CN110081596A - 一种卤水提溴用换热装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卤水提溴用换热装置，包括并排分布的筒体，筒体的数量至少为两个，筒体设有内腔，内腔安装有用于通入卤水的换热管和加热管；筒体内的换热管依次连通，换热管为内外双层螺旋结构的四氟管；本发明提供的换热装置可以直接通过加热筒体内的软水对内外双层螺旋四氟管内的卤水进行升温预热，提高换热效率，大大降低能耗，该换热装置与电锅炉蒸发预热装置相比较，可以降低70%的电力损耗；使卤水预热温度准确控制在80‑85℃，提高了溴的蒸出率和溴素得率；构造简单，安全性能高，节能效果明显，可以在卤水提溴行业进行大力推广。

Description

一种卤水提溴用换热装置
技术领域
本发明涉及一种换热装置，具体的说，涉及一种卤水提溴用换热装置，属于卤水提溴设备技术领域。
背景技术
溴是重要的化工原料，广泛应用于高效阻燃剂、制冷剂、石油完成液、医药、燃料中间体及化学试剂等领域。目前，从卤水中提取溴素的方法有以下几种：水蒸汽蒸馏法、空气吹出法(酸液吸收法、碱液吸收法)、树脂吸附法、萃取法和沉淀法等。水蒸气蒸馏法是最早用于工业的提溴技术，其主要工艺原理是将酸化卤水预热后通入填料蒸馏塔被逆流而来的氯气氧化，料液中的溴离子被氧化为游离溴，利用溴与水的挥发度不同，在一定压力和温度的水蒸气作用下将游离溴由液相带出，送至冷凝器，溴蒸汽冷凝为溴素，该工艺路线简单、操作容易、原材料消耗少，适合大规模生产。
进塔制溴的卤水需要经过换热器进行预热处理，预热后的卤水温度控制原则必须高于溴的沸点，纯溴的沸点是58.8℃，为了满足溴生产工艺要求，提高溴素产品收率，卤水预热温度控制在80-85℃，这种温度对溴是解吸作用，溴不被卤水吸收，只能从卤水中分离出来，而对水蒸气是吸收作用，水分不再从卤水中分离，同时已汽化的水会被卤水吸收。
目前卤水提溴中卤水的预热方式是采用炭蒸汽炉、气蒸汽炉或电蒸汽炉将水加热蒸发，蒸发的气体通过蒸汽输送管输送到换热器中的玻璃冷凝器，将汽化热通过玻璃冷凝器交换给卤水并将卤水预热。现有卤水提溴用的换热装置存在以下不足之处：
a.蒸汽冷凝换热过程中大量的热能损耗在空气中，卤水不仅达不到80-85℃的预热效果，还导致大量能源与资源的浪费，能耗较高；一旦卤水的预热温度低于溴沸点，溴蒸汽将被卤水吸收，大量的溴在塔内循环，直接降低了溴的蒸出率，使溴素得率偏低；
b.卤水预热升温过程较慢，且卤水预热温度无法实现精确调节；
c.锅炉补给水量大，造成软水成本增加；
d.存在跑冒滴漏的现象，环保性能有待提高；
e.长期使用，卤水升温过程会导致换热器的结垢，结垢会使传热系数成倍下降，影响热效率。
综上所述，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要研发一种新型的卤水提溴用换热装置。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对以上不足，提供一种卤水提溴用换热装置，可以使卤水预热到80-85℃，降低能耗，提高溴的蒸出率和溴素得率；提高卤水预热升温速度，实现卤水预热温度的精确调节；降低锅炉用补给水，降低软水成本；杜绝跑冒滴漏现象的发生，提高环保性能；换热装置的传热系数不会随时间的延长而降低。
为解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种卤水提溴用换热装置，包括并排分布的筒体，筒体的数量至少为两个，筒体设有内腔，内腔安装有用于通入卤水的换热管和加热管；筒体内的换热管依次连通。
进一步地，所述换热管为内外双层螺旋结构的四氟管，四氟管的直径为30mm，壁厚为2mm，螺旋间距为2-5mm。
进一步地，所述加热管安装在筒体内腔底部，加热管的竖直高度为筒体内腔高度的一半；所述加热管的额定功率为30KW，加热管的功率可实现调节。
进一步地，所述筒体的内腔设有导热介质，导热介质为软水。
进一步地，所述筒体的顶部设有盖板，盖板上安装有竖直设置的泄压管；所述泄压管顶部的高度大于补给水桶内的水位高度。
进一步地，所述补给水桶安装筒体的上方，补给水桶通过进水管与筒体的内腔连通。
进一步地，所述加热管的功率由变频器进行调节；加热管由控制开关进行单独控制。
进一步地，所述筒体内腔的介质中安装有热电阻温度传感器的探头，热电阻温度传感器与变频器电连接，变频器根据温度信号调整加热管的功率，使筒体内腔介质处于85-99℃。
进一步地，所述筒体下部设有凹型底板，凹型底板的中心位置处安装有加热管座；所述凹型底板下方安装有排水管，排水管上安装有球阀；所述筒体的筒壁下端开设有矩形开口；所述筒体外壁分别设有一层隔热保温材料。
本发明采用以上技术方案后，与现有技术相比，具有以下优点：
1.本发明可以取代现有技术中的蒸气炉，可以直接通过加热筒体内的软水对内外双层螺旋四氟管内的卤水进行升温预热，提高了换热效率，大大降低能耗，本发明提供的换热装置与电蒸气炉相比较，可以降低70%的电力损耗；
2.本发明可以提高卤水升温速度，可以使卤水预热温度准确控制在80-85℃，卤水预热温度的准确控制，进一步提高了溴的蒸出率和溴素得率；
3.温度传感器随时检测筒体内部水温，将信号反馈给变频器，变频器根据反馈信号调整加热管的加热功率，使筒体内腔水温处于85-99℃，避免发生沸腾现象，大大降低软水消耗；该装置使用24小时添加软水不超过5公斤，而用蒸气炉24小时用软水约10立方，大大降低软水成本；
4.本发明卤水在换热过程中，杜绝了跑冒滴漏现象的发生，提高了环保性能；
5.本发明中的多个加热管采取单独控制方式，可以根据换热管内卤水的流速，决定加热管通电的数量，进一步起到节能的作用；
6.本发明中的换热管管壁表面光滑，并且有适度的挠性，在通卤水使用时微有振动，不易结垢，避免传热系数随使用时间的延长而降低；
7.本发明构造简单，安全性能高，节能效果明显，可以在卤水提溴行业进行大力推广。
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明中第一筒体的结构示意图；
图3是本发明中换热管的结构示意图；
图中，1-第一筒体，2-第二筒体，3-底座，4-矩形开口，5-凹型底板，6-加热管座，7-加热管，8-换热管，81-换热管进口，82-换热管出口，9-卤水进管，10-连通管，11-卤水出管，12-排水管，13-球阀，14-盖板，15-支架，16-补给水桶，17-进水管，18-热电阻温度传感器，19-变频器，20-电控箱，21-控制开关，22-泄压管，23-水桶。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。
实施例
如图1、图2和图3共同所示，本发明提供一种卤水提溴用换热装置，包括底座3，底座3上部设有并排分布的第一筒体1和第二筒体2，第一筒体1和第二筒体2的内腔通入软水，第一筒体1和第二筒体2外壁分别设有一层隔热保温材料；所述第一筒体1下部设有凹型底板5，凹型底板5与第一筒体1采用焊接方式固定，凹型底板5的中心位置处安装有加热管座6；所述加热管座6上部安装有两个竖直设置的加热管7，加热管7的竖直高度为第一筒体1内腔高度的一半，每个加热管7的额定功率为30KW；所述第一筒体1内腔的软水中浸有换热管8；所述换热管8为内外双层螺旋结构的四氟管，四氟管的直径为30mm，壁厚为2mm，螺旋间距为2-5mm，四氟管壁表面光滑，并且有适度的挠性，在使用时微有振动，不易结垢；换热管8的内螺旋套设在两个加热管7的外部；所述换热管8外螺旋的顶部设有换热管进口81，内螺旋的顶部设有换热管出口82，换热管进口81与第一筒体1筒壁上的卤水进管9相连通，卤水进管9与水泵管路连接；所述第一筒体1内腔的换热管8与第二筒体2内腔的换热管8通过连通管10相连通；所述第二筒体2与第一筒体1的内部结构相同，第二筒体2内腔也设由两个加热管7和一组换热管8；所述第二筒体2内换热管8的换热管出口82与第二筒体2筒壁上的卤水出管11相连通。
所述凹型底板5下方安装有排水管12，排水管12上安装有球阀13，排水管12用于将第一筒体1内腔的软水排出；所述第一筒体1和第二筒体2的筒壁下端开设有矩形开口4，矩形开口4的目的在于方便将加热管座6与变频器19进行电连接；所述变频器19安装在电控箱20内，电控箱20内还设有四个控制开关21，四个控制开关21与第一筒体1和第二筒体2内的四个加热管7一一对应，单独控制的好处在于节能，可以根据换热管8内卤水的流速，决定加热管7通电的数量；所述第一筒体1和第二筒体2的顶部通过法兰分别与圆形盖板14固定连接，所述盖板14上分别安装热电阻温度传感器18，热电阻温度传感器18的探头位于第一筒体1和第二筒体2内腔的水中，用于随时检测水温，然后反馈信号给变频器19，变频器19根据反馈信号调整电流大小，从而调整加热管7的加热功率，使第一筒体1和第二筒体2内腔水温处于85-99℃，防止发生沸腾现象，大大降低第一筒体1和第二筒体2内腔的软水消耗；所述盖板14上方设有支架15，支架15上安装有补给水桶16，补给水桶16通过进水管17与第一筒体1、第二筒体2的内腔分别连通，补给水桶16用于补充维持第一筒体1和第二筒体2内腔的水位；所述盖板14上安装有竖直设置的泄压管22，泄压管22与第一筒体1、第二筒体2的内腔分别连通；所述泄压管22顶部的高度大于补给水桶16内的水位高度，泄压管22通过水管连接水桶23；设置泄压管22的目的在于第一筒体1和第二筒体2内腔的水发生沸腾现象时进行泄压，防止水蒸气无处释放而使筒体内的压力无限增大，发生爆炸的危险。
具体实施方式：
第一筒体1和第二筒体2内腔的软水在加热管7的作用下升温至85-99℃，软水在升温的过程中由热电阻温度传感器18检测第一筒体1和第二筒体2内腔的水温，然后反馈信号给变频器19，变频器19根据反馈信号调整电流大小，从而调整加热管7的加热功率，使第一筒体1和第二筒体2内腔水温一直处于85-99℃之间；待预热的卤水在水泵的作用下被输送至第一筒体1的换热管8内，升温后的软水将换热管8内的卤水进行初步预热，初步预热后的卤水通过连通管10被输送至第二筒体2内的换热管8，换热管8内的卤水继续吸热升温，经过两组换热管8预热后，从卤水出管11出来的卤水温度控制在80-85℃。
以上所述为本发明最佳实施方式的举例，其中未详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。本发明的保护范围以权利要求的内容为准，任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换，也在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：包括并排分布的筒体，筒体的数量至少为两个，筒体设有内腔，内腔安装有用于通入卤水的换热管（8）和加热管（7）；筒体内的换热管（8）依次连通。
2.如权利要求1所述的一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：所述换热管（8）为内外双层螺旋结构的四氟管，四氟管的直径为30mm，壁厚为2mm，螺旋间距为2-5mm。
3.如权利要求1所述的一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：所述加热管（7）安装在筒体内腔底部，加热管（7）的竖直高度为筒体内腔高度的一半；所述加热管（7）的额定功率为30KW，加热管（7）的功率可实现调节。
4.如权利要求1所述的一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：所述筒体的内腔设有导热介质，导热介质为软水。
5.如权利要求1所述的一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：所述筒体的顶部设有盖板（14），盖板（14）上安装有竖直设置的泄压管（22）；所述泄压管（22）顶部的高度大于补给水桶（16）内的水位高度。
6.如权利要求5所述的一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：所述补给水桶（16）安装筒体的上方，补给水桶（16）通过进水管（17）与筒体的内腔连通。
7.如权利要求1所述的一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：所述加热管（7）的功率由变频器（19）进行调节；加热管（7）由控制开关（21）进行单独控制。
8.如权利要求1所述的一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：所述筒体内腔的介质中安装有热电阻温度传感器（18）的探头，热电阻温度传感器（18）与变频器（19）电连接，变频器（19）根据温度信号调整加热管（7）的功率，使筒体内腔介质处于85-99℃。
9.如权利要求1所述的一种卤水提溴用换热装置，其特征在于：所述筒体下部设有凹型底板（5），凹型底板（5）的中心位置处安装有加热管座（6）；所述凹型底板（5）下方安装有排水管（12），排水管（12）上安装有球阀（13）；所述筒体的筒壁下端开设有矩形开口（4）；所述筒体外壁分别设有一层隔热保温材料。
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