CN115046357A - 一种带压循环节能系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开的属于无水氢氟酸加工技术领域，具体为一种带压循环节能系统，包括：循环泵组件、循环管组件和换热器组件，循环泵组件，所述循环泵组件用于对循环介质提供循环压力；循环管组件，所述循环管组件包括连接再循环泵组件进液端的循环出液管和连接在循环泵组件出液端的循环进液管；换热器组件，所述换热器组件进口端与循环出液管上端连接，所述换热器组件出口端与循环进液管上端连接，用于进行热交换作业；其中，所述循环泵组件、循环出液管、循环进液管和换热器组件组成封闭回路。该一种带压循环节能系统，通过循环泵组件、循环管组件和换热器组件组合设置，系统节能原理简单，结构简单，在现有循环系统中容易实现，改动成本不高。

Description

一种带压循环节能系统
技术领域
本发明涉及无水氢氟酸加工技术领域，具体为一种带压循环节能系统。
背景技术
无水氢氟酸既无水氟化氢，是一种用途广泛的化工产品，外观为无色发烟液体的99％以上的氢氟酸，在减压或高温下易气化。主要用作制取氟盐、氟卤烷烃、氟致冷剂、腐蚀玻璃、浸渍木材、电解元素氟等。无水氢氟酸化学活性高，吸水性强，溶于水时激烈的放热。
其生产工艺具体流程为:将蒸汽预热干燥的萤石粉用斗一式提升机将萤石送至萤石贮仓，仓中萤石粉经计量，用高速螺旋输送器送至回转反应炉。将发烟硫酸和在酸吸收塔吸收了尾气中HF的硫酸送至混酸槽，在此与来自洗涤塔的稀酸混合。混酸进入回转反应炉。回转反应炉加热采用煤气发生炉，用烟气经夹套间接加热来满足反应所需的热量。在回转反应炉，夹套的温度为450摄氏度，物料的温度为150摄氏度，反应炉炉尾排出的炉渣用消石灰中和过量酸后经炉渣提升机送至炉渣贮斗。反应的气体产物主要是氟化氢，这股气体首先进入洗涤塔除尘、冷却，进入洗涤塔前的气体温度在3500C左右，洗涤后的温度在150狱洗涤液为硫酸，此时，气体中的少量水份仍以水蒸汽的状态与Hl气体混合，而后依次进入初冷器、HF.级凝器和HF卜级冷凝器。在初冷器得到的冷凝液返回洗涤塔，气体温度60摄氏度。主要成份是HF在一级HF冷凝器得到的冷凝液经过粗HF凹槽进入精馏塔除去H2SO4等重组分，塔底温度30℃，主要成份是H2SO4、H2O返回洗涤塔；塔顶温度为19.5℃进入脱气塔脱除so2、SiF4等轻组分，在脱气塔，塔顶温度在10℃以下，塔底温度为19℃，由于SIF4的沸点为一86℃，so2的沸点为一86℃,而HF沸点为19.5℃。因此，塔顶物为SO2、SIF4气体，塔底物即为产品无水HF尾气为so2、SiF4。HF二级冷凝器的未凝气和脱气塔塔顶排出的未凝气一起进入硫酸吸收塔，在此用硫酸吸收其中大部分HF然后依次进入第一、第二水洗塔，生成氟硅酸。未被吸收的气体进入尾气塔，洗掉其中的大部分酸性气体后排空。尾气塔的洗涤液和地而冲洗酸性水送至废液处理装置，处理后的合格污水排入排水系统。
在氢氟酸行业，无水氢氟酸一冷二冷冷媒循环系统都是标准工艺设计，冷媒循环泵都必须把冷冻后冷媒或(冷冻盐水及介质)送至一冷二冷换热器，经过换热后循环回流到回流管，流到冷媒循环槽，循环槽冷媒再经冷媒循环泵继续循环，冷媒循环系统根据生产的负荷经常要开二台以上及三台四台冷媒循环泵，总功率达因此存在功耗过高问题。
发明内容
本发明提供了如下技术方案：
一种带压循环节能系统，包括：循环泵组件、循环管组件和换热器组件，
循环泵组件，所述循环泵组件用于对循环介质提供循环压力；
循环管组件，所述循环管组件包括连接再循环泵组件进液端的循环出液管和连接在循环泵组件出液端的循环进液管；
换热器组件，所述换热器组件进口端与循环出液管上端连接，所述换热器组件出口端与循环进液管上端连接，用于进行热交换作业；
其中，所述循环泵组件、循环出液管、循环进液管和换热器组件组成封闭回路。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，本发明还包括补液组件，所述补液组件包括给液泵和液相储罐；
给液泵，所述给液泵出液端与循环进液管连接，用于泵送补给液；
液相储罐，所述液相储罐出液端与给液泵连接，用于储存补给液。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，所述液相储罐上设置有排气口。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，本发明还包括冷冻机,所述冷冻机设置在循环管组件的循环出液管上，用于对循环介质制冷。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，所述冷冻机设置有三个，且三个所述冷冻机的通过量和冷冻功率一致。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，所述换热组件包括一冷换热器和二冷换热器，
一冷换热器，所述一冷换热进液端与循环出液管连接，所述一冷换热器的出液端与循环进液管连接；
二冷换热器，所述二冷换热进液端与循环出液管连接，所述二冷换热器的出液端与循环进液管连接。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，所述一冷换热器和所述二冷换热器均设置有两个。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，每个所述一冷换热器和每个所述二冷换热器上均设置有排气阀。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，所述冷冻机与换热器组件之间设置有冷冻机房。
作为本发明的一种优选实施方案，其中，每个所述一冷换热器和每个所述二冷换热器上均设置有透镜，用于观察介质流体情况。
与现有技术相比：(1)本系统通过循环泵组件、循环管组件和换热器组件组合设置，系统节能原理简单，结构简单，在现有循环系统中容易实现，改动成本不高；
(2)通过循环泵组件、循环出液管、循环进液管和换热器组件组成封闭回路，出泵液体进口上升高度等于泵液体出口液相高度，平衡掉了带压循环泵进出口端的势能，从而降低能耗，减少了现有的使用循环泵的数量和维护成本；
(3)通过冷冻机的设置，在带压冷冻循环效果，比原冷媒循环系统大大节约能耗，一劳永逸。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将结合附图和详细实施方式对本发明进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
图1为本发明的带压循环原理图；
图2为本发明的带压循环工作原理图；
图3为本发明的带压循环流程图；
图4为本发明的冷冻循环流程放大图；
图5为本发明的热交换流程放大框图。
图中：100、循环泵组件，200、循环管组件，210、循环进液管，220、循环出液管，300、换热器组件，301、排气阀，400、补液组件，410、给液泵，420、液相储罐，421、排气口，500、冷冻机。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施方式的限制。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的实施方式进一步的详细描述。
图1-图5示出的是本发明一种带压循环节能系统，循环系统节能原理简单，结构简单，在现有循环系统中容易实现，改动成本不高，减少了现有的使用循环泵的数量和维护成本，同样带压冷冻循环效果，比原冷媒循环系统大大节约能耗，一劳永逸，包括：循环泵组件100、循环管组件200和换热器组件300，
循环泵组件100，所述循环泵组件100用于对循环介质提供循环压力；
循环管组件200，所述循环管组件200包括连接再循环泵组件100进液端的循环出液管220和连接在循环泵组件100出液端的循环进液管210；
换热器组件300，所述换热器组件300进口端与循环出液管220上端连接，所述换热器组件300出口端与循环进液管210上端连接，用于进行热交换作业；
其中，所述循环泵组件100、循环出液管220、循环进液管210和换热器组件300组成封闭回路。
本发明还包括补液组件400，所述补液组件400包括给液泵410和液相储罐420；
给液泵410，所述给液泵410出液端与循环进液管210连接，用于泵送补给液；
液相储罐420，所述液相储罐420出液端与给液泵410连接，用于储存补给液。
所述液相储罐420上设置有排气口421。
本发明还包括冷冻机500,所述冷冻机500设置在循环管组件200的循环出液管220上，用于对循环介质制冷。
所述冷冻机500设置有三个，且三个所述冷冻机500的通过量和冷冻功率一致。
所述换热组件包括一冷换热器和二冷换热器，
一冷换热器，所述一冷换热进液端与循环出液管220连接，所述一冷换热器的出液端与循环进液管210连接；
二冷换热器，所述二冷换热进液端与循环出液管220连接，所述二冷换热器的出液端与循环进液管210连接。
所述一冷换热器和所述二冷换热器均设置有两个。
每个所述一冷换热器和每个所述二冷换热器上均设置有排气阀301。
所述冷冻机500与换热器组件300之间设置有冷冻机房。
每个所述一冷换热器和每个所述二冷换热器上均设置有透镜，用于观察介质流体情况。
实施例1：本发明包括：循环泵组件100、循环管组件200和换热器组件300，
循环泵组件100，所述循环泵组件100用于对循环介质提供循环压力；
循环管组件200，所述循环管组件200包括连接再循环泵组件100进液端的循环出液管220和连接在循环泵组件100出液端的循环进液管210；
换热器组件300，所述换热器组件300进口端与循环出液管220上端连接，所述换热器组件300出口端与循环进液管210上端连接，用于进行热交换作业；其中，所述循环泵组件100、循环出液管220、循环进液管210和换热器组件300组成封闭回路；
请参阅附图,其中出泵液体进口上升高度＝泵液体出口液相高度，平衡掉了带压循环泵进出口端的势能，通过的功率输出减少，大幅降低循环泵的功率输出，循环泵的输出功率分别＝循环泵克服整个循环系统阻力设备阻力所做的功+整个循环系统液相流体动能所做的功。
实施例2：与实施例1中不同的是，本发明还包括补液组件400，所述补液组件400包括给液泵410和液相储罐420；给液泵410，所述给液泵410出液端与循环进液管210连接，用于泵送补给液；液相储罐420，所述液相储罐420出液端与给液泵410连接，用于储存补给液。所述液相储罐420上设置有排气口421，通过利用循环泵系统，把循环系统封闭形成无空气的液相系统回路，将冷媒循环泵到一冷二冷进出口端的势能平衡掉，节约冷媒循环泵必须要克服泵进口一冷二冷高度的能耗，有利于保障密封性同时方便增加补充液。
实施例3：与实施例1中不同的是，本发明还包括冷冻机500,所述冷冻机500设置在循环管组件200的循环出液管220上，用于对循环介质制冷。所述冷冻机500设置有三个，且三个所述冷冻机500的通过量和冷冻功率一致,通过三个冷冻机500的设置，有利于保障装置的稳定运行，减少故障导致冷冻失效无法使用的问题。
实施例4：所述换热组件包括一冷换热器和二冷换热器，一冷换热器，所述一冷换热进液端与循环出液管220连接，所述一冷换热器的出液端与循环进液管210连接；二冷换热器，所述二冷换热进液端与循环出液管220连接，所述二冷换热器的出液端与循环进液管210连接。所述一冷换热器和所述二冷换热器均设置有两个。每个所述一冷换热器和每个所述二冷换热器上均设置有排气阀301。所述冷冻机500与换热器组件300之间设置有冷冻机房。每个所述一冷换热器和每个所述二冷换热器上均设置有透镜，用于观察介质流体情况；通过分别设置的换热器，有利于适用不同环境和流程，可同时进行多组换热，增加本系统的适用环境。
工作原理：利用循环泵系统，把循环系统封闭形成无空气的液相系统回路，将冷媒循环泵到一冷二冷进出口端的势能平衡掉，节约冷媒循环泵必须要克服泵进口一冷二冷高度的能耗。
虽然在上文中已经参考实施方式对本发明进行了描述，然而在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本发明所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本发明并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种带压循环节能系统，其特征在于，包括：循环泵组件(100)、循环管组件(200)和换热器组件(300)，
循环泵组件(100)，所述循环泵组件(100)用于对循环介质提供循环压力；
循环管组件(200)，所述循环管组件(200)包括连接再循环泵组件(100)进液端的循环出液管(220)和连接在循环泵组件(100)出液端的循环进液管(210)；
换热器组件(300)，所述换热器组件(300)进口端与循环出液管(220)上端连接，所述换热器组件(300)出口端与循环进液管(210)上端连接，用于进行热交换作业；
其中，所述循环泵组件(100)、循环出液管(220)、循环进液管(210)和换热器组件(300)组成封闭回路。
2.根据权利要求1所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，还包括补液组件(400)，所述补液组件(400)包括给液泵(410)和液相储罐(420)；
给液泵(410)，所述给液泵(410)出液端与循环进液管(210)连接，用于泵送补给液；
液相储罐(420)，所述液相储罐(420)出液端与给液泵(410)连接，用于储存补给液。
3.根据权利要求3所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，所述液相储罐(420)上设置有排气口(421)。
4.根据权利要求1所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，还包括冷冻机(500),所述冷冻机(500)设置在循环管组件(200)的循环出液管(220)上，用于对循环介质制冷。
5.根据权利要求4所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，所述冷冻机(500)设置有三个，且三个所述冷冻机(500)的通过量和冷冻功率一致。
6.根据权利要求1所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，所述换热组件包括一冷换热器和二冷换热器，
一冷换热器，所述一冷换热进液端与循环出液管(220)连接，所述一冷换热器的出液端与循环进液管(210)连接；
二冷换热器，所述二冷换热进液端与循环出液管(220)连接，所述二冷换热器的出液端与循环进液管(210)连接。
7.根据权利要求6所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，所述一冷换热器和所述二冷换热器均设置有两个。
8.根据权利要求7所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，每个所述一冷换热器和每个所述二冷换热器上均设置有排气阀(301)。
9.根据权利要求4所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，所述冷冻机(500)与换热器组件(300)之间设置有冷冻机房。
10.根据权利要求8所述的一种带压循环节能系统，其特征在于，每个所述一冷换热器和每个所述二冷换热器上均设置有透镜，用于观察介质流体情况。
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