（1）的蒸汽调节室（32）外壁面，钛合金外部动力轴（12）依次穿过圆盘稳定器（7）、钛合金基座（8），钛合金外部动力轴（12）通过钛合金刚性联轴器（9）固定在支撑柱（10）上，钛合金外部动力轴（12）底部连接内腔一级传动轴（13）并穿过蒸汽调节室（32）到达高强度钛合金内腔（27）内部，高强度钛合金内腔（27）顶部的内腔一级传动轴（13）上设有导流风扇（14），内腔一级传动轴（13）连接内腔二级伸缩轴（15），内腔二级伸缩轴（15）通过钛合金弹性联轴器（16）连接内腔三级传动轴（19），内腔三级传动轴（19）上设有钛合金搅拌网（17）和钛合金搅拌棒（18）；小型水冷电机（4）一端设有电机冷却水注入管（3），另一端设有冷却废水管（6），冷却废水管（6）连通水箱（35）；变速箱（5）上设有润滑装置（11）；

所述控制装置中的控制器分别与测量模块Ⅰ（37）及测量模块Ⅱ（39）中的温度传感器和压力传感器、观察面板（40）、电磁底板（46）的电磁底板遥控开关（60）、内腔二级伸缩轴（15）中的遥控开关（54）连接。

2.根据权利要求1所述的余热利用型甲醇蒸发器，其特征在于：所述内腔二级伸缩轴（15）包括滑动柱（48）、末端稳定圈（49）、钛合金圆筒外壳（50）、牵引弹簧（51）、磁铁块（52）、电源（53）、遥控开关（54）、支撑板（55）和前端球罩（56），钛合金圆筒外壳（50）通过末端稳定圈（49）连接能在钛合金圆筒外壳（50）内部滑动的滑动柱（48），滑动柱（48）上端连接内腔一级传动轴（13），滑动柱（48）下端通过牵引弹簧（51）连接圆筒外壳（50）内部的铁块（52），铁块（52）下部依次设有支撑板（55）、电源（53），铁块（52）上的线圈通过遥控开关（54）连接电源（53），钛合金圆筒外壳（50）底端设有前端球罩（56），前端球罩（56）通过钛合金弹性联轴器（16）连接内腔三级传动轴（19），滑动柱（48）下端设有磁性材料。

3.根据权利要求1所述的余热利用型甲醇蒸发器，其特征在于：所述高强度陶瓷外壳（26）分为上下两个部分，上下两个部分通过腔体凸台（38）和螺栓（42）连接。

4.根据权利要求1所述的余热利用型甲醇蒸发器，其特征在于：所述高强度陶瓷外壳（26）底部设有厚钢板（43），厚钢板（43）底部设有空心铝合金粗支撑柱（44）。

5.根据权利要求1所述的余热利用型甲醇蒸发器，其特征在于：所述电磁底板（46）包括同性磁铁（57）、圆盘电磁铁（58）、电磁底板配套电路（59）、电磁底板遥控开关（60）和缓冲弹簧（62），电磁底板配套电路（59）包括电磁底板直流电源（61），耐腐蚀磁性钢板（20）底部设有同性磁铁（57），同性磁铁（57）底部通过缓冲弹簧（62）连接圆盘电磁铁（58），圆盘电磁铁（58）通过电磁底板遥控开关（60）连接电磁底板配套电路（59）中的电磁底板直流电源（61）。

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