CN109827454B - 一种蒸汽回收利用系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及乙二醇节能制造领域，更具体地说，它涉及一种蒸汽回收利用系统，旨在解决水蒸气换热后直接排放到空气中，造成浪费的问题，其技术方案要点是：包括水回收装置、热蓄能水箱，水回收装置包括液化管、冷却管、冷却水箱、回收水箱，其中液化管顶部向上延伸，并与另一水回收装置连通；冷却水箱与热蓄能水箱连通且两者之间设有第一回收电动阀，冷却水箱内还设有温度传感器，第一回收电动阀与温度传感器耦接；回收水箱与热蓄能水箱连通且两者之间设有第二回收电动阀，回收水箱内设有第一水位传感器，第一水位传感器与第二回收电动阀耦接。本发明通过冷却水箱、回收水箱的设计，使得蒸汽能够液化回收，并再次利用。

Description

一种蒸汽回收利用系统

技术领域

本发明涉及乙二醇节能制造领域，更具体地说，它涉及一种蒸汽回收利用系统。

背景技术

乙二醛是分子结构最简单的脂肪族二元醛，除具有脂肪醛的通性外，还具有一些特殊的化学性质，是一种重要的化工原料和中间体，广泛应用于纺织、医药、冶金、环保等领域。

乙二醇气相氧化法是生产乙二醛的传统方法，目前我国的乙二醛生产厂家大多采用该方法进行生产。乙二醇气相氧化法需要通过氧化器来进行反应，氧化器包括催化反应段、换热段、水激冷段，其中换热段是空气、循环尾气混合物与反应气换热，空气、循环尾气混合物升温至400-500度；然后空气、循环尾气混合物与导热油换热，将导热油升温至350度左右，空气、循环尾气混合物降温至200-250度；随后导热油给原料乙二醇提供热量进行预热，将乙二醇在200-250度气化，与200-250度空气混合后进入氧化器反应段进行反应；反应结束后产物在水激冷段以水激冷，形成乙二醛水溶液，再经过脱色、真空吸滤等后处理过程得到乙二醛产品。

在此反应过程中，需要通过锅炉将大量的软化水汽化成水蒸气，从而实现对反应物的换热升温。为了调节氧化器内的气压，这部分锅炉软化水水蒸气最后会被排放到空气中，不仅会形成视觉上的“白色污染”，还会造成水资源的巨大浪费。

因此需要提出一种新的方案来解决这个问题。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种蒸汽回收利用系统，通过冷却水箱、回收水箱的设计，使得蒸汽能够液化回收，并再次利用。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种蒸汽回收利用系统，包括连通于排气管的水回收装置、连通于水回收装置的热蓄能水箱，水回收装置包括连通于排气管的液化管、套设于液化管外的冷却管、连通冷却管的多个冷却水箱、连通液化管且位于液化管下方的回收水箱，其中液化管顶部向上延伸，并与另一水回收装置连通；冷却水箱与热蓄能水箱连通且两者之间设有第一回收电动阀，冷却水箱内还设有检测水温的温度传感器，第一回收电动阀与温度传感器耦接；回收水箱与热蓄能水箱连通且两者之间设有第二回收电动阀，回收水箱内设有检测水位的第一水位传感器，第一水位传感器与第二回收电动阀耦接。

现有的乙二醇气相氧化过程中，首先往往需要抽取地下水，再对地下水进行软化处理，处理后再通过锅炉将软化水烧热为水蒸气，最后用于与反应物换热、排出，整个过程会造成巨大的水资源、热能浪费，而且反复处理地下水制造软水也十分麻烦，大大提高了成本；

在本发明中，所有往复流动的水蒸气、冷却水都为预先制备的软水，冷却管通过冷却水箱通有冷却水，液化管位于冷却管内且被冷却水包裹填充，从而使液化管内的蒸汽能够受冷液化，最终向下流到回收水箱内，进行初步的储存；

在冷却管进行冷却的过程中，冷却水箱内的水会逐渐升温，通过温度传感器进行检测，直至最后冷却水箱温度升高到一定温度后，打开第一回收电动阀，使得热水能够流到热蓄能水箱中进行储存，此时需要启动另一冷却水箱，继续液化管进行冷却；

蒸汽液化后的水温本就很高，再加上冷却水箱中的温度不断升高，所以在回收水箱中水位较高时，将回收水箱中的水通入热蓄能水箱中统一储存，此时热蓄能水箱中的水皆为软化水，而且有一定温度，能够大大节约水能、热能，还避免了软化水的再次制备。

本发明进一步设置为：所述水回收装置还包括连通于排气管且朝向地面倾斜延伸的延伸管；液化管底部与延伸管连通，液化管顶部与另一水回收装置的延伸管连通。

软化水在使用后从排气管排出，在排出时，首先通入延伸管向下延伸，这一方面是为了将使用后的蒸汽从高处引导到低处以便于后续对水回收装置的安装、修理，另一方面是与液化管配合，使水汽在到达液化管后能够自然上升，并被通有冷水的冷却管吸热液化，最终向下流到回收水箱内；

同时，在水液化流下的过程中，有可能残留到延伸管内，因此将延伸管倾斜设置，水流即使流到延伸管，也能迅速向下流到回收水箱中。

本发明进一步设置为：热蓄能水箱内部设有热水能水箱内水位的第二水位传感器，热蓄能水箱连通有冷蓄水箱组，并在两者之间设有第三回收电动阀，第三回收电动阀与第二水位传感器耦接；冷蓄水箱组与冷却水箱连通，并在冷蓄水箱组与冷却水箱之间设有第四回收电动阀。

热蓄能水箱用于储存温度较高的软化水，但是在水回收利用装置中，不仅需要回收热能的热水，还需要使水蒸气液化的冷软化水；

当热蓄能水箱中水过多时，一部分软化水从热蓄能水箱中流出，并流到冷蓄水箱组中静置制冷，最终成为为冷却水箱提供的冷水；

当冷却水箱中的水温较高时，热水排放到热蓄能水箱中，随后冷蓄水箱组对已经空了的冷却水箱进行补水，以备后续使用。

本发明进一步设置为：所述冷蓄水箱组设有补水口，补水口上设有单向阀。

在软水循环利用的过程中，必然会有所损耗，因此设置补水口，从而对水循环过程中流失的软水进行补充；

但是补水并不需要经常进行，不需要一直连接着水管，为了防止水循环的过程中软水从补水口流出，在补水口的出口处设置单向阀，使得软水只进不出。

本发明进一步设置为：冷蓄水箱组包括多个冷蓄水箱，冷蓄水箱彼此不连通且均与热蓄能水箱连通。

热蓄能水箱在装满后，将固定份额水量通入冷蓄水箱内，使冷蓄水箱接近填满，并进行静置冷却；

当热蓄能水箱再次装满后，将固定份额水量通入下一冷蓄水箱内，使冷蓄水箱被依次填满；

当需要使用冷蓄水箱内的水对冷却水箱进行补水时，优先使用距离加水时间最长的一个冷蓄水箱，从而使热水被充分冷却。

本发明进一步设置为：所述冷蓄水箱周壁设有散热翅片。

散热翅片用于增加冷蓄水箱的散热速度，以使水循环过快时，也能够满足散热制冷的需求。

本发明进一步设置为：所述冷蓄水箱组连通于热蓄能水箱底部。

由于液体的热胀冷缩，所以热蓄能水箱中底部的温度较低，所以冷蓄水箱组从热蓄能水箱底部取水。

本发明进一步设置为：所述热蓄能水箱周壁包裹有保温层。

由于锅炉的加热并不是一直启动，而且热蓄能水箱中的水也不会直接流入锅炉加热，所以需要对热蓄能水箱进行保温处理，使得热水不会迅速变冷，热量能够重复利用。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

其一，通过冷却水箱、回收水箱的设计，使得蒸汽能够液化回收，并再次利用；

其二，通过热蓄能水箱的设计，使得水蒸气的热能能够被重复利用。

附图说明

图1为本实施例的流程示意图。

图中：1、排气管；2、水回收装置；21、延伸管；22、液化管；23、冷却管；24、冷却水箱；25、回收水箱；26、第一回收电动阀；27、第二回收电动阀；28、水泵；3、热蓄能水箱；31、第三回收电动阀；4、冷蓄水箱组；41、第四回收电动阀；5、锅炉。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明进行详细描述。

实施例：一种蒸汽回收利用系统，如图1所示，包括连通于排气管1的水回收装置2、连通于水回收装置2的热蓄能水箱3，水回收装置2包括连通于排气管1的液化管22、套设于液化管22外的冷却管23、连通冷却管23的多个冷却水箱24、连通液化管22且位于液化管22下方的回收水箱25，其中液化管22顶部向上延伸，并与另一水回收装置2连通；冷却水箱24与热蓄能水箱3连通且两者之间设有第一回收电动阀26，冷却水箱24内还设有检测水温的温度传感器，第一回收电动阀26与温度传感器耦接；回收水箱25与热蓄能水箱3连通且两者之间设有第二回收电动阀27，回收水箱25内设有检测水位的第一水位传感器，第一水位传感器与第二回收电动阀27耦接。

现有的乙二醇气相氧化过程中，首先往往需要抽取地下水，再对地下水进行软化处理，处理后再通过锅炉5将软化水烧热为水蒸气，最后用于与反应物换热、排出，整个过程会造成巨大的水资源、热能浪费，而且反复处理地下水制造软水也十分麻烦，大大提高了成本；

在本发明中，所有往复流动的水蒸气、冷却水都为预先制备的软水，所有水流的流动均通过水泵28进行驱动。冷却管23通过冷却水箱24通有冷却水，液化管22位于冷却管23内且被冷却水包裹填充，从而使液化管22内的蒸汽能够受冷液化，最终向下流到回收水箱25内，进行初步的储存；

在冷却管23进行冷却的过程中，冷却水箱24内的水会逐渐升温，通过温度传感器进行检测，直至最后冷却水箱24温度升高到一定温度后，打开第一回收电动阀26，使得热水能够流到热蓄能水箱3中进行储存，此时需要启动另一冷却水箱24，继续液化管22进行冷却；

蒸汽液化后的水温本就很高，再加上冷却水箱24中的温度不断升高，所以在回收水箱25中水位较高时，将回收水箱25中的水通入热蓄能水箱3中统一储存，此时热蓄能水箱3中的水皆为软化水，而且有一定温度，能够大大节约水能、热能，还避免了软化水的再次制备。

水回收装置2还包括连通于排气管1且朝向地面倾斜延伸的延伸管21；液化管22底部与延伸管21连通，液化管22顶部与另一水回收装置2的延伸管21连通。软化水在使用后会从排气管1排出，在排出时，首先通入延伸管21向下延伸，这一方面是为了将使用后的蒸汽从高处引导到低处以便于后续对水回收装置2的安装、修理，另一方面是与液化管22配合，使水汽在到达液化管22后能够自然上升，并被通有冷水的冷却管23吸热液化，最终向下流到回收水箱25内；同时，在水液化流下的过程中，有可能残留到延伸管21内，因此将延伸管21倾斜设置，水流即使流到延伸管21，也能迅速向下流到回收水箱25中。

热蓄能水箱3内部设有热水能水箱内水位的第二水位传感器，热蓄能水箱3连通有冷蓄水箱组4，并在两者之间设有第三回收电动阀31，第三回收电动阀31与第二水位传感器耦接；冷蓄水箱组4与冷却水箱24连通，并在冷蓄水箱组4与冷却水箱24之间设有第四回收电动阀41。

热蓄能水箱3用于储存温度较高的软化水，但是在水回收利用装置中，不仅需要回收热能的热水，还需要使水蒸气液化的冷软化水。当热蓄能水箱3中水过多时，一部分软化水从热蓄能水箱3中流出，并流到冷蓄水箱组4中静置制冷，最终成为为冷却水箱24提供的冷水；当冷却水箱24中的水温较高时，热水排放到热蓄能水箱3中，随后冷蓄水箱组4对已经空了的冷却水箱24进行补水，以备后续使用。

在软水循环利用的过程中，必然会有所损耗，因此在冷蓄水箱组4上设有补水口，从而对水循环过程中流失的软水进行补充。但是补水并不需要经常进行，不需要一直连接着水管，为了防止水循环的过程中软水从补水口流出，在补水口的出口处设置单向阀，使得软水只进不出。

冷蓄水箱组4包括多个冷蓄水箱，冷蓄水箱彼此不连通且均与热蓄能水箱3连通。在热蓄能水箱3在装满后，将固定份额水量通入冷蓄水箱内，使冷蓄水箱接近填满，并进行静置冷却；当热蓄能水箱3再次装满后，将固定份额水量通入下一冷蓄水箱内，使冷蓄水箱被依次填满；当需要使用冷蓄水箱内的水对冷却水箱24进行补水时，优先使用距离加水时间最长的一个冷蓄水箱，从而使热水被充分冷却。

为了增加冷蓄水箱对软水的冷却速度，在冷蓄水箱周壁还设有散热翅片。散热翅片用于增加冷蓄水箱的散热速度，以使水循环过快时，也能够满足散热制冷的需求。由于液体的热胀冷缩，所以热蓄能水箱3中底部的温度较低，因此将冷蓄水箱组4连通于热蓄能水箱3底部，从热蓄能水箱3底部取水。

由于锅炉5的加热并不是一直启动，而且热蓄能水箱3中的水也不会直接流入锅炉5加热，所以热蓄能水箱3周壁包裹有保温层，从而对热蓄能水箱3进行保温处理，使得热水不会迅速变冷，热量能够重复利用。

工作过程：在水蒸气从排气管1中排出后，首相经过延伸管21向下导向，随后进入液化管22内，被冷却管23包裹收冷液化，向下流到回收水箱25内，进行初步储存；

在冷却管23进行冷却的过程中，冷却水箱24内的水会逐渐升温，通过温度传感器进行检测，直至最后冷却水箱24温度升高到一定温度后，打开第一回收电动阀26，使得热水能够流到热蓄能水箱3中进行储存，此时需要启动另一冷却水箱24，继续液化管22进行冷却；

同时，蒸汽液化后的水温本就很高，再加上冷却水箱24中的温度不断升高，所以在回收水箱25中水位较高时，将回收水箱25中的水通入热蓄能水箱3中统一储存；

当热蓄能水箱3中水过多时，一部分软化水从热蓄能水箱3中流出，并流到冷蓄水箱组4中静置制冷，最终成为为冷却水箱24提供的冷水。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种蒸汽回收利用系统，其特征在于：包括连通于排气管（1）的水回收装置（2）、连通于水回收装置（2）的热蓄能水箱（3），水回收装置（2）包括连通于排气管（1）的液化管（22）、套设于液化管（22）外的冷却管（23）、连通冷却管（23）的多个冷却水箱（24）、连通液化管（22）且位于液化管（22）下方的回收水箱（25），其中液化管（22）顶部向上延伸，并与另一水回收装置（2）连通；冷却水箱（24）与热蓄能水箱（3）连通且两者之间设有第一回收电动阀（26），冷却水箱（24）内还设有检测水温的温度传感器，第一回收电动阀（26）与温度传感器耦接；回收水箱（25）与热蓄能水箱（3）连通且两者之间设有第二回收电动阀（27），回收水箱（25）内设有检测水位的第一水位传感器，第一水位传感器与第二回收电动阀（27）耦接；热蓄能水箱（3）内部设有热水能水箱内水位的第二水位传感器，热蓄能水箱（3）连通有冷蓄水箱组（4），并在两者之间设有第三回收电动阀（31），第三回收电动阀（31）与第二水位传感器耦接；冷蓄水箱组（4）与冷却水箱（24）连通，并在冷蓄水箱组（4）与冷却水箱（24）之间设有第四回收电动阀（41）。

2.根据权利要求1所述的一种蒸汽回收利用系统，其特征在于：所述水回收装置（2）还包括连通于排气管（1）且朝向地面倾斜延伸的延伸管（21）；液化管（22）底部与延伸管（21）连通，液化管（22）顶部与另一水回收装置（2）的延伸管（21）连通。

3.根据权利要求1所述的一种蒸汽回收利用系统，其特征在于：所述冷蓄水箱组（4）设有补水口，补水口上设有单向阀。

4.根据权利要求1所述的一种蒸汽回收利用系统，其特征在于：冷蓄水箱组（4）包括多个冷蓄水箱，冷蓄水箱彼此不连通且均与热蓄能水箱（3）连通，每个冷却水箱（24）均与所有冷蓄水箱连通。

5.根据权利要求1所述的一种蒸汽回收利用系统，其特征在于：冷蓄水箱周壁设有散热翅片。

6.根据权利要求1所述的一种蒸汽回收利用系统，其特征在于：所述冷蓄水箱组（4）连通于热蓄能水箱（3）底部。

7.根据权利要求1所述的一种蒸汽回收利用系统，其特征在于：所述热蓄能水箱（3）周壁包裹有保温层。

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