CN116036626A - 一种反应原料快速高效脱水系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及反应原料脱水技术领域，公开了一种反应原料快速高效脱水系统，其包括加热釜、一级冷凝器和二级冷凝器，一级冷凝器和二级冷凝器的冷凝液通过回流管道汇集并与加热釜连通，所述二级冷凝器的冷凝器回流管道上安装有切断阀。本发明采用两级冷却，其中一级冷凝器使用热水确保有机原料得到冷凝，但水蒸气大部分无法冷凝，二级冷凝器使用冰水保障真空度尽可能高；两级冷却器之间加设切断阀，在脱水时关闭阀门，将二级冷凝器中的水排入水罐，在生产时开启阀门，一级冷凝器和二级冷凝器内部的物料能够重新回流至加热釜中，加热釜既能够满足常规生产，又能够满足脱水需求，功能更加齐全。

Description

一种反应原料快速高效脱水系统

技术领域

本发明涉及反应原料脱水技术领域，尤其涉及一种反应原料快速高效脱水系统。

背景技术

化工生产过程中，在反应时，常常对于反应有机原料的水分有着严苛的要求。而水分要求越低脱除也就越困难，尤其对于一些如酚类等容易吸水的原料。

目前常规脱水方法主要采用单个冷凝器，通过蒸馏釜加热，水与原料加热变成蒸汽后进入冷凝器冷却后排出。这种方法对于混合原料往往会造成组分变化，同时脱水时间较长。

且现有技术中的冷凝器将气化的物料冷却液化之后，直接收集起来，并集中加入至蒸馏釜中再次加热，较为耗费能源。

发明内容

本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统，解决了背景技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种反应原料快速高效脱水系统，包括加热釜、一级冷凝器和二级冷凝器，一级冷凝器和二级冷凝器的冷凝液通过回流管道汇集并与加热釜连通，所述二级冷凝器的冷凝器回流管道上安装有切断阀，加热釜上安装有回流液缓冲罐和回流器，回流液缓冲罐的冷却液回流液进口与一级冷凝器和二级冷凝器的冷凝液回流管道连通，回流器的底端通过回流管与加热釜连通，回流液缓冲罐通过循环通道与回流器的壳程连通，回流液缓冲罐的底端冷却回流液出口与回流管连通。

优选的，所述回流器的顶端设有排气管道，排气管道通过管道连接至一级冷凝器，回流器上分别设有壳程进管道和壳程出管道，壳程进管道与回流液缓冲罐底端冷却回流液出口连通，壳程出管道与回流液缓冲罐顶端冷却液回流液进口连通，壳程进管道上安装有液泵，液泵通过绞龙叶片驱动液体流动。

优选的，所述回流器的管程通道内设有多个球状突出部，且回流器内安装有多个折流挡板，折流挡板上开设有流通孔，相邻折流挡板上的流通孔交错设置。

优选的，所述加热釜的外壁上缠绕有热媒流通管道，加热釜内安装有搅拌器，加热釜上还安装有驱动机构，驱动机构用于驱动搅拌器和绞龙叶片转动。

优选的，所述驱动机构包括驱动箱，驱动箱内固定有旋转电机，旋转电机的输出轴固定有第一直齿轮，驱动箱内转动安装有转轴，转轴的顶端固定有第二直齿轮和第一锥齿轮，转轴的底端延伸至驱动箱外部且固定有第三直齿轮，搅拌器的顶端延伸至加热釜的外部且固定有第四直齿轮，第四直齿轮与第三直齿轮啮合，第一直齿轮与第二直齿轮啮合。

优选的，所述驱动箱内转动安装有导向套筒，导向套筒内水平活动安装有棱柱销，棱柱销的两端分别固定有第一磨砂接触块和光滑接触块，绞龙叶片的驱动转轴上固定有第二磨砂接触块，第一磨砂接触块与第二磨砂接触块对应匹配，导向套筒上安装有第二锥齿轮，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，驱动箱内安装有用于驱动棱柱销水平移动的推动机构。

优选的，所述推动机构包括水平设置的弹性伸缩杆和竖直设置的推杆电机，弹性伸缩杆上固定有与光滑接触块对应的推板，弹性伸缩杆的伸缩部分固定有三角块，推杆电机的输出端安装有滚轮。

优选的，所述推板靠近光滑接触块的一侧安装有多个滚珠。

优选的，所述滚珠的安装槽相互之间连通，且推板的顶端安装有润滑油容器，润滑油容器与其中一个安装槽连通。

优选的，所述导向套筒上安装有固定环，固定环与光滑接触块之间设有复位弹簧管。

本发明的有益效果是：

1.采用两级冷却，其中一级冷凝器使用热水确保有机原料得到冷凝，但水蒸气大部分无法冷凝，二级冷凝器使用冰水保障真空度尽可能高；两级冷却器之间加设切断阀，在脱水时关闭阀门，将二级冷凝器中的水排入水罐，在生产时开启阀门，一级冷凝器和二级冷凝器内部的物料能够重新回流至加热釜中，加热釜既能够满足常规生产，又能够满足脱水需求，功能更加齐全；

2.通过增设回流液缓冲罐收集一级冷凝器和二级冷凝器冷却之后的低温回流冷却液，能够有效的利用到回流冷却液的低温，低温的回流冷却液在与高温气体换热后，提升温度之后再进入到加热釜内，也能够减少加热釜加热物料所需要的能量，更加节能环保；

3.通过回流器中球状突出部的设计，能够增大高温气体与低温回流液冷却液之间的换热面积，提高换热效果，通过折流挡板和流通孔的设置，能够在增加低温回流冷却液在回流器的管程内停留的时间，从而提高换热效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统的工艺流程图。

图2为本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统的加热釜立体图。

图3为本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统的加热釜主视图。

图4为图2 A位置放大剖视图。

图5为本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统的加热釜主视角剖视图。

图6为本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统的5 A位置放大图。

图7为本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统的回流器放大剖视图。

图8为本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统的加热釜中推动机构结构示意图。

图9为本发明提出的一种反应原料快速高效脱水系统的加热釜中推板剖视图。

图中标号：1、加热釜；101、热媒流通管道；102、搅拌器；103、第四直齿轮；2、一级冷凝器；3、二级冷凝器；4、切断阀；5、回流器；501、回流管；502、壳程进管道；5021、冷媒导入管；5022、液泵；5023、绞龙叶片；5024、第二磨砂接触块；503、壳程出管道；5031、冷媒导出管；504、排气管道；505、折流挡板；506、球状突出部；6、回流液缓冲罐；601、冷却回流液出口；7、驱动机构；701、驱动箱；702、旋转电机；7021、第一直齿轮；703、转轴；7031、第三直齿轮；7032、第二直齿轮；7033、第一锥齿轮；704、导向套筒；7041、第二锥齿轮；7042、固定环；7043、复位弹簧管；705、棱柱销；7051、第一磨砂接触块；7052、光滑接触块；8、推杆电机；801、滚轮；9、弹性伸缩杆；901、润滑油容器；902、三角块；903、推板；904、滚珠；905、安装槽。

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1-9，一种反应原料快速高效脱水系统，包括加热釜1、一级冷凝器2和二级冷凝器3，一级冷凝器2和二级冷凝器3的冷凝液通过回流管道汇集并与加热釜1连通，二级冷凝器3的冷凝器回流管道上安装有切断阀4，将原料在加热釜1中真空状态下加热，加热蒸汽先进入一级冷凝器2，一级冷凝器2未完全冷却的水汽进入二级冷凝器3，二级冷凝器3冷却液全部采出。一级冷凝器2使用热水（常温水），能保障大部分有机原料得到冷却，同时水汽难以冷却进入二级冷凝器3，二级冷凝器3使用冰水，确保水汽全部冷却排出。一级冷凝器2与二级冷凝器3之间的切断阀4在脱水阶段阀门关闭，在正常生产阶段阀门开启，按此方法，可以使脱水时间比常规方法减少一半，同时对于混合原料组分几乎不造成影响；

加热釜1上安装有回流液缓冲罐6和回流器5，回流液缓冲罐6的冷却液回流液进口与一级冷凝器2和二级冷凝器3的冷凝液回流管道连通，回流器5的底端通过回流管501与加热釜1连通，回流液缓冲罐6通过循环通道与回流器5的壳程连通，回流液缓冲罐6的底端冷却回流液出口601与回流管501连通，一级冷凝器2冷却之后的冷却液能够流回至回流液缓冲罐6暂时存放，回流器5用于对加热釜1内气化的物料进行初步的冷却，使得部分物料能够直接液化并通过回流管501回流至加热釜1内，现有技术中回流器5也需要通冷却水进行冷却，而本方案中中，可通过回流液缓冲罐6内收集的较低温度的冷却回流液在循环通道内循环并流经回流器5的壳程，从而对回流器5管程内流过的高温气体进行初步降温，能够有效的利用到回流冷却液的低温，低温的回流冷却液在与高温气体换热后，提升温度之后再进入到加热釜1内，也能够减少加热釜1加热物料所需要的能量，更加节能环保。

其中，回流器5的顶端设有排气管道504，排气管道504通过管道连接至一级冷凝器2，回流器5上分别设有壳程进管道502和壳程出管道503，壳程进管道502与回流液缓冲罐6底端冷却回流液出口601连通，壳程出管道503与回流液缓冲罐6顶端冷却液回流液进口连通，壳程进管道502上安装有液泵5022，液泵5022通过绞龙叶片5023驱动液体流动，通过液泵5022的驱动，使得回流液缓冲罐6内的低温回流冷却液能够通过壳程进管道502进入到回流器5内部，与高温气体发生热量交换，然后从壳程出管道503流出，并回到回流液缓冲罐6内部。

其中，回流器5的管程通道内设有多个球状突出部506，且回流器5内安装有多个折流挡板505，折流挡板505上开设有流通孔5051，相邻折流挡板505上的流通孔5051交错设置，通过球状突出部506的设计，能够增大高温气体与低温回流液冷却液之间的换热面积，提高换热效果，通过折流挡板505和流通孔5051的设置，能够在增加低温回流冷却液在回流器5的管程内停留的时间，从而提高换热效果。

其中，加热釜1的外壁上缠绕有热媒流通管道101，加热釜1内安装有搅拌器102，加热釜1上还安装有驱动机构7，驱动机构7用于驱动搅拌器102和绞龙叶片5023转动，绞龙叶片5023转动即可带动回流液缓冲罐6中的低温回流冷却液在回流器5的管程内部流动，从而对高温气体初步降温。

其中，驱动机构7包括驱动箱701，驱动箱701内固定有旋转电机702，旋转电机702的输出轴固定有第一直齿轮7021，驱动箱701内转动安装有转轴703，转轴703的顶端固定有第二直齿轮7032和第一锥齿轮7033，转轴703的底端延伸至驱动箱701外部且固定有第三直齿轮7031，搅拌器102的顶端延伸至加热釜1的外部且固定有第四直齿轮103，第四直齿轮103与第三直齿轮7031啮合，第一直齿轮7021与第二直齿轮7032啮合，旋转电机702能够带动第一直齿轮7021转动，从而能够带动转轴703、第二直齿轮7032、第一锥齿轮7033和第三直齿轮7031转动，通过第一直齿轮7021与第二直齿轮7032啮合的啮合以及第四直齿轮103与第三直齿轮7031的啮合即可带动搅拌器102转动对物料进行搅拌。

其中，驱动箱701内转动安装有导向套筒704，导向套筒704内水平活动安装有棱柱销705，棱柱销705的两端分别固定有第一磨砂接触块7051和光滑接触块7052，绞龙叶片5023的驱动转轴上固定有第二磨砂接触块5024，第一磨砂接触块7051与第二磨砂接触块5024对应匹配，导向套筒704上安装有第二锥齿轮7041，第二锥齿轮7041与第一锥齿轮7033啮合，驱动箱701内安装有用于驱动棱柱销705水平移动的推动机构，棱柱销705能够自由的在导向套筒704内水平滑动，但是棱柱销705不能够相对于导向套筒704转动，当导向套筒704转动时棱柱销705会跟随转动，通过第二锥齿轮7041与第一锥齿轮7033啮合，旋转电机702能够带动导向套筒704转动，进而能够带动棱柱销705转动，当推动机构向右推动光滑接触块7052时，能够使得第一磨砂接触块7051与第二磨砂接触块5024接触，通过第一磨砂接触块7051与第二磨砂接触块5024之间的摩擦力即可保证绞龙叶片5023能够跟随转动，使得旋转电机702能够驱动绞龙叶片5023转动，且仅当推动机构向右推动光滑接触块7052时旋转电机702才会带动绞龙叶片5023转动；

壳程出管道503上还安装有冷媒导出管5031，壳程进管道502上还安装有冷媒导入管5021，因为在刚开始时，没有足够的低温回流冷却液对回流器5内高温气体进行预冷却，此时即可通入低温冷媒进行冷却，且此时也不需要绞龙叶片5023转动，此时即可控制推动机构处于不推动的状态，能够减小旋转电机702的工作负荷，更加节能。

其中，推动机构包括水平设置的弹性伸缩杆9和竖直设置的推杆电机8，弹性伸缩杆9上固定有与光滑接触块7052对应的推板903，弹性伸缩杆9的伸缩部分固定有三角块902，推杆电机8的输出端安装有滚轮801，当推杆电机8伸长时，能够通过三角块902顶端斜面的导向作用拉长弹性伸缩杆9，使得推板903向右移动推动光滑接触块7052，达到向右推动棱柱销705的效果；

推板903靠近光滑接触块7052的一侧安装有多个滚珠904，通过滚珠904能够减少推板903与光滑接触块7052之间的摩擦力，从而保证推板903不会影响棱柱销705的转动。

其中，滚珠904的安装槽905相互之间连通，且推板903的顶端安装有润滑油容器901，润滑油容器901与其中一个安装槽905连通，润滑油容器901内填充有润滑油，通过重力的作用流入到安装槽905内，能够减小滚珠904转动时产生的摩擦力。

其中，导向套筒704上安装有固定环7042，固定环7042与光滑接触块7052之间设有复位弹簧管7043，复位弹簧管7043的存在能够在棱柱销705不受到推动机构的推动时，能够向左移动复位，此时第一磨砂接触块7051与第二磨砂接触块5024分离。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

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 (9)

1.一种反应原料快速高效脱水系统，包括加热釜（1）、一级冷凝器（2）和二级冷凝器（3），一级冷凝器（2）和二级冷凝器（3）的冷凝液通过回流管道汇集并与加热釜（1）连通，其特征在于，所述二级冷凝器（3）的冷凝器回流管道上安装有切断阀（4）；

加热釜（1）上安装有回流液缓冲罐（6）和回流器（5），回流液缓冲罐（6）的冷却回流液进口与一级冷凝器（2）和二级冷凝器（3）的冷凝液回流管道连通，回流器（5）的底端通过回流管（501）与加热釜（1）连通；

回流液缓冲罐（6）通过循环通道与回流器（5）的壳程连通，回流液缓冲罐（6）的底端冷却回流液出口（601）与回流管（501）连通。

2.根据权利要求1所述的一种反应原料快速高效脱水系统，其特征在于，所述回流器（5）的顶端设有排气管道（504），排气管道（504）通过管道连接至一级冷凝器（2），回流器（5）上分别设有壳程进管道（502）和壳程出管道（503），壳程进管道（502）与回流液缓冲罐（6）底端冷却回流液出口（601）连通，壳程出管道（503）与回流液缓冲罐（6）顶端冷却液回流液进口连通，壳程进管道（502）上安装有液泵（5022），液泵（5022）通过绞龙叶片（5023）驱动液体流动。

3.根据权利要求2所述的一种反应原料快速高效脱水系统，其特征在于，所述回流器（5）的管程通道内设有多个球状突出部（506），且回流器（5）内安装有多个折流挡板（505），折流挡板（505）上开设有流通孔（5051），相邻折流挡板（505）上的流通孔（5051）交错设置。

4.根据权利要求2所述的一种反应原料快速高效脱水系统，其特征在于，所述加热釜（1）的外壁上缠绕有热媒流通管道（101），加热釜（1）内安装有搅拌器（102），加热釜（1）上还安装有驱动机构（7），驱动机构（7）用于驱动搅拌器（102）和绞龙叶片（5023）转动。

5.根据权利要求4所述的一种反应原料快速高效脱水系统，其特征在于，所述驱动机构（7）包括驱动箱（701），驱动箱（701）内固定有旋转电机（702），旋转电机（702）的输出轴固定有第一直齿轮（7021），驱动箱（701）内转动安装有转轴（703），转轴（703）的顶端固定有第二直齿轮（7032）和第一锥齿轮（7033），转轴（703）的底端延伸至驱动箱（701）外部且固定有第三直齿轮（7031），搅拌器（102）的顶端延伸至加热釜（1）的外部且固定有第四直齿轮（103），第四直齿轮（103）与第三直齿轮（7031）啮合，第一直齿轮（7021）与第二直齿轮（7032）啮合。

6.根据权利要求5所述的一种反应原料快速高效脱水系统，其特征在于，所述驱动箱（701）内转动安装有导向套筒（704），导向套筒（704）内水平活动安装有棱柱销（705），棱柱销（705）的两端分别固定有第一磨砂接触块（7051）和光滑接触块（7052），绞龙叶片（5023）的驱动转轴上固定有第二磨砂接触块（5024），第一磨砂接触块（7051）与第二磨砂接触块（5024）对应匹配，导向套筒（704）上安装有第二锥齿轮（7041），第二锥齿轮（7041）与第一锥齿轮（7033）啮合，驱动箱（701）内安装有用于驱动棱柱销（705）水平移动的推动机构。

7.根据权利要求6所述的一种反应原料快速高效脱水系统，其特征在于，所述推动机构包括水平设置的弹性伸缩杆（9）和竖直设置的推杆电机（8），弹性伸缩杆（9）上固定有与光滑接触块（7052）对应的推板（903），弹性伸缩杆（9）的伸缩部分固定有三角块（902），推杆电机（8）的输出端安装有滚轮（801）。

8.根据权利要求7所述的一种反应原料快速高效脱水系统，其特征在于，所述滚珠（904）的安装槽（905）相互之间连通，且推板（903）的顶端安装有润滑油容器（901），润滑油容器（901）与其中一个安装槽（905）连通。

9.根据权利要求6所述的一种反应原料快速高效脱水系统，其特征在于，所述导向套筒（704）上安装有固定环（7042），固定环（7042）与光滑接触块（7052）之间设有复位弹簧管（7043）。

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