CN111003371A - 一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺 - Google Patents
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Abstract
一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺，涉及一种化工工艺，储罐本体上，安装储罐配置热虹吸加热器系统，对热虹吸加热器进行预热。物料进入储罐后，完全开启加热蒸汽入口管上的温度调节阀，向热虹吸加热器供蒸汽，在管外蒸汽的加热下，热虹吸小管上部液面会由于温度高会出现部分汽化现象，工艺蒸汽通过物料返回管进入储罐液面下，热虹吸小管上部会出现负压，物料返回储罐，实现了热虹吸的物料循环，使罐内物料处于连续的流动状态。本发明采用外置式虹吸装置，避免了搅拌器润滑油滴入溶液引起爆炸的风险；利用虹吸原理，不仅可持续供热，而且可代替搅拌器，实现自循环流动，避免结晶发生；解决了易结晶溶液保存时间短的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工工艺，特别是涉及一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺。
背景技术
化工装置中，经常要用储罐储存溶液，对于一些结晶温度较高的溶液，保温效果不好或不均匀，就会导致物料结晶，难以处理。所以，在实际装置中，这类储罐一般直径都不大，并且内部加热盘管占用了很大空间，储存量较小，不太方便化工装置的生产操作。例如对于硝酸铵溶液，当浓度为90%时，它的结晶温度是95℃；当浓度为95%时，它的结晶温度是125℃,这样物料的储罐对保温要求很高，储量一般不大于80m3，储存时间比较短。还需要在储罐上设置搅拌器，通过搅伴使流体处理流动状态，减缓结晶。但搅拌器传动装置上有润滑油，润滑油有混入物料的风险，有些物料是绝对禁油的，比如硝酸铵，混入油后极易发生爆炸。所以，需要有一种高效安全的防结晶储罐工艺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺，本发明依靠热虹吸加热器进行物料循环流动，防止物料结晶，又省去了传统储罐的电动搅伴器的机械装置，利用温度调节器（温度计和调节阀）使加热器处于正常热虹吸温度范围，能够较好的控制物料在热吸管内的产生热虹吸移动。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺，所述工艺包括工艺装置及工艺方法；
所述工艺装置包括以下：
储罐本体上部设有物料入口，下部设有物料出口，储罐设有液位计，顶部设有排气口，下部设有储罐温度计，外部设有保温层；储罐配置热虹吸加热器系统，该系统包括热虹吸加热器主体，内部有热虹吸小管，下部有物料引出管与储罐相连，加热器上部有物料返回管与储罐上部相连；其上设有返液温度计，加热壳体上部有加热蒸汽入口管，其上有温度调节阀，加热壳体下部有蒸汽冷凝液出口管，其上设有疏水器；
所述工艺方法包括以下过程：
物料进储罐前，先微小开启蒸汽温度调节阀，对热虹吸加热器进行预热；物料从外界由物料入口进入储罐，由液位计监控到达正常液位后，停止进料；利用保温层进行基本保温，并通过温度计监测储罐内物料温度；物料进入储罐后，完全开启加热蒸汽入口管上的温度调节阀，转入自动调节，向热虹吸加热器供蒸汽，此时物料已通过物料引出管进入热虹吸小管，在管外蒸汽的加热下，并通过温度调节器和温度调节阀调节加热温度在物料沸点附近，热虹吸小管上部液面会由于温度高会出现部分汽化现象，工艺蒸汽通过物料返回管进入储罐液面下，而储罐液体温度较低，蒸汽被冷凝，于是热虹吸小管上部会出现负压，并且热虹吸小管内液体与储罐内流体相比密度较小，这样物料就会从热虹吸小管通过物料返回管返回储罐，实现了热虹吸的物料循环，使罐内物料处于连续的流动状态；热虹吸加热器加热蒸汽的冷凝液由通过蒸汽冷凝液出口管和疏水器排出。
所述的一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺，所述物料返回管引入液面下。
所述的一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺，所述温度调节阀调节加热温度在物料沸点附近为低于常压下沸点5℃即可。
本发明的优点与效果是：
1.本发明完全依靠热虹吸加热器进行物料循环流动，防止物料结晶，又省去了传统储罐的电动搅伴器的机械装置，无油无电，安全、可靠、节能。
2. 本发明完全依靠热虹吸加热器补充热量，使物料保持一定温度，防止物料结晶。
3.本发明利用温度调节器（温度计和调节阀）使加热器处于正常热虹吸温度范围，能够较好的控制物料在热吸管内的产生热虹吸移动，这样就形成了物料循环的动力。
附图说明
图1是本发明利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺的示意图；
图2是本发明图1的局部放大图。
图中：1—储罐，2—物料入口，3—物料出口，4—液位计，5—排气口，6—储罐温度计，7—保温层，8—热虹吸加热器主体，9—热虹吸小管，10—物料引出管，11—物料返回管，12—返液温度计，13—加热蒸汽入口管，14—温度调节阀，15—蒸汽冷凝液出口管，16—疏水器。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。
本发明在将物料从储罐底部引出，在外部有热虹吸加热器（内部有热虹吸小管），物料被热虹吸小管外蒸汽加热后处于沸点温度附近，比重减小，沿热虹吸小管上升，从上部返回储罐。这样，物料不断由储罐底部引出再返回储罐上部，内部溶液处于持续流动状态，并且不断有热量补充，能有效防止物料结晶，储存周期长，储罐容量可以较大。
本发明工艺由以下部分构成：
(1)储罐部分：
储罐1，上部有物料入口2，下部有物料出口3，储罐设有液位计4，顶部有排气口5，下部设有储罐温度计6，外部有保温层7。
(2)热虹吸加热器部分:
热虹吸加热器主体8，内部有热虹吸小管9，下部有物料引出管10与储罐相连，加热器上部有物料返回管11与储罐上部相连（引入液面下，避免工艺汽逸出），其上设有返液温度计12，加热壳体上部有加热蒸汽入口管13，其上有温度调节阀14，加热壳体下部有蒸汽冷凝液出口管15，其上设有疏水器16。
工艺过程：
在物料进储罐1前，先微小开启蒸汽温度调节阀，对热虹吸加热器进行预热。物料从外界由物料入口2进入储罐1，由液位计4监控到达正常液位后，停止进料。利用保温层7进行基本保温，并通过温度计6监测储罐内物料温度。物料进入储罐后，完全开启加热蒸汽入口管上的温度调节阀，转入自动调节，向热虹吸加热主体8供蒸汽，此时物料已通过物料引出管10进入热虹吸小管9，在管外蒸汽的加热下，并通过返液温度计12调节加热温度在物料沸点附近（低于常压下沸点约5℃），热虹吸小管9上部液面会由于温度高会出现部分汽化现象，工艺蒸汽通过物料返回管11进入储罐液面下，而储罐液体温度较低，蒸汽被冷凝，于是热虹吸小管9上部会出现负压，并且热虹吸小管9内液体与储罐内流体相比密度较小，这样物料就会从热虹吸小管9通过物料返回管11返回储罐，实现了热虹吸的物料循环，使罐内物料处于连续的流动状态。热虹吸加热器主体8加热蒸汽的冷凝液由通过蒸汽冷凝液出口管和疏水器排出。
热虹吸加热器主体8的台数可以依据储罐1直径大小确定。当储罐1直径小于3m时，设1~2台热虹吸加热器；当储罐1直径大于3m时，设3~4台热虹吸加热器。
热虹吸加热器主体8的直径可以是DN200~DN300，依据物料结晶温度与沸点的温差确定，温差小于60℃时，直径选用DN300；温差大于60℃时，直径选用DN200或DN250。热虹吸小管9直径为DN20，管数依据热虹吸加热主体8的直径确定，DN200时管数约16~22个； DN250时管数约20~28个；DN300时管数约28~38个。
实施例1：
物料A的结晶温度95℃，常压下沸点145℃，储罐1直径4m,储存容积约80m3。返液温度计12直径DN250，数量为2个（对称布置），热虹吸小管9的管数为22个，物料引出管10和物料返回管11的管径为DN100。加热蒸汽参数为0.5MPa(g),饱和温度158℃,返液温度计12和温度调节阀14控制加热物料为140℃。
物料A进入储罐前，先30%开度开启温度调节阀14，让蒸汽对热虹吸加热器1进行预热10分钟后进料。该物料A进入储罐1的温度为120℃，进入储罐后，完全开启热虹吸加热器1的蒸汽进口温度调节阀14，转入自动温度调节，并监测储罐内物料温度在结晶温度之上一定范围（110~130℃）。这样，对物料进行热虹吸循环流动的推动和保温，有效防止物料结晶。
实施例2：
物料B的结晶温度125℃，常压下沸点170℃，储罐1直径5m,储存容积约120m3。返液温度计12直径DN200，数量为4个（对称均布），热虹吸小管9的管数为18个，物料引出管10和物料返回管11的管径为DN100。加热蒸汽参数为0.8MPa(g),饱和温度175℃,返液温度计12和温度调节阀14控制加热物料为165℃。
物料B进入储罐前，先30%开度开启温度调节阀14，让蒸汽对热虹吸加热器1进行预热10分钟后进料。该物料A进入储罐1的温度为140℃，进入储罐后，完全开启热虹吸加热器1的蒸汽进口温度调节阀14，转入自动温度调节，并监测储罐内物料温度在结晶温度之上一定范围（130~150℃）。这样，对物料进行热虹吸循环流动的推动和保温，有效防止物料结晶。
实施例3：
物料C的结晶温度80℃，常压下沸点155℃，储罐1直径6m,储存容积约160m3。返液温度计12直径DN300，数量为2个（对称布置），热虹吸小管9的管数为38个，物料引出管10和物料返回管11的管径为DN150。加热蒸汽参数为0.5MPa(g),饱和温度158℃,返液温度计12和温度调节阀14控制加热物料为150℃。
物料C进入储罐前，先30%开度开启温度调节阀14，让蒸汽对热虹吸加热器1进行预热10分钟后进料。该物料A进入储罐1的温度为110℃，进入储罐后，完全开启热虹吸加热器1的蒸汽进口温度调节阀14，转入自动温度调节，并监测储罐内物料温度在结晶温度之上一定范围（100~130℃）。这样，对物料进行热虹吸循环流动的推动和保温，有效防止物料结晶。
Claims (3)
1.一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺，其特征在于，所述工艺包括工艺装置及工艺方法；
所述工艺装置包括以下：
储罐(1)上部设有物料入口(2)，下部设有物料出口(3)，储罐设有液位计(4)，顶部设有排气口(5)，下部设有储罐温度计(6)，外部设有保温层(7)；储罐配置热虹吸加热器系统，该系统包括热虹吸加热器主体(8)，内部有热虹吸小管(9)，下部有物料引出管(10)与储罐相连，加热器上部有物料返回管(11)与储罐上部相连；其上设有返液温度计(12)，加热壳体上部有加热蒸汽入口管(13)，其上有温度调节阀(14)，加热壳体下部有蒸汽冷凝液出口管(15)，其上设有疏水器(16)；
所述工艺方法包括以下过程：
物料进储罐(1)前，先微小开启蒸汽温度调节阀，对热虹吸加热器进行预热；物料从外界由物料入口(2)进入储罐(1)，由液位计(4)监控到达正常液位后，停止进料；利用保温层(7)进行基本保温，并通过温度计(6)监测储罐内物料温度；物料进入储罐后，完全开启加热蒸汽入口管上的温度调节阀，转入自动调节，向热虹吸加热主体(8)供蒸汽，此时物料已通过物料引出管(10)进入热虹吸小管(9)，在管外蒸汽的加热下，并通过返液温度计(12)和温度调节阀调节加热温度在物料沸点附近，热虹吸小管(9)上部液面会由于温度高会出现部分汽化现象，工艺蒸汽通过物料返回管(11)进入储罐液面下，而储罐液体温度较低，蒸汽被冷凝，于是热虹吸小管(9)上部会出现负压，并且热虹吸小管(9)内液体与储罐内流体相比密度较小，这样物料就会从热虹吸小管(9)通过物料返回管(11)返回储罐，实现了热虹吸的物料循环，使罐内物料处于连续的流动状态；热虹吸加热器主体(8)加热蒸汽的冷凝液由通过蒸汽冷凝液出口管和疏水器排出。
2.根据权利要求1所述的一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺，其特征在于，所述物料返回管(11)引入液面下。
3.根据权利要求1所述的一种利用热虹吸原理防止储罐物料结晶的工艺，其特征在于，所述温度调节阀调节加热温度在物料沸点附近为低于常压下沸点5℃即可。
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