CN109467104A - 一种超纯氨低能耗精馏设备 - Google Patents

一种超纯氨低能耗精馏设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种超纯氨低能耗精馏设备，包括原料槽和全凝器，所述原料槽的右端连接有离心泵，所述预热器的内部等间距卡合连接设置有电加热板，所述预热器的左端连接有塔身，所述塔身的内部下端设置有下料板，所述塔身的左端表面下端连接有第一连接管，所述塔釜的内部左侧贯穿设置有再沸器，所述塔釜上表面贯穿连接有第二连接管，所述塔身的上端等间距贯穿连接有出气管，所述全凝器连接在集气腔的上端，所述制冷腔的内部设置有冷水管。该超纯氨低能耗精馏设备，传质的效率较高使得精馏的效果较好，流量检测和温度检测装置方便了解蒸馏的情况和程度，有余量的回收处理装置，温度控制装置和冷凝装置的效果较快，氨气精确的分离提纯。

Description

一种超纯氨低能耗精馏设备
技术领域
本发明涉及精馏设备相关技术领域，具体为一种超纯氨低能耗精馏设备。
背景技术
随着我国太阳能光伏产业和半导体发光器件的快速发展，超纯氨气的需求量将会大幅度的增加，而国内的超纯氨气的生产水平还比较落后，需要经过大量的计算和实验研究，开发出的节能精制工艺技术，这样不仅能得到合格的高纯氨气，还有很大的节能效果，例如科技的发展和社会对于电子产品、新型节能照明器件、清洁能源的需求增大，对高纯氨的需求也不断增加。
例如在生产高亮度的LED器件时，由于器件的形状不断的缩小且LED的亮度要求也不断的提高，原料氨中的污染物含量对于产品的质量是非常重要的，因此对于高纯氨气的提取制造具有十分重要的意义，但是现有的超纯氨低能耗精馏设备在使用过程中存在着以下问题：液相在重力场的作用下与逆流的气相接触面积较小，传质的效率较低使得精馏的效果较差，含水量较多；没有流量检测和温度检测装置，不方便了解蒸馏的情况和程度；没有余量的回收处理装置，使得装置对氨气的利用率较低，温度控制装置和冷凝装置的效果较慢，无法及时准确的达到固定温度，使氨气精确的分离提纯。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超纯氨低能耗精馏设备，以解决上述背景技术中提出的液相在重力场的作用下与逆流的气相接触面积较小，传质的效率较低使得精馏的效果较差，含水量较多；没有流量检测和温度检测装置，不方便了解蒸馏的情况和程度；没有余量的回收处理装置，使得装置对氨气的利用率较低，温度控制装置和冷凝装置的效果较慢，无法及时准确的达到固定温度，使氨气精确的分离提纯的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超纯氨低能耗精馏设备，包括原料槽和全凝器，所述原料槽的右端连接有离心泵，且离心泵的上端连接有预热器，所述预热器的内部等间距卡合连接设置有电加热板，所述预热器的左端连接有塔身，且塔身的下端左右两侧均安装有第一支腿，所述塔身的内部下端设置有下料板，且塔身的内部表面等间距固定安装有塔板结构，所述塔身的左端表面下端连接有第一连接管，且第一连接管远离塔身的一端连接有塔釜，并且塔釜的下端左右两侧对称安装有第二支腿，所述塔釜的内部左侧贯穿设置有再沸器，所述塔釜上表面贯穿连接有第二连接管，且塔釜通过第二连接管与塔身相连接，所述塔身的上端等间距贯穿连接有出气管，且出气管的上端连接有集气腔，所述全凝器连接在集气腔的上端，且全凝器的内部设置有制冷腔，所述制冷腔的内部设置有冷水管，且制冷腔的上端右侧贯穿连接有第三连接管，所述第三连接管的外表面固定安装有测温装置，且第三连接管的下端连接有冷却器，所述冷却器的左端连接有第四连接管，且第四连接管的外表面固定安装有流量计，并且第四连接管的左端贯穿连接在塔身的外表面，所述制冷腔的下端右侧贯穿连接有第五连接管，且第五连接管的下端与第四连接管相互贯穿连接，所述冷却器的右侧连接有产品储液罐。
优选的，所述电加热板关于预热器等间距设置有7组，且电加热板与电加热板之间相互平行设置，并且电加热板的长度尺寸小于预热器的中间段的长度尺寸。
优选的，所述塔板结构包括塔板层、孔洞、溢流板和降液管，塔板层的中间外表面等间距开设有孔洞，塔板层的上表面左右两端均固定安装有溢流板，塔板层的一端内部贯穿连接有降液管。
优选的，所述塔板层等间距交错固定在塔身的内表面，且塔板层在塔身的内部设置有3组，并且塔板层呈圆形结构。
优选的，所述下料板倾斜设置在塔身的内部下端，且下料板的左端与第一连接管相连通。
优选的，所述再沸器包括沸液釜、沸腾加热片、夹块和电磁块，沸液釜的内部设置有沸腾加热片，沸腾加热片的外表面固定连接有夹块，夹块上固定连接有电磁块。
优选的，所述夹块关于沸腾加热片的上下左右分别对称设置有2组，且沸腾加热片在沸液釜的内部为转动结构，沸腾加热片呈蛇形结构，且沸液釜贯穿在塔釜的左端内部。
优选的，所述集气腔和全凝器的连接处以及第五连接管的外表面均固定安装有测温装置，且出气管等间距贯穿连接在集气腔的下表面，并且出气管的下端紧密贴合在塔身的内部上边缘。
优选的，所述冷水管的上下两个端口分别位于第三连接管和第五连接管的左端端口的内部，且冷水管呈蛇形结构。
优选的，所述第四连接管和塔身的连接处的高度位置高于塔板结构在塔身内的最高安装位置，且预热器与塔身的连接处的高度位置低于塔板结构在塔身内的最低安装位置。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：该超纯氨低能耗精馏设备，液相在重力场的作用下与逆流的气相接触面积较大，传质的效率较高使得精馏的效果较好，设置有流量检测和温度检测装置，方便了解蒸馏的情况和程度，有余量的回收处理装置，使得装置对氨气的利用率较高，温度控制装置和冷凝装置的效果较快，能够及时准确的达到固定温度，使氨气精确的分离提纯；
1、通过设置有下料板和塔板结构，通过下料板的作用方便滴落的液体能够沿着斜面滑落到塔釜的内部，且将3组塔板结构等间距交错设置在塔身的内部，方便增大液相在重力场的作用下与逆流的气相接触面积，提高传质的效率使得精馏的效果更好；
2、通过设置有塔釜和再沸器，通过再沸器的作用快速加热作用使塔釜的内腔生热，从而对塔身内部流出的液体进行再次汽化，使其中带有的氨气成本再次通过第二连接管进入到塔身的内部，提高利用率；
3、通过设置有全凝器、制冷腔和冷水管，通过全凝器、制冷腔和冷水管的作用快速制冷，来配合和帮助冷却器制冷，提高塔身的内部上端的气体成分的蒸馏效果，从而提高分离的纯度；
4、通过设置有测温装置和流量计，方便工作人员及时了解蒸馏的情况和程度，通过适当的调节和控制入料量，使氨气的分离提纯效果达到最佳。
附图说明
图1为本发明正视剖面结构示意图；
图2为本发明预热器和电加热板的连接结构示意图；
图3为本发明塔板结构的整体结构示意图；
图4为本发明再沸器的整体结构示意图；
图5为本发明再沸器的剖面结构示意图；
图6为本发明全凝器的内部结构示意图。
图中：1、原料槽；2、离心泵；3、预热器；4、电加热板；5、塔身；6、第一支腿；7、下料板；8、塔板结构；801、塔板层；802、孔洞；803、溢流板；804、降液管；9、第一连接管；10、塔釜；11、第二支腿；12、再沸器；1201、沸液釜；1202、沸腾加热片；1203、夹块；1204、电磁块；13、第二连接管；14、出气管；15、集气腔；16、全凝器；17、制冷腔；18、冷水管；19、第三连接管；20、测温装置；21、冷却器；22、第四连接管；23、流量计；24、第五连接管；25、产品储液罐。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种超纯氨低能耗精馏设备，包括原料槽1、离心泵2、预热器3、电加热板4、塔身5、第一支腿6、下料板7、塔板结构8、第一连接管9、塔釜10、第二支腿11、再沸器12、第二连接管13、出气管14、集气腔15、全凝器16、制冷腔17、冷水管18、第三连接管19、测温装置20、冷却器21、第四连接管22、流量计23、第五连接管24和产品储液罐25，原料槽1的右端连接有离心泵2，且离心泵2的上端连接有预热器3，预热器3的内部等间距卡合连接设置有电加热板4，预热器3的左端连接有塔身5，且塔身5的下端左右两侧均安装有第一支腿6，塔身5的内部下端设置有下料板7，且塔身5的内部表面等间距固定安装有塔板结构8，塔身5的左端表面下端连接有第一连接管9，且第一连接管9远离塔身5的一端连接有塔釜10，并且塔釜10的下端左右两侧对称安装有第二支腿11，塔釜10的内部左侧贯穿设置有再沸器12，塔釜10上表面贯穿连接有第二连接管13，且塔釜10通过第二连接管13与塔身5相连接，塔身5的上端等间距贯穿连接有出气管14，且出气管14的上端连接有集气腔15，全凝器16连接在集气腔15的上端，且全凝器16的内部设置有制冷腔17，制冷腔17的内部设置有冷水管18，且制冷腔17的上端右侧贯穿连接有第三连接管19，第三连接管19的外表面固定安装有测温装置20，且第三连接管19的下端连接有冷却器21，冷却器21的左端连接有第四连接管22，且第四连接管22的外表面固定安装有流量计23，并且第四连接管22的左端贯穿连接在塔身5的外表面，制冷腔17的下端右侧贯穿连接有第五连接管24，且第五连接管24的下端与第四连接管22相互贯穿连接，冷却器21的右侧连接有产品储液罐25。
如图1-2中电加热板4关于预热器3等间距设置有7组，且电加热板4与电加热板4之间相互平行设置，并且电加热板4的长度尺寸小于预热器3的中间段的长度尺寸，通过电加热板4的作用对原料进行预热，方便进入到塔身5内的原料能够快速的达到蒸馏条件，能够很好的在塔釜10和塔身5内循环，如图3中塔板结构8包括塔板层801、孔洞802、溢流板803和降液管804，塔板层801的中间外表面等间距开设有孔洞802，塔板层801的上表面左右两端均固定安装有溢流板803，塔板层801的一端内部贯穿连接有降液管804，将3组塔板结构8等间距交错设置在塔身5的内部，方便增大液相在重力场的作用下与逆流的气相接触面积，提高传质的效率使得精馏的效果更好。
如图1中塔板层801等间距交错固定在塔身5的内表面，且塔板层801在塔身5的内部设置有3组，并且塔板层801呈圆形结构，通过孔洞802方便液体的滴落，如图1中下料板7倾斜设置在塔身5的内部下端，且下料板7的左端与第一连接管9相连通，通过下料板7的作用方便滴落的液体能够沿着斜面滑落到塔釜10的内部。
如图4中再沸器12包括沸液釜1201、沸腾加热片1202、夹块1203和电磁块1204，沸液釜1201的内部设置有沸腾加热片1202，沸腾加热片1202的外表面固定连接有夹块1203，夹块1203上固定连接有电磁块1204，将再沸器12设置在塔釜10的内部，且将塔釜10与塔身5分开设置，方便形成循环回路，从而提高蒸馏的效果和效率，如图5中夹块1203关于沸腾加热片1202的上下左右分别对称设置有2组，且沸腾加热片1202在沸液釜1201的内部为转动结构，沸腾加热片1202呈蛇形结构，且沸液釜1201贯穿在塔釜10的左端内部，沸腾加热片1202能够转动增加其热量的传递，使塔釜10快速提高热量。
如图1中集气腔15和全凝器16的连接处以及第五连接管24的外表面均固定安装有测温装置20，且出气管14等间距贯穿连接在集气腔15的下表面，并且出气管14的下端紧密贴合在塔身5的内部上边缘，通过测温装置20和流量计23方便工作人员及时了解蒸馏的情况和程度，同时在全凝器16和冷却器21的作用下形成冷循环，使氨气的分离提纯效果达到最佳，如图1中冷水管18的上下两个端口分别位于第三连接管19和第五连接管24的左端端口的内部，且冷水管18呈蛇形结构，通过冷水管18的作用快速制冷，来配合和帮助冷却器21制冷，提高塔身5的内部上端的气体成分的蒸馏效果，从而提高分离的纯度。
如图1中第四连接管22和塔身5的连接处的高度位置高于塔板结构8在塔身5内的最高安装位置，且预热器3与塔身5的连接处的高度位置低于塔板结构8在塔身5内的最低安装位置，避免液气的流道相互影响。
工作原理：首先通过离心泵2的作用将原料槽1内的原料接入到预热器3的内部，然后将电加热板4接通电源，通过电加热板4为原料进行一定程度上的预热，然后原料进入到塔身5的内部，先通过再沸器12的作用快速加热，使塔釜10的内部聚集一定的热量后，通过第一连接管9传入到塔身5的内部，由于原料中各成分的沸点不同，在一定程度上会发生分离，然后经过3组塔板结构8，在塔板层801、溢流板803和降液管804的作用下完成分离，此时将全凝器16和冷却器21均打开，通过其制冷作用，使氨气完成分馏，部分液体将聚集在孔洞802上并滴落到下料板7的上表面，并沿着斜面落到塔釜10的内部，在再沸器12的作用下使塔釜10和塔身5之间形成循环气道，部分水蒸气将通过第二连接管13进入到塔釜10的内部，然后在再沸器12的加热作用下，电磁块1204将带动夹块1203和沸腾加热片1202转动，将热气快速散发到塔釜10的内部，通过塔釜10对进入的溶液再次进行汽化，物料汽化后从塔釜10内出来进入到塔身5中，于此同时，全凝器16内部的冷水管18制冷和冷却器21的制冷作用形成循环冷道，使分离的氨气从第四连接管22中流出，同时工作人员需要通过监测流量计23和测温装置20来控制流量速率，从而实现精馏分离提纯，氨气进入到冷却器21的内部后，部分循环通过第三连接管19进入到全凝器16的内部，其余氨气将进入到产品储液罐25的内部完成收集，这就是该装置的工作原理以及操作方法。
最后应当说明的是，以上内容仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，本领域的普通技术人员对本发明的技术方案进行的简单修改或者等同替换，均不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (10)

1.一种超纯氨低能耗精馏设备，包括原料槽(1)和全凝器(16)，其特征在于：所述原料槽(1)的右端连接有离心泵(2)，且离心泵(2)的上端连接有预热器(3)，所述预热器(3)的内部等间距卡合连接设置有电加热板(4)，所述预热器(3)的左端连接有塔身(5)，且塔身(5)的下端左右两侧均安装有第一支腿(6)，所述塔身(5)的内部下端设置有下料板(7)，且塔身(5)的内部表面等间距固定安装有塔板结构(8)，所述塔身(5)的左端表面下端连接有第一连接管(9)，且第一连接管(9)远离塔身(5)的一端连接有塔釜(10)，并且塔釜(10)的下端左右两侧对称安装有第二支腿(11)，所述塔釜(10)的内部左侧贯穿设置有再沸器(12)，所述塔釜(10)上表面贯穿连接有第二连接管(13)，且塔釜(10)通过第二连接管(13)与塔身(5)相连接，所述塔身(5)的上端等间距贯穿连接有出气管(14)，且出气管(14)的上端连接有集气腔(15)，所述全凝器(16)连接在集气腔(15)的上端，且全凝器(16)的内部设置有制冷腔(17)，所述制冷腔(17)的内部设置有冷水管(18)，且制冷腔(17)的上端右侧贯穿连接有第三连接管(19)，所述第三连接管(19)的外表面固定安装有测温装置(20)，且第三连接管(19)的下端连接有冷却器(21)，所述冷却器(21)的左端连接有第四连接管(22)，且第四连接管(22)的外表面固定安装有流量计(23)，并且第四连接管(22)的左端贯穿连接在塔身(5)的外表面，所述制冷腔(17)的下端右侧贯穿连接有第五连接管(24)，且第五连接管(24)的下端与第四连接管(22)相互贯穿连接，所述冷却器(21)的右侧连接有产品储液罐(25)。
2.根据权利要求1所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述电加热板(4)关于预热器(3)等间距设置有7组，且电加热板(4)与电加热板(4)之间相互平行设置，并且电加热板(4)的长度尺寸小于预热器(3)的中间段的长度尺寸。
3.根据权利要求1所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述塔板结构(8)包括塔板层(801)、孔洞(802)、溢流板(803)和降液管(804)，塔板层(801)的中间外表面等间距开设有孔洞(802)，塔板层(801)的上表面左右两端均固定安装有溢流板(803)，塔板层(801)的一端内部贯穿连接有降液管(804)。
4.根据权利要求3所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述塔板层(801)等间距交错固定在塔身(5)的内表面，且塔板层(801)在塔身(5)的内部设置有3组，并且塔板层(801)呈圆形结构。
5.根据权利要求1所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述下料板(7)倾斜设置在塔身(5)的内部下端，且下料板(7)的左端与第一连接管(9)相连通。
6.根据权利要求1所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述再沸器(12)包括沸液釜(1201)、沸腾加热片(1202)、夹块(1203)和电磁块(1204)，沸液釜(1201)的内部设置有沸腾加热片(1202)，沸腾加热片(1202)的外表面固定连接有夹块(1203)，夹块(1203)上固定连接有电磁块(1204)。
7.根据权利要求6所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述夹块(1203)关于沸腾加热片(1202)的上下左右分别对称设置有2组，且沸腾加热片(1202)在沸液釜(1201)的内部为转动结构，沸腾加热片(1202)呈蛇形结构，且沸液釜(1201)贯穿在塔釜(10)的左端内部。
8.根据权利要求1所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述集气腔(15)和全凝器(16)的连接处以及第五连接管(24)的外表面均固定安装有测温装置(20)，且出气管(14)等间距贯穿连接在集气腔(15)的下表面，并且出气管(14)的下端紧密贴合在塔身(5)的内部上边缘。
9.根据权利要求1所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述冷水管(18)的上下两个端口分别位于第三连接管(19)和第五连接管(24)的左端端口的内部，且冷水管(18)呈蛇形结构。
10.根据权利要求1所述的一种超纯氨低能耗精馏设备，其特征在于：所述第四连接管(22)和塔身(5)的连接处的高度位置高于塔板结构(8)在塔身(5)内的最高安装位置，且预热器(3)与塔身(5)的连接处的高度位置低于塔板结构(8)在塔身(5)内的最低安装位置。
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