CN113663348A - 一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置及工作方法 - Google Patents

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Abstract

一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置及工作方法，该装置由脱盐腔体、送风段、盐水喷射部和循环加热回路组成；脱盐腔体包括脱盐腔和集料斗；送风段包括送风机、送风管、送风加热器、转接段和整流栅格；水喷射部包括喷嘴和高压盐水储罐；循环加热回路包括循环泵、空气换热管、循环管路和循环加热器。本发明能利用空气换热管强化盐雾蒸发，使盐雾快速结晶并脱落，实现更快、更高效的盐‑水分离。

Description

一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置及工作方法
技术领域
本发明涉及物料加工、物料分离的技术领域，具体涉及一种利用空气换热管强化盐雾脱水以加快脱盐的装置及工作方法。
背景技术
脱盐过程广泛存在于化工生产、海水淡化、脱盐提纯等各种工农业领域，其本质是追求溶质与溶剂的高效、快速分离。
工业上广泛应用的脱盐方法一般为热脱盐法，又可分为导热加热法和对流加热法。导热加热法即使用加热面加热盐雾或盐溶液，使溶剂蒸发、析出溶质；然而，该方法往往会使加热器表面结晶，出现板结，因此需要周期性地移除产物。对流加热法使用过热空气，在与盐雾的掺混流动中换热并将溶剂吸收，得到盐微粒。然而，由于空气的比热小且导热性较差，且盐雾亦处于运动中，故该过程所需时间较长，设备体积较大。
发明内容
为了克服上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提出一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置及工作方法，通过该装置能够使盐雾快速结晶并脱落，实现更快、更高效的脱盐。
为了达到上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，该装置由脱盐腔体、送风段、盐水喷射部和循环加热回路组成；
所述脱盐腔体包括脱盐腔3和集料斗4，其中脱盐腔3水平放置，出口暴露于大气或者与后处理部分相连；集料斗4通过脱盐腔3底部的开口与脱盐腔3连接；
所述送风段包括送风机10、送风管11、送风加热器12、转接段13和整流栅格5；其中送风机10的出口与送风管11的入口相连；送风管11内部设置送风加热器12，送风管11的出口与转接段13的入口相连；转接段13的出口与脱盐腔3的入口相连，转接段13尾部内设置整流栅格5；
所述盐水喷射部包括喷嘴1和高压盐水储罐2，喷嘴1位于脱盐腔3内，轴向布置、朝向下游，并通过一条穿过脱盐腔3壁面的柔管与外部的高压盐水储罐2相连；
所述循环加热回路包括循环泵6、空气换热管7、循环管路8和循环加热器9，其中循环泵6进出口接入循环管路8；循环管路8内置循环加热器9；空气换热管7布置于脱盐腔3内，与脱盐腔3的轴线垂直并位于喷嘴1的下游；其两端分别穿过脱盐腔3壁面和集料斗4壁面，与循环管路8相连，构成回路。
使用的盐溶液需要预先浓缩，使其浓度达到工作温度、压力下饱和溶液浓度的50％至100％。
空气换热管7内部有螺纹状内肋，在内部工质流过时能够持续产生足以使盐晶体脱落的振动。
喷嘴1的数量大于等于1，采用雾化喷射。
空气换热管7的数量大于等于1。
在盐雾脱水过程进行时，送风加热器12和循环加热器9设定到所需功率，以使整流栅格5处和空气换热管7处达到适合脱盐过程的温度。
装置工作时，要定时从集料斗4中移除盐颗粒。
进行脱盐时，首先将浓缩后的盐水存放于高压盐水储罐2中；将用于加热的工质注满循环加热回路；启动送风机10和循环泵6，启动加热器12和循环加热器9；待温度、流量等参数稳定后，启动盐水喷射部；此时喷嘴1喷出的浓盐水雾在运动至空气换热管7附近时快速受热蒸发，形成盐结晶并不断生长，直到在空气换热管7的震动作用下脱落至集料斗4中，从集料斗4中定时收集产物，可以实现高效、快速的盐水分离。
和现有技术相比较，本发明具备如下优点：
本发明将盐溶液通过喷射分散成盐雾，增大比表面积，更利于蒸发结晶。使用带有螺纹状内肋的空气换热管，在换热工质内流时发生持续振动，使结晶的盐颗粒得以脱落，克服了换热器表面结晶不断生长导致的板结。与传统的各种热分离方式相比，可以连续作业、提高产物生成速率，并减小设备占用空间、节约材料。
附图说明
图1为本发明方法示意图。
图2为空气换热管结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。
如图1所示，本发明一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，该装置由脱盐腔体、送风段、盐水喷射部和循环加热回路组成；所述脱盐腔体包括脱盐腔3和集料斗4，其中脱盐腔3水平放置，出口暴露于大气或者与后处理部分相连；集料斗4通过脱盐腔3底部的开口与脱盐腔3连接；所述送风段包括送风机10、送风管11、送风加热器12、转接段13和整流栅格5；其中送风机10的出口与送风管11的入口相连；送风管11内部设置送风加热器12，送风管11的出口与转接段13的入口相连；转接段13的出口与脱盐腔3的入口相连，转接段13尾部内设置整流栅格5；所述盐水喷射部包括喷嘴1和高压盐水储罐2，喷嘴1位于脱盐腔3内，轴向布置、朝向下游，并通过一条穿过脱盐腔3壁面的柔管与外部的高压盐水储罐2相连；所述循环加热回路包括循环泵6、空气换热管7、循环管路8和循环加热器9，其中循环泵6进出口接入循环管路8；循环管路8内置循环加热器9；空气换热管7布置于脱盐腔3内，与脱盐腔3的轴线垂直并位于喷嘴1的下游；其两端分别穿过脱盐腔3壁面和集料斗4壁面，与循环管路8相连，构成回路。
如图2所示，空气换热管7内部设置有螺纹状内肋，在内部工质流过时能够持续产生足以使盐晶体脱落的振动。
实施例一：氯化钠(NaCl)溶液的快速脱水：
(1)将氯化钠溶液浓缩至常压、室温下的饱和浓度附近(约为26.4％)，储存于高压盐水储罐2中。在循环加热回路中注满热水。
(2)启动送风机10，流量设定至1.5m3·s-1；启动循环泵6，流量设定至1.0m3·s-1。开启送风加热器12、循环加热器9，运行5min，使得整流栅格5处的温度保持40℃、空气换热管7处的温度保持90℃。
(3)将氯化钠溶液以15g·s-1的流量喷出喷嘴1。盐雾附着在空气换热管7上并脱水结晶、生长，直到在空气换热管7的振动下，脱落掉入集料斗4中。
(4)每隔1小时，打开集料斗4的收集窗，完成固体盐颗粒的回收。未分离的盐雾可重新回收再利用。
实施例二：硫酸钠(Na2SO4)溶液的快速脱水：
(1)将硫酸钠溶液浓缩至常压、40℃下的饱和浓度(约为32.7％)，并储存于高压盐水储罐2中，保持40℃。在循环加热回路中注满乙二醇。
(2)启动送风机10，流量设定至1.0m3·s-1；启动循环泵6，流量设定至0.8m3·s-1。开启送风加热器12、循环加热器9，运行5min，使得整流栅格5处的温度保持50℃、空气换热管7处的温度保持110℃。
(3)将硫酸钠水溶液以12g·s-1的流量喷出喷嘴1。盐雾附着在空气换热管7上并脱水结晶、生长，直到在空气换热管7的振动下，脱落掉入集料斗4中。
(4)每隔1小时，打开集料斗4的收集窗，完成固体盐颗粒的回收。未分离的盐雾需要回收或进入后处理。

Claims (8)

1.一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，其特征在于：所述装置由脱盐腔体、送风段、盐水喷射部和循环加热回路组成；所述脱盐腔体包括脱盐腔(3)和集料斗(4)，其中脱盐腔(3)水平放置，出口暴露于大气或者与后处理部分相连；集料斗(4)通过脱盐腔(3)底部的开口与脱盐腔(3)连接；
所述送风段包括送风机(10)、送风管(11)、送风加热器(12)、转接段(13)和整流栅格(5)；其中送风机(10)的出口与送风管(11)的入口相连；送风管(11)内部设置送风加热器(12)，送风管(11)的出口与转接段(13)的入口相连；转接段(13)的出口与脱盐腔(3)的入口相连，转接段(13)尾部内设置整流栅格(5)；
所述盐水喷射部包括喷嘴(1)和高压盐水储罐(2)，喷嘴(1)位于脱盐腔(3)内，轴向布置、朝向下游，并通过一条穿过脱盐腔(3)壁面的柔管与外部的高压盐水储罐(2)相连；
所述循环加热回路包括循环泵(6)、空气换热管(7)、循环管路(8)和循环加热器(9)，其中循环泵(6)进出口接入循环管路(8)；循环管路(8)内置循环加热器(9)；空气换热管(7)布置于脱盐腔(3)内，与脱盐腔(3)的轴线垂直并位于喷嘴(1)的下游；其两端分别穿过脱盐腔(3)壁面和集料斗(4)壁面，与循环管路(8)相连，构成回路。
2.根据权利要求1所述的一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，其特征在于：使用的盐溶液需要预先浓缩，使其浓度达到工作温度、压力下饱和溶液浓度的50％至100％。
3.根据权利要求1所述的一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，其特征在于：空气换热管(7)内部有螺纹状内肋，在内部工质流过时能够产生足以使盐晶体脱落的振动。
4.根据权利要求1所述的一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，其特征在于：喷嘴(1)的数量大于等于1，采用雾化喷射。
5.根据权利要求1所述的一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，其特征在于：空气换热管(7)的数量大于等于1。
6.根据权利要求1所述的一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，其特征在于：在盐雾脱水过程进行时，送风加热器(12)和循环加热器(9)设定到所需功率，以使整流栅格(5)处和空气换热管(7)处达到适合脱盐过程的温度。
7.根据权利要求1所述的一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置，其特征在于：装置工作时，要定时从集料斗(4)中移除盐颗粒。
8.权利要求1至7任一项所述的一种利用空气换热管强化盐雾脱水的装置的工作方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、将浓缩后的盐水存放于高压盐水储罐2中；将用于加热的工质注满循环加热回路；
步骤2、启动送风机10和循环泵6，启动送风加热器12和循环加热器9；待温度、流量参数稳定；
步骤3、按参数启动盐水喷射部，盐雾附着在空气换热管7上并脱水结晶、生长，直到在空气换热管7的振动下，脱落掉入集料斗4中；
步骤4、从集料斗4中定时收集产物，完成所有步骤。
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