CN112316471A - 化工余热回收利用减压精馏装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了化工余热回收利用减压精馏装置，包括精馏塔、进料管、上出料管、下出料管、刮料机构、第一驱动机构、搅拌机构、第二驱动机构和加热机构，所述进料管固定连接在精馏塔外侧中间位置，所述上出料管固定连接在精馏塔上端远离进料管一侧，所述下出料管固定连接在精馏塔下端中间位置，所述刮料机构设置于精馏塔内且位于进料管与上出料管之间，本发明所达到的有益效果是：通过第一驱动机构的螺纹杆转动，可以带动刮料机构的刮料环向上运动，从而使精馏塔侧壁上的蒸汽水珠刮除，并且使水珠储存在集液槽内，最终将收集液从上出料管排出，有效的避免了蒸汽水珠重新流回精馏塔底部，提高了精馏效率。

Description

化工余热回收利用减压精馏装置

技术领域

本发明涉及化精馏装置，尤其涉及化工余热回收利用减压精馏装置，属于化工生产技术领域。

背景技术

精馏是利用混合物中各组分挥发度不同而将各组分加以分离的一种分离过程，常用的设备有板式精馏塔和填料精馏塔，料液从塔的中部加入，进料管以上的塔段，把上升蒸气中易挥发组分进一步增浓，称为精馏段，进料管以下的塔段，从下降液体中提取易挥发组分，称为提馏段，从塔顶引出的蒸气经冷凝，一部分凝液作为回流液从塔顶返回精馏塔，其余馏出液即为塔顶产品，塔底引出的液体经再沸器部分气化，蒸气沿塔上升，余下的液体作为塔底产品。

然而在实际操作过程中，由于精馏塔上半段温度较低，导致精馏塔内的蒸汽向上运动与精馏塔上半段内侧壁接触时，会使蒸汽冷凝成水珠，并且水珠会从精馏塔侧壁重新流到精馏塔底部，降低了精馏效率，并且在原料溶液进入精馏塔内后，会始终在精馏塔底部保持静止状态，在加热过程中，无法使原料溶液均匀加热，同时也无法使原料溶液快速蒸馏，同时精馏塔内的加热板在为原料溶液加热过程中，由于加热板均是固定在精馏塔内侧壁且精馏塔均为金属材料，不仅会产生大量的热量流失，而且不方便对加热板的安装和拆卸。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的化工余热回收利用减压精馏装置。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计化工余热回收利用减压精馏装置，包括精馏塔、进料管、上出料管、下出料管、刮料机构、第一驱动机构、搅拌机构、第二驱动机构和加热机构，所述进料管固定连接在精馏塔外侧中间位置，所述上出料管固定连接在精馏塔上端远离进料管一侧，所述下出料管固定连接在精馏塔下端中间位置，所述刮料机构设置于精馏塔内且位于进料管与上出料管之间，所述第一驱动机构设置于精馏塔上端，所述搅拌机构设置于精馏塔内且位于进料管与下出料管之间，所述第二驱动机构设置于精馏塔外侧且位置与搅拌机构位置相对应，所述加热机构设置于精馏塔底部且位于下出料管外侧；

所述刮料机构包括刮料环、固定柱、螺纹套筒、限位块和橡胶垫，所述刮料环滑动连接在精馏塔内且位于进料管和上出料管之间，所述刮料环内侧壁均固定连接有四个固定柱，四个所述固定柱远离刮料环内侧壁一端固定连接有一个螺纹套筒，所述刮料环外侧与精馏塔内侧壁连接处均匀固定连接有四个限位块，所述精馏塔内侧壁与限位块相对应位置均开设有一个滑槽，所述滑槽均位于进料管与上出料管之间，四个所述限位块分别滑动连接在相对应的滑槽内，所述刮料环上端外侧开设有一个集液槽，所述刮料环外侧固定连接有一个橡胶垫，所述橡胶垫外侧与精馏塔内侧壁相接触；

所述第一驱动机构包括伺服电机、螺纹杆、第一轴承和限位板，所述伺服电机固定连接在精馏塔上端中心位置，所述螺纹杆固定连接在伺服电机输出端，所述螺纹杆下端穿过精馏塔上端侧壁且与精馏塔上端侧壁旋转连接，所述螺纹杆位于精馏塔内一端穿过刮料机构的螺纹套筒且与螺纹套筒螺纹连接，所述螺纹杆下端穿过刮料机构的螺纹套筒且固定连接有一个限位板。

优选的，所述螺纹杆与精馏塔上端侧壁连接处固定连接有一个第一轴承，所述第一轴承外圈外侧固定连接在精馏塔上端侧壁内，所述第一轴承内圈内侧固定连接在螺纹杆上。

优选的，所述搅拌机构包括搅拌槽、第一旋转块、第二旋转块、搅拌杆、旋转槽和转珠，所述搅拌槽开设在精馏塔内侧壁且位于进料管和下出料管之间，所述第一旋转块和第二旋转块均旋转连接在搅拌槽内，所述第一旋转块位于第二旋转块正上方，所述第一旋转块和第二旋转块位于精馏塔内一端均穿过搅拌槽且均固定连接有四个搅拌杆，四个所述搅拌杆均位于第一旋转块和第二旋转块内侧均匀分布。

优选的，所述第二旋转块上端与第一旋转块连接处均匀开设有若干个旋转槽，若干个所述旋转槽内均旋转连接有一个转珠，所述转珠上端均穿过相对应的旋转槽且均与第一旋转块下端相接触。

优选的，所述第二驱动机构包括安装底座、驱动电机、连接转轴、安装槽、齿轮板和支撑齿轮，所述安装槽开设于搅拌机构的第一旋转块和第二旋转块内且位于第一旋转块和第二旋转块外侧连接处，所述安装槽上下两端侧壁均固定连接有一个齿轮板，所述安装槽内且位于齿轮板之间均匀旋转连接有四个支撑齿轮，四个所述支撑齿轮上下两端分别与相对应的齿轮板啮合连接，四个所述支撑齿轮外侧中心位置均固定连接有一个连接转轴，所述连接转轴远离支撑齿轮一端均旋转连接在精馏塔侧壁内。

优选的，所述安装底座固定连接在精馏塔外侧且位置与安装槽相对应，所述驱动电机固定连接在安装底座上端，所述驱动电机输出端与其中一个连接转轴固定连接。

优选的，所述连接转轴与精馏塔侧壁连接处均固定连接有一个第二轴承，所述第二轴承外圈外侧均固定连接在精馏塔侧壁内，所述第二轴承内圈内侧均固定连接在相对应的连接转轴上。

优选的，所述加热机构包括隔热套、卡槽、底板、加热板和导热板，所述隔热套螺纹连接在精馏塔下端且位于下出料管外侧，所述隔热套为圆环结构，所述隔热套上端开设有一个卡槽，所述加热板卡接在卡槽内，所述隔热套底部固定连接有一个底板。

优选的，所述导热板固定连接在精馏塔底部且位置与加热板相对应，所述导热板为金属导热材料，所述加热板上端与导热板下端相接触。

优选的，所述精馏塔下端外侧均匀固定连接有四个支撑架，四个所述支撑架下端均固定连接有一个支撑底座。

本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置，有益效果在于：

1.通过第一驱动机构的螺纹杆转动，可以带动刮料机构的刮料环向上运动，从而使精馏塔侧壁上的蒸汽水珠刮除，并且使水珠储存在集液槽内，最终将收集液从上出料管排出，有效的避免了蒸汽水珠重新流回精馏塔底部，提高了精馏效率。

2.通过第二驱动机构的支撑齿轮转动，可以带动两个齿轮板反向转动，从而使第一旋转块和第二旋转块带动搅拌杆反方向转动，实现了原料溶液在加热过程中的充分搅拌，提高了原料溶液的蒸馏速度。

3.通过将加热板卡接在隔热套内，再将隔热套固定在精馏塔底部，不仅方便了加热板的安装和拆卸，而且可以避免加热板在加热过程中的热量损失，有效的节约了能源。

附图说明

图1为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的正面剖切结构示意图；

图2为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的图1中A出放大结构示意图；

图3为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的俯视位于刮料机构处剖切结构示意图；

图4为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的俯视位于搅拌机构处剖切结构示意图；

图5为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的搅拌槽外侧几部剖切结构示意图；

图6为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的搅拌槽内侧局部剖切结构示意图；

图7为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的隔热套外观结构示意图；

图8为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的第一旋转块与第二旋转块了解结构示意图；

图9为本发明提出的化工余热回收利用减压精馏装置的图8中B出放大结构示意图。

图中：精馏塔1、进料管2、上出料管3、下出料管4、刮料机构5、刮料环51、固定柱52、螺纹套筒53、集液槽54、限位块55、滑槽56、橡胶垫57、第一驱动机构6、伺服电机61、螺纹杆62、第一轴承63、限位板64、搅拌机构7、搅拌槽71、第一旋转块72、第二旋转块73、搅拌杆74、旋转槽75、转珠76、第二驱动机构8、安装底座81、驱动电机82、连接转轴83、安装槽84、齿轮板85、支撑齿轮86、第二轴承87、加热机构9、隔热套91、卡槽92、底板93、加热板94、导热板95、支撑架10、支撑底座11。

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。

参照图1-9，化工余热回收利用减压精馏装置，包括精馏塔1、进料管2、上出料管3、下出料管4、刮料机构5、第一驱动机构6、搅拌机构7、第二驱动机构8和加热机构9，所述进料管2固定连接在精馏塔1外侧中间位置，所述上出料管3固定连接在精馏塔1上端远离进料管2一侧，所述下出料管4固定连接在精馏塔1下端中间位置，所述刮料机构5设置于精馏塔1内且位于进料管2与上出料管3之间，所述第一驱动机构6设置于精馏塔1上端，所述搅拌机构7设置于精馏塔1内且位于进料管2与下出料管4之间，所述第二驱动机构8设置于精馏塔1外侧且位置与搅拌机构7位置相对应，所述加热机构9设置于精馏塔1底部且位于下出料管4外侧，提高了精馏效率；

所述刮料机构5包括刮料环51、固定柱52、螺纹套筒53、限位块55和橡胶垫57，所述刮料环51滑动连接在精馏塔1内且位于进料管2和上出料管3之间，所述刮料环51内侧壁均固定连接有四个固定柱52，四个所述固定柱52远离刮料环51内侧壁一端固定连接有一个螺纹套筒53，所述刮料环51外侧与精馏塔1内侧壁连接处均匀固定连接有四个限位块55，所述精馏塔1内侧壁与限位块55相对应位置均开设有一个滑槽56，所述滑槽56均位于进料管2与上出料管3之间，四个所述限位块55分别滑动连接在相对应的滑槽56内，所述刮料环51上端外侧开设有一个集液槽54，所述刮料环51外侧固定连接有一个橡胶垫57，所述橡胶垫57外侧与精馏塔1内侧壁相接触，橡胶垫57可以使刮料环51的滑动时，对精馏塔1侧壁水珠刮除更加干净；

所述第一驱动机构6包括伺服电机61、螺纹杆62、第一轴承63和限位板64，所述伺服电机61固定连接在精馏塔1上端中心位置，所述螺纹杆62固定连接在伺服电机61输出端，所述螺纹杆62下端穿过精馏塔1上端侧壁且与精馏塔1上端侧壁旋转连接，所述螺纹杆62位于精馏塔1内一端穿过刮料机构5的螺纹套筒53且与螺纹套筒53螺纹连接，所述螺纹杆62下端穿过刮料机构5的螺纹套筒53且固定连接有一个限位板64，通过刮料机构5的刮料环51向上运动，从而使精馏塔1侧壁上的蒸汽水珠刮除，并且使水珠储存在集液槽54内，最终将收集液从上出料管3排出，有效的避免了蒸汽水珠重新流回精馏塔1底部。

其中，所述精馏塔1下端外侧均匀固定连接有四个支撑架10，四个所述支撑架10下端均固定连接有一个支撑底座11，支撑架10可以对整个装置起到支撑作用，从而方便下出料管4排料。

其中，所述加热机构9包括隔热套91、卡槽92、底板93、加热板94和导热板95，所述隔热套91螺纹连接在精馏塔1下端且位于下出料管4外侧，所述隔热套91为圆环结构，所述隔热套91上端开设有一个卡槽92，所述加热板94卡接在卡槽92内，所述隔热套91底部固定连接有一个底板93，所述导热板95固定连接在精馏塔1底部且位置与加热板94相对应，所述导热板95为金属导热材料，所述加热板94上端与导热板95下端相接触，通过加热板94卡接在隔热套91内，再将隔热套91固定在精馏塔1底部，不仅方便了加热板94的安装和拆卸，而且可以避免加热板94在加热过程中的热量损失。

其中，所述第二驱动机构8包括安装底座81、驱动电机82、连接转轴83、安装槽84、齿轮板85和支撑齿轮86，所述安装槽84开设于搅拌机构7的第一旋转块72和第二旋转块73内且位于第一旋转块72和第二旋转块73外侧连接处，所述安装槽84上下两端侧壁均固定连接有一个齿轮板85，所述安装槽84内且位于齿轮板85之间均匀旋转连接有四个支撑齿轮86，四个所述支撑齿轮86上下两端分别与相对应的齿轮板85啮合连接，四个所述支撑齿轮86外侧中心位置均固定连接有一个连接转轴83，所述连接转轴83远离支撑齿轮86一端均旋转连接在精馏塔1侧壁内，所述安装底座81固定连接在精馏塔1外侧且位置与安装槽84相对应，所述驱动电机82固定连接在安装底座81上端，所述驱动电机82输出端与其中一个连接转轴83固定连接，所述连接转轴83与精馏塔1侧壁连接处均固定连接有一个第二轴承87，所述第二轴承87外圈外侧均固定连接在精馏塔1侧壁内，所述第二轴承87内圈内侧均固定连接在相对应的连接转轴83上，第二驱动机构8驱动电机82的支撑齿轮86转动，可以带动两个齿轮板85反向转动，从而可以为搅拌机构7的搅拌杆74的转动提供动力。

其中，所述搅拌机构7包括搅拌槽71、第一旋转块72、第二旋转块73、搅拌杆74、旋转槽75和转珠76，所述搅拌槽71开设在精馏塔1内侧壁且位于进料管2和下出料管4之间，所述第一旋转块72和第二旋转块73均旋转连接在搅拌槽71内，所述第一旋转块72位于第二旋转块73正上方，所述第一旋转块72和第二旋转块73位于精馏塔1内一端均穿过搅拌槽71且均固定连接有四个搅拌杆74，四个所述搅拌杆74均位于第一旋转块72和第二旋转块73内侧均匀分布，所述第二旋转块73上端与第一旋转块72连接处均匀开设有若干个旋转槽75，若干个所述旋转槽75内均旋转连接有一个转珠76，所述转珠76上端均穿过相对应的旋转槽75且均与第一旋转块72下端相接触，通过两个齿轮板85反向转动，从而使第一旋转块72和第二旋转块73带动搅拌杆74反方向转动，实现了原料溶液在加热过程中的充分搅拌，提高了原料溶液的蒸馏速度。

其中，所述螺纹杆62与精馏塔1上端侧壁连接处固定连接有一个第一轴承63，所述第一轴承63外圈外侧固定连接在精馏塔1上端侧壁内，所述第一轴承63内圈内侧固定连接在螺纹杆62上，第一轴承63可以在不影响螺纹杆62转动的情况下将螺纹杆62固定。

工作原理：在使用时，首先将整个装置连接外部电源，然后将加热板94卡接到隔热套91上端的卡槽92内，再转动底板93，使隔热套91可以卡接在精馏塔1底部，并且使加热板94上端与导热板95下端相接触，然后将原料溶液通过进料管2注入精馏塔1内，通过加热板94通电加热，使热量可以通过导热板95的传递为精馏塔1内的原料溶液加热，同时开启驱动电机82，使驱动电机82输出端带动连接转轴83转动，从而使支撑齿轮86跟随连接转轴83同步转动，并且使安装槽84内上下两端的齿轮板85反向转动，最终将带动第一旋转块72和第二旋转块73反向转动，使上下两组搅拌杆74可以位于精馏塔1内反向转动，实现对原料溶液进行搅拌，使原料溶液可以均匀且快速的蒸馏，并且使蒸气通过精馏塔1上端的上出料管3排出，最后将剩余溶液从下出料管4排出，完成对原料溶液的精馏，在精馏塔1上半段内侧壁出现大量水珠时，开启伺服电机61，使伺服电机61输出端带动螺纹杆62转动，从而使螺纹套筒53位于螺纹杆62上向上运动，最终将带动刮料环51位于精馏塔1内向上运动，使刮料环51外侧可以对精馏塔1内侧壁上的水珠进行刮除，并且使水珠可以收集到集液槽54内，当刮料环51上升至与上出料管3对齐时，集液槽54内收集的液体将从上出料管3排出，有效的避免精馏塔1内侧壁水珠流回原料溶液，从而提高精馏效率。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.化工余热回收利用减压精馏装置，包括精馏塔(1)、进料管(2)、上出料管(3)、下出料管(4)、刮料机构(5)、第一驱动机构(6)、搅拌机构(7)、第二驱动机构(8)和加热机构(9)。

2.根据权利要求2所述的化工余热回收利用减压精馏装置，其特征在于，所述进料管(2)固定连接在精馏塔(1)外侧中间位置，所述上出料管(3)固定连接在精馏塔(1)上端远离进料管(2)一侧，所述下出料管(4)固定连接在精馏塔(1)下端中间位置，所述刮料机构(5)设置于精馏塔(1)内且位于进料管(2)与上出料管(3)之间，所述第一驱动机构(6)设置于精馏塔(1)上端，所述搅拌机构(7)设置于精馏塔(1)内且位于进料管(2)与下出料管(4)之间，所述第二驱动机构(8)设置于精馏塔(1)外侧且位置与搅拌机构(7)位置相对应，所述加热机构(9)设置于精馏塔(1)底部且位于下出料管(4)外侧；

所述刮料机构(5)包括刮料环(51)、固定柱(52)、螺纹套筒(53)、限位块(55)和橡胶垫(57)，所述刮料环(51)滑动连接在精馏塔(1)内且位于进料管(2)和上出料管(3)之间，所述刮料环(51)内侧壁均固定连接有四个固定柱(52)，四个所述固定柱(52)远离刮料环(51)内侧壁一端固定连接有一个螺纹套筒(53)，所述刮料环(51)外侧与精馏塔(1)内侧壁连接处均匀固定连接有四个限位块(55)，所述精馏塔(1)内侧壁与限位块(55)相对应位置均开设有一个滑槽(56)，所述滑槽(56)均位于进料管(2)与上出料管(3)之间，四个所述限位块(55)分别滑动连接在相对应的滑槽(56)内，所述刮料环(51)上端外侧开设有一个集液槽(54)，所述刮料环(51)外侧固定连接有一个橡胶垫(57)，所述橡胶垫(57)外侧与精馏塔(1)内侧壁相接触；

所述第一驱动机构(6)包括伺服电机(61)、螺纹杆(62)、第一轴承(63)和限位板(64)，所述伺服电机(61)固定连接在精馏塔(1)上端中心位置，所述螺纹杆(62)固定连接在伺服电机(61)输出端，所述螺纹杆(62)下端穿过精馏塔(1)上端侧壁且与精馏塔(1)上端侧壁旋转连接，所述螺纹杆(62)位于精馏塔(1)内一端穿过刮料机构(5)的螺纹套筒(53)且与螺纹套筒(53)螺纹连接，所述螺纹杆(62)下端穿过刮料机构(5)的螺纹套筒(53)且固定连接有一个限位板(64)；所述螺纹杆(62)与精馏塔(1)上端侧壁连接处固定连接有一个第一轴承(63)，所述第一轴承(63)外圈外侧固定连接在精馏塔(1)上端侧壁内，所述第一轴承(63)内圈内侧固定连接在螺纹杆(62)上；所述搅拌机构(7)包括搅拌槽(71)、第一旋转块(72)、第二旋转块(73)、搅拌杆(74)、旋转槽(75)和转珠(76)，所述搅拌槽(71)开设在精馏塔(1)内侧壁且位于进料管(2)和下出料管(4)之间，所述第一旋转块(72)和第二旋转块(73)均旋转连接在搅拌槽(71)内，所述第一旋转块(72)位于第二旋转块(73)正上方，所述第一旋转块(72)和第二旋转块(73)位于精馏塔(1)内一端均穿过搅拌槽(71)且均固定连接有四个搅拌杆(74)，四个所述搅拌杆(74)均位于第一旋转块(72)和第二旋转块(73)内侧均匀分布；所述第二旋转块(73)上端与第一旋转块(72)连接处均匀开设有若干个旋转槽(75)，若干个所述旋转槽(75)内均旋转连接有一个转珠(76)，所述转珠(76)上端均穿过相对应的旋转槽(75)且均与第一旋转块(72)下端相接触。

3.根据权利要求2所述的化工余热回收利用减压精馏装置，其特征在于，所述第二驱动机构(8)包括安装底座(81)、驱动电机(82)、连接转轴(83)、安装槽(84)、齿轮板(85)和支撑齿轮(86)，所述安装槽(84)开设于搅拌机构(7)的第一旋转块(72)和第二旋转块(73)内且位于第一旋转块(72)和第二旋转块(73)外侧连接处，所述安装槽(84)上下两端侧壁均固定连接有一个齿轮板(85)，所述安装槽(84)内且位于齿轮板(85)之间均匀旋转连接有四个支撑齿轮(86)，四个所述支撑齿轮(86)上下两端分别与相对应的齿轮板(85)啮合连接，四个所述支撑齿轮(86)外侧中心位置均固定连接有一个连接转轴(83)，所述连接转轴(83)远离支撑齿轮(86)一端均旋转连接在精馏塔(1)侧壁内。

4.根据权利要求5所述的化工余热回收利用减压精馏装置，其特征在于，所述安装底座(81)固定连接在精馏塔(1)外侧且位置与安装槽(84)相对应，所述驱动电机(82)固定连接在安装底座(81)上端，所述驱动电机(82)输出端与其中一个连接转轴(83)固定连接。

5.根据权利要求5所述的化工余热回收利用减压精馏装置，其特征在于，所述连接转轴(83)与精馏塔(1)侧壁连接处均固定连接有一个第二轴承(87)，所述第二轴承(87)外圈外侧均固定连接在精馏塔(1)侧壁内，所述第二轴承(87)内圈内侧均固定连接在相对应的连接转轴(83)上。

6.根据权利要求2所述的化工余热回收利用减压精馏装置，其特征在于，所述加热机构(9)包括隔热套(91)、卡槽(92)、底板(93)、加热板(94)和导热板(95)，所述隔热套(91)螺纹连接在精馏塔(1)下端且位于下出料管4外侧，所述隔热套(91)为圆环结构，所述隔热套(91)上端开设有一个卡槽(92)，所述加热板(94)卡接在卡槽(92)内，所述隔热套(91)底部固定连接有一个底板(93)。

7.根据权利要求8所述的化工余热回收利用减压精馏装置，其特征在于，所述导热板(95)固定连接在精馏塔(1)底部且位置与加热板(94)相对应，所述导热板(95)为金属导热材料，所述加热板(94)上端与导热板(95)下端相接触。

8.根据权利要求2所述的化工余热回收利用减压精馏装置，其特征在于，所述精馏塔(1)下端外侧均匀固定连接有四个支撑架(10)，四个所述支撑架(10)下端均固定连接有一个支撑底座(11)。

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