CN109276902A - 一种化工装置的热量回收利用装置及工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种化工装置的热量回收利用装置及其工作方法，其包括多组第一级别的旋转蒸发器和多组第二级别的旋转蒸发器，第一级别的旋转蒸发器的势能高于第二级别的旋转蒸发器的势能；第一旋转蒸发器具有第一冷却器和第一水浴器，第二旋转蒸发器具有第二冷却器和第二水浴器，第三旋转蒸发器具有第三冷却器和第三水浴器，第四旋转蒸发器具有第四冷却器和第四水浴器。本发明通过对多个旋转蒸发器进行分类，把相当势能较高的旋转蒸发器排出的热水流入到势能较低的旋转蒸发器内，避免了热量的损失，当旋转蒸发器的使用频率较高的时候，这种方式可以节省较多的能源。

Description

一种化工装置的热量回收利用装置及工作方法

技术领域

本发明涉及的技术领域属于化工装置领域，特别涉及一种对热量进行回收利用的旋转蒸发器整合装置及其工作方法。

背景技术

我国是化工产业的大国，化工产业对经济的诸多领域具有非常深远的影响。化工产业直接或者间接得到的商品也渗透到了我们工作和生活的各个面面。

作为一种重要的化工仪器，旋转蒸发器是实验室广泛应用的一种仪器。适用于回流操作、大量溶剂的快速蒸发、微量组分的浓缩和需要搅拌的反应过程等。其主要由马达、蒸馏瓶、加热锅、冷凝管等部分组成的，主要用于减压条件下连续蒸馏易挥发性溶剂，应用于化学、化工、生物医药等领域。

在一些精细加工的大型化工单位中，经常会有数十台或者数百台旋转蒸发器，而每一台旋转蒸发器在工作的时候，一般均需要对水浴锅中的水进行加热处理，并且根据不同的待处理物料的不同，水浴锅中的水的温度会有所变化，而当旋转蒸发器停止使用的时候，水浴锅内的水也就会自然降温，这些热量就白白损失了，此时如果其它的旋转蒸发器准备工作的时候，则需要重新进行水的加热。

发明内容

为了解决上述已有技术的不足，本发明的目的是提供一种方便对旋转蒸发器的水浴锅(器)内的水进行回收利用，提高热量利用效率的化工装置的热量回收利用装置及工作方法。

本发明的发明思想：对多个旋转蒸发器进行分类，把相对势能较高的旋转蒸发器排出的热水流入到势能较低的旋转蒸发器内，避免了热量的损失，当旋转蒸发器的使用频率较高的时候，这种方式可以节省较多的能源。

本发明提供的一种化工装置的热量回收利用装置，其包括多组第一级别的旋转蒸发器和多组第二级别的旋转蒸发器，第一级别的旋转蒸发器的势能高于第二级别的旋转蒸发器的势能；

其中，第一级别的旋转蒸发器至少包括第一旋转蒸发器和第二旋转蒸发器，第二级别的旋转蒸发器至少包括第三旋转蒸发器和第四旋转蒸发器；第一旋转蒸发器具有第一冷却器和第一水浴器，第二旋转蒸发器具有第二冷却器和第二水浴器，第三旋转蒸发器具有第三冷却器和第三水浴器，第四旋转蒸发器具有第四冷却器和第四水浴器；

第一水浴器具有第一入水孔和第一排水孔，第二水浴器具有第二入水孔和第二排水孔，第三水浴器具有第三入水孔和第三排水孔，第四水浴器具有第四入水孔和第四排水孔；第一排水孔具有第一阀门，第二排水孔具有第二阀门；

化工装置的热量回收利用装置还包括中转箱体，第一排水孔、第二排水孔分别与中转箱体连接，且第三入水孔和第四入水孔与中转箱体连接。

一个优选的方案，化工装置的热量回收利用装置还包括第二中转箱体，第三排水孔和第四排水孔均与第二中转箱体连接，第二中转箱体还与另一旋转蒸发器的水浴器的入水孔连接；第二中转箱体内具有泵组件，泵组件用于把中转箱体内的水运输至相对势能较高的旋转蒸发器的水浴器。

一个优选的方案，第一冷却器具有第一进水口和第一出水口，第二冷却器具有第二进水口和第二出水口；第三冷却器具有第三进水口和第三出水口，第四冷却器具有第四进水口和第四出水口；第一进水口与出水龙头连接，第一出水口与第二进水口连接，第二出水口与存储箱体连接；存储箱体与中转箱体连接，中转箱体内设置有温度控制器和控制阀门。

一个优选的方案，中转箱体包括多组上部进口和下部出口，上部进口至少包括第一上进口、第二上进口和第三上进口，下部出口至少包括第一下出口、第二下出口和第三下出口；第一上进口通过第一管道与存储箱体连接，第二上进口通过第二管道与第一旋转蒸发器的第一水浴器的第一排水孔连接，第三上进口通过第三管道与第二旋转蒸发器的第二水浴器的第二排水孔连接；中转箱体内具有依次连接上部漏斗、中间混合部和下部漏斗，中间混合部设置有搅拌组件、控制阀门和温度传感器。

本发明提供的化工装置的热量回收利用装置工作方法，其包括下面的步骤：

S1：外界水源向第一冷却器、第二冷却器提供循环冷却水，第一水浴器和第二水浴器内加入水并保持温度，其中，第一水浴器内为第一温度的水，第二水浴器内为第二温度的水，第一旋转蒸发器和第二旋转蒸发器处于工作状态；

S2:当第二级别的旋转蒸发器准备进入工作状态的时候，需要向第三水浴器和第四水浴器内加入热水，此时对第一级别的旋转蒸发器中的旋转蒸发器进行选择，如果第三水浴器需要的水的温度与第一旋转蒸发器的第一水浴器的温度匹配，则当第一旋转蒸发器停止工作的时候，打开第一阀门，使得第一水浴器内的水流入到第三水浴器内；

S3:如果第四水浴器需要的水的温度与第二旋转蒸发器的第二水浴器的温度匹配，则当第二旋转蒸发器停止工作的时候，打开第二阀门，使得第二水浴器内的水流入到第四水浴器内。

一个优选的方案，化工装置的热量回收利用装置还包括第二中转箱体，第三排水孔和第四排水孔均与第二中转箱体连接，第二中转箱体还与另一旋转蒸发器的水浴器的入水孔连接；第二中转箱体内具有泵组件，泵组件用于把中转箱体内的水运输至相对势能较高的旋转蒸发器的水浴器；

该工作方法包括下面的步骤：

当第三旋转蒸发器和第四旋转蒸发器停止使用的时候，把第三水浴器和第四水浴器内水排入到第二中转箱体内，第二中转箱体内的水向更低级别势能的旋转蒸发器供应，或者通过泵组件把第二中转箱体内的水运输至高级别势能的旋转蒸发器的水浴器内使用。

一个优选的方案，第一冷却器具有第一进水口和第一出水口，第二冷却器具有第二进水口和第二出水口；第三冷却器具有第三进水口和第三出水口，第四冷却器具有第四进水口和第四出水口；第一进水口与出水龙头连接，第一出水口与第二进水口连接，第二出水口与存储箱体连接；存储箱体与中转箱体连接，中转箱体内设置有温度控制器和控制阀门；

一个优选的方案，该工作方法包括下面的步骤：把冷却器内的回收到的水汇入到存储箱体内，而中转箱体内的水经过流量调节控制后加入到中转箱体内，且中转箱体内的温度通过温度控制器进行控制，通过调节存储箱体的出水流量而调节中转箱体内的水温温度，当中转箱体内的水温温度调节至合适的时候，通过控制阀门排放至旋转蒸发器的水浴器内。

中转箱体包括多组上部进口和下部出口，上部进口至少包括第一上进口、第二上进口和第三上进口，下部出口至少包括第一下出口、第二下出口和第三下出口；第一上进口通过第一管道与存储箱体连接，第二上进口通过第二管道与第一旋转蒸发器的第一水浴器的第一排水孔连接，第三上进口通过第三管道与第二旋转蒸发器的第二水浴器的第二排水孔连接；中转箱体内具有依次连接上部漏斗、中间混合部和下部漏斗，中间混合部设置有搅拌组件、控制阀门和温度传感器；

该工作方法包括下面的步骤：存储箱体通过第一上进口向上部漏斗内加入水流，第一水浴器通过第二上进口向上部漏斗内加入水流，两股水流在中间混合部进行搅拌混合；通过对于第一上进口和第二上进口的流量控制调节，而调整中间混合部的水的温度，水的温度通过温度传感器进行温度感应检测，当中间混合部的水的温度达到合适的温度后，通过控制阀门排放至下部漏斗，并且经过下出口排出。

本发明的有益效果：第一水浴器和第二水浴器内的热水在停止使用之后，可以通过中转箱体而转移至第三水浴器或第四水浴器，且根据温度的需要，可以把第一水浴器的水特定地导入至另外一个水浴器之内，这样就节省了能源。

附图说明

图1为化工装置的热量回收利用装置实施例的结构示意图。

图2为化工装置的热量回收利用装置实施例的结构示意图。

图3为化工装置的热量回收利用装置实施例部分组件的结构示意图。

其中，附图标记为：10、第一旋转蒸发器；11、第一冷却器；12、第一水浴器；13、第一入水孔；14、第一排水孔；17、第一阀门；15、第一进水口；16、第一出水口；20、第二旋转蒸发器；21、第二冷却器；22、第二水浴器；23、第二入水孔；24、第二排水孔；25、第二进水口；26、第二出水口；27、第二阀门；30、第三旋转蒸发器；31、第三冷却器；32、第三水浴器；33、第三入水孔；34、第三排水孔；35、第三进水口；36、第三出水口；40、第四旋转蒸发器；41、第四冷却器；42、第四水浴器；43、第四入水孔；44、第四排水孔；45、第四进水口；46、第四出水口；50、中转箱体；51、第一上进口；52、第二上进口；53、第三上进口；54、第一管道；56、第一下出口；57、第二下出口；58、第三下出口；60、第二中转箱体；61、泵组件；70、存储箱体；71、上部漏斗；72、中间混合部；73、下部漏斗；74、搅拌组件。

具体实施方式

第一实施例：

本实施例的化工装置的热量回收利用装置，其包括多组第一级别的旋转蒸发器和多组第二级别的旋转蒸发器，第一级别的旋转蒸发器的势能高于第二级别的旋转蒸发器的势能，这里的势能可以理解为重力势能，即第一级别的旋转蒸发器的位置较高，第二级别的旋转蒸发器的位置较低，第一级别的旋转蒸发器的水浴器里面的水分可以自动流入到第二级别的旋转蒸发器。

其中，如图1所示，第一级别的旋转蒸发器至少包括第一旋转蒸发器10和第二旋转蒸发器20，第二级别的旋转蒸发器至少包括第三旋转蒸发器30和第四旋转蒸发器40。

第一旋转蒸发器10具有第一冷却器11和第一水浴器12，第二旋转蒸发器20具有第二冷却器21和第二水浴器22，第三旋转蒸发器30具有第三冷却器31和第三水浴器32，第四旋转蒸发器40具有第四冷却器41和第四水浴器42。

第一水浴器12具有第一入水孔13和第一排水孔14，第二水浴器22具有第二入水孔23和第二排水孔24，第三水浴器32具有第三入水孔33和第三排水孔34，第四水浴器42具有第四入水孔43和第四排水孔44；第一排水孔14具有第一阀门17，第二排水孔24具有第二阀门27。

化工装置的热量回收利用装置还包括中转箱体50，第一排水孔14、第二排水孔24分别与中转箱体50连接，且第三入水孔33和第四入水孔43与中转箱体50连接。

本实施例提供的化工装置的热量回收利用装置工作方法，其包括下面的步骤：

S1：外界水源55向第一冷却器11、第二冷却器21、第三冷却器31和第四冷却器41提供循环冷却水，第一水浴器12和第二水浴器22内加入水并保持温度，其中，第一水浴器11内为第一温度的水，第二水浴器22内为第二温度的水，第一旋转蒸发器10和第二旋转蒸发器20处于工作状态；

S2:当第二级别的旋转蒸发器准备进入工作状态的时候，需要向第三水浴器32和第四水浴器42内加入热水，此时对第一级别的旋转蒸发器中的旋转蒸发器进行选择，如果第三水浴器32需要的水的温度与第一旋转蒸发器10的第一水浴器12的温度匹配，则当第一旋转蒸发器10停止工作的时候，打开第一阀门17，使得第一水浴器12内的水流入到第三水浴器32内；

S3:如果第四水浴器42需要的水的温度与第二旋转蒸发器20的第二水浴器22的温度匹配，则当第二旋转蒸发器20停止工作的时候，打开第二阀门27，使得第二水浴器22内的水流入到第四水浴器42内。另外，在中转箱体50的入口和出口设置电磁阀门，阀门可以选择性地把水流导入到第三水浴器或第四水浴器。阀门可以是三通电磁阀门或者在每一个出口位置设置一个阀门，从而对每一个出口的水流单独控制。

第二实施例：

本实施例与上述第一实施例基本相同，下面仅就其不同之处详细介绍。

如图2所示，本实施例的化工装置的热量回收利用装置还包括第二中转箱体60，第三排水孔34和第四排水孔44均与第二中转箱体60连接，第二中转箱体60还与另一旋转蒸发器的水浴器的入水孔连接。

第二中转箱体60内具有泵组件61，泵组件61用于把中转箱体60内的水运输至相对势能较高的旋转蒸发器的水浴器。

该工作方法包括下面的步骤：

当第三旋转蒸发器30和第四旋转蒸发器40停止使用的时候，把第三水浴器32和第四水浴器42内水排入到第二中转箱体60内，排入的过程可以阀门控制流量，第二中转箱体60内的水向更低级别势能的旋转蒸发器供应，或者通过泵组件61把第二中转箱体60内的水运输至高级别势能的旋转蒸发器的水浴器内使用。

第三实施例：

本实施例与上述第二实施例基本相同，下面仅就其不同之处详细介绍。

如图1、图2和图3所示，第一冷却器11具有第一进水口15和第一出水口16，第二冷却器21具有第二进水口25和第二出水口26；第三冷却器31具有第三进水口35和第三出水口36，第四冷却器41具有第四进水口45和第四出水口46；第一进水口15与出水龙头连接，第一出水口16与第二进水口25连接，第二出水口26与存储箱体70连接；存储箱体70与中转箱体50连接，中转箱体50内设置有温度控制器和控制阀门。

该工作方法包括下面的步骤：把冷却器内的回收到的水汇入到存储箱体70内，而存储箱体70内的水经过流量调节控制后加入到中转箱体50内，且中转箱体50内的温度通过温度控制器进行控制，通过调节存储箱体70的出水流量而调节中转箱体50内的水温温度，当中转箱体50内的水温温度调节至合适的时候，通过控制阀门第二下出口57或第三下出口58排放至旋转蒸发器的水浴器内。

第四实施例：

本实施例与上述第三实施例基本相同，下面仅就其不同之处详细介绍。

如图3所示，中转箱体50包括多组上部进口和下部出口，上部进口至少包括第一上进口51、第二上进口52和第三上进口53，下部出口至少包括第一下出口56、第二下出口57和第三下出口58。

第一上进口51通过第一管道54与存储箱体70连接，第二上进口52通过第二管道56与第一旋转蒸发器10的第一水浴器12的第一排水孔14连接，第三上进口53通过第三管道57与第二旋转蒸发器20的第二水浴器22的第二排水孔24连接。

中转箱体50内具有依次连接上部漏斗71、中间混合部72和下部漏斗73，中间混合部72设置有搅拌组件74、控制阀门和温度传感器。

该工作方法包括下面的步骤：存储箱体70通过第一上进口51向上部漏斗71内加入水流，第一水浴器12通过第二上进口52向上部漏斗71内加入水流，两股水流在中间混合部进行搅拌混合；通过对于第一上进口51和第二上进口52的流量控制调节，而调整中间混合部72的水的温度，水的温度通过温度传感器进行温度感应检测，当中间混合部72的水的温度达到合适的温度后，通过控制阀门排放至下部漏斗73，并且经过下出口57或58排出。

在其它实施例中，在上述实施例中的各个连接管道中均可以设置控制阀门，控制阀门对水流进行控制，而控制阀门可以与控制器连接，用户可以通过对控制器的操作，而选择性地控制某个连接管道内的阀门，由此控制流体的流动。第一级别的旋转蒸发器建造在位置相对较高的位置，因此水浴器内的水的重力势能较高，因而可以顺利流入到势能较低的水浴器内。用户可以把旋转蒸发器的使用时间进行设置，并且设置该旋转蒸发器的需要温度，控制器对所有使用中的旋转蒸发器的进行监控，当某个旋转蒸发器停止使用的时候，且停止使用的旋转蒸发器的水浴器内的水的温度为另外一个旋转蒸发器的需求温度，且该待使用旋转蒸发器的预计使用时间为10分钟内，此时，控制器就可以打开控制阀门，把停止使用的旋转蒸发器的水浴器内的水通过中转箱体而导入到待使用的旋转蒸发器的水浴器内。

Claims (8)

1.一种化工装置的热量回收利用装置，其特征在于，包括多组第一级别的旋转蒸发器和多组第二级别的旋转蒸发器，第一级别的旋转蒸发器的势能高于第二级别的旋转蒸发器的势能；

其中，所述第一级别的旋转蒸发器至少包括第一旋转蒸发器和第二旋转蒸发器，所述第二级别的旋转蒸发器至少包括第三旋转蒸发器和第四旋转蒸发器；所述第一旋转蒸发器具有第一冷却器和第一水浴器，所述第二旋转蒸发器具有第二冷却器和第二水浴器，所述第三旋转蒸发器具有第三冷却器和第三水浴器，所述第四旋转蒸发器具有第四冷却器和第四水浴器；

所述第一水浴器具有第一入水孔和第一排水孔，所述第二水浴器具有第二入水孔和第二排水孔，所述第三水浴器具有第三入水孔和第三排水孔，所述第四水浴器具有第四入水孔和第四排水孔；所述第一排水孔具有第一阀门，所述第二排水孔具有第二阀门；

所述化工装置的热量回收利用装置还包括中转箱体，所述第一排水孔、第二排水孔分别与中转箱体连接，且所述第三入水孔和第四入水孔与所述中转箱体连接。

2.根据权利要求1所述的化工装置的热量回收利用装置，其特征在于，

所述化工装置的热量回收利用装置还包括第二中转箱体，所述第三排水孔和第四排水孔均与所述第二中转箱体连接，所述第二中转箱体还与另一旋转蒸发器的水浴器的入水孔连接；

所述第二中转箱体内具有泵组件，所述泵组件用于把中转箱体内的水运输至相对势能较高的旋转蒸发器的水浴器。

3.根据权利要求2所述的化工装置的热量回收利用装置，其特征在于，

所述第一冷却器具有第一进水口和第一出水口，所述第二冷却器具有第二进水口和第二出水口；所述第三冷却器具有第三进水口和第三出水口，所述第四冷却器具有第四进水口和第四出水口；所述第一进水口与出水龙头连接，所述第一出水口与所述第二进水口连接，所述第二出水口与存储箱体连接；

所述存储箱体与所述中转箱体连接，所述中转箱体内设置有温度控制器和控制阀门。

4.根据权利要求3所述的化工装置的热量回收利用装置，其特征在于，

所述中转箱体包括多组上部进口和下部出口，所述上部进口至少包括第一上进口、第二上进口和第三上进口，所述下部出口至少包括第一下出口、第二下出口和第三下出口；所述第一上进口通过第一管道与所述存储箱体连接，所述第二上进口通过第二管道与第一旋转蒸发器的第一水浴器的第一排水孔连接，所述第三上进口通过第三管道与第二旋转蒸发器的第二水浴器的第二排水孔连接；

所述中转箱体内具有依次连接上部漏斗、中间混合部和下部漏斗，所述中间混合部设置有搅拌组件、控制阀门和温度传感器。

5.根据权利要求1所述的化工装置的热量回收利用装置工作方法，其特征在于，包括下面的步骤：

S1：外界水源向第一冷却器、第二冷却器提供循环冷却水，第一水浴器和第二水浴器内加入水并保持温度，其中，第一水浴器内为第一温度的水，第二水浴器内为第二温度的水，第一旋转蒸发器和第二旋转蒸发器处于工作状态；

S2:当第二级别的旋转蒸发器准备进入工作状态的时候，需要向第三水浴器和第四水浴器内加入热水，此时对第一级别的旋转蒸发器中的旋转蒸发器进行选择，如果第三水浴器需要的水的温度与第一旋转蒸发器的第一水浴器的温度匹配，则当第一旋转蒸发器停止工作的时候，打开第一阀门，使得第一水浴器内的水流入到第三水浴器内；

S3:如果第四水浴器需要的水的温度与第二旋转蒸发器的第二水浴器的温度匹配，则当第二旋转蒸发器停止工作的时候，打开第二阀门，使得第二水浴器内的水流入到第四水浴器内。

6.根据权利要求5所述的化工装置的热量回收利用装置工作方法，其特征在于，

所述化工装置的热量回收利用装置还包括第二中转箱体，所述第三排水孔和第四排水孔均与所述第二中转箱体连接，所述第二中转箱体还与另一旋转蒸发器的水浴器的入水孔连接；所述第二中转箱体内具有泵组件，所述泵组件用于把中转箱体内的水运输至相对势能较高的旋转蒸发器的水浴器；

该工作方法包括下面的步骤：

当第三旋转蒸发器和第四旋转蒸发器停止使用的时候，把第三水浴器和第四水浴器内水排入到第二中转箱体内，第二中转箱体内的水向更低级别势能的旋转蒸发器供应，或者通过泵组件把第二中转箱体内的水运输至高级别势能的旋转蒸发器的水浴器内使用。

7.根据权利要求6所述的化工装置的热量回收利用装置工作方法，其特征在于，

所述第一冷却器具有第一进水口和第一出水口，所述第二冷却器具有第二进水口和第二出水口；所述第三冷却器具有第三进水口和第三出水口，所述第四冷却器具有第四进水口和第四出水口；所述第一进水口与出水龙头连接，所述第一出水口与所述第二进水口连接，所述第二出水口与存储箱体连接；所述存储箱体与所述中转箱体连接，所述中转箱体内设置有温度控制器和控制阀门；

该工作方法包括下面的步骤：把冷却器内的回收到的水汇入到存储箱体内，而中转箱体内的水经过流量调节控制后加入到中转箱体内，且中转箱体内的温度通过温度控制器进行控制，通过调节存储箱体的出水流量而调节中转箱体内的水温温度，当中转箱体内的水温温度调节至合适的时候，通过控制阀门排放至旋转蒸发器的水浴器内。

8.根据权利要求7所述的化工装置的热量回收利用装置工作方法，其特征在于，

所述中转箱体包括多组上部进口和下部出口，所述上部进口至少包括第一上进口、第二上进口和第三上进口，所述下部出口至少包括第一下出口、第二下出口和第三下出口；所述第一上进口通过第一管道与所述存储箱体连接，所述第二上进口通过第二管道与第一旋转蒸发器的第一水浴器的第一排水孔连接，所述第三上进口通过第三管道与第二旋转蒸发器的第二水浴器的第二排水孔连接；所述中转箱体内具有依次连接上部漏斗、中间混合部和下部漏斗，所述中间混合部设置有搅拌组件、控制阀门和温度传感器；

该工作方法包括下面的步骤：存储箱体通过第一上进口向所述上部漏斗内加入水流，所述第一水浴器通过第二上进口向所述上部漏斗内加入水流，两股水流在中间混合部进行搅拌混合；通过对于第一上进口和第二上进口的流量控制调节，而调整中间混合部的水的温度，水的温度通过温度传感器进行温度感应检测，当中间混合部的水的温度达到合适的温度后，通过控制阀门排放至下部漏斗，并且经过下出口排出。