CN117797757A - 一种浓氨水制备装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种浓氨水制备装置，属于氨水制备设备领域，包括制备筒体，所述制备筒体内具有制备腔，制备腔内固定有置换器，置换器内具有置换通道，置换器内固定有换热管组件，置换器上还固定有分布管组件。本发明通过将分布管组件、换热管组件均与置换器固定连接，利用置换器快速吸收氨水混合液的热量，使氨水混合液保持在设定反应温度，保证了氨水的混合效率，同时将分布管组件、换热管组件均设计固定于置换器上，便于整体的安装固定，具有良好的结构强度，安装简单，提高了浓氨水制备装置的生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及氨水制备设备技术领域，具体为一种浓氨水制备装置。
背景技术
氨水在制备的过程中，氨气在溶于水的过程中，需要释放大量的热量，造成氨水混合液的温度升高，氨水混合液的温度超过一定的数值后，氨水混合液中的氨气容易挥发，造成氨水的浓度下降。
目前，现有的氨水制备设备中，通常采用螺旋盘管结构进行换热。这种换热结构虽然具有良好的换热效率，但结构强度较低，在盘管的安装过程中，需要随时调整位置，避免发生碰撞，容易造成螺旋盘管结构变形，结构产生损坏，进而影响换热效率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种浓氨水制备装置，以解决上述背景技术中提出螺旋盘管结构结构强度低，安装困难的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：
一种浓氨水制备装置，包括制备筒体，所述制备筒体内具有一个沿轴向设置的制备腔，所述制备腔内固定有沿制备筒体轴向设置的置换器，所述置换器采用环形结构，所述置换器内具有一个沿制备筒体轴向设置的置换通道，所述置换器内固定有用于交换热量的换热管组件，所述换热管组件的端部朝向远离制备筒体1的方向延伸，并贯穿所述制备筒体的侧壁，所述置换器上还固定有用于布撒氨气的分布管组件，所述分布管组件的端部朝向远离制备筒体1的方向延伸，并贯穿所述制备筒体的侧壁。
作为优选，所述浓氨水制备装置还包括搅动组件，所述搅动组件具有一个搅动叶，所述搅动叶设置于制备腔内，所述置换器的直径小于制备腔的内径，使氨水混合液能在置换器与制备腔的内径之间的间隙进行流动；所述置换器具有沿制备筒体轴向设置的安装通槽一与安装通槽二，所述安装通槽一与安装通槽二相互交错设置，所述换热管组件固定于安装通槽一内，所述分布管组件固定于安装通槽二内。
作为优选，所述置换器包括依次交错设置的置换模块与连接模块，所述置换模块、通过卡接的方式与连接模块相连接，所述置换模块包括内弧部、外弧部与支撑部，所述支撑部用于连接内弧部与外弧部，所述内弧部朝连接模块的一端开设有第一卡接凹槽，所述外弧部朝连接模块的一端开设有第一卡接凸块，所述连接模块的侧壁开设有第二卡接凹槽与第二卡接凸块，所述第一卡接凸块能插接固定于第二卡接凹槽内，所述第一卡接凹槽能插接固定于第二卡接凸块内。
作为优选，所述内弧部上开设有与安装通槽一相连通的第一流动槽，所述外弧部上开设有与安装通槽二相连通的第二流动槽；所述置换模块的两侧设置有侧部凹槽，所述侧部凹槽与连接模块组合形成一个沿制备筒体轴向设置的导流通槽，所述第一流动槽、第二流动槽均与导流通槽相连通。
作为优选，所述第一流动槽、第二流动槽均贯穿安装通槽一，使所述安装通槽一与导流通槽相连通。
作为优选，所述连接模块上具有一个沿制备筒体轴向开设的容纳槽，所述容纳槽内固定有辅助喷管。
作为优选，所述置换模块的外壁上设有导流部，所述导流部沿制备筒体轴向设置，并经过第二流动槽。
作为优选，所述搅动组件包括搅动壳体，所述搅动壳体固定于置换通道内，所述搅动壳体内具有一个搅拌容纳腔，所述搅拌容纳腔内通过转动的方式固定有搅动轴，所述搅拌容纳腔内设置有搅动轮，所述搅动轮固定于搅动轴的外壁上，所述搅动轴的上部向上延伸，并贯穿所述搅动壳体，所述搅动叶与延伸的搅动轴固定连接，所述置换通道与换热管组件相连通。
作为优选，所述换热管组件包括若干根竖管、用于交错连接竖管的若干根横管与用于固定竖管的连接件一，所述竖管通过连接件一固定于安装通槽一内。
作为优选，所述分布管组件包括底部管、若干根竖向分管与连接件二，所述竖向分管通过连接件二固定于安装通槽二内，所述竖向分管均与底部管相连通，所述竖向分管与竖管间隔依次间隔设置在置换器内。
与现有技术相比，以上一个或多个技术方案存在以下有益效果：
本发明通过将分布管组件、换热管组件均与置换器固定连接，利用置换器快速吸收氨水混合液的热量，使氨水混合液保持在设定反应温度，保证了氨水的混合效率，同时将分布管组件、换热管组件均设计固定于置换器上，便于整体的安装固定，具有良好的结构强度，安装简单，提高了浓氨水制备装置的生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例一的立体结构示意图；
图2为本发明实施例一的爆炸结构示意图；
图3为本发明实施例一的剖视图；
图4为本发明实施例二的剖视图；
图5为本发明实施例二的爆炸结构示意图；
图6为本发明实施例二中置换器的立体结构示意图；
图7为本发明实施例二中置换器的爆炸结构示意图；
图8为本发明实施例二中置换模块的立体结构示意图；
图9为本发明实施例二中置换模块的俯视图；
图10为本发明实施例二中连接模块的立体结构示意图；
图11为本发明实施例二中连接模块的俯视图；
图12为本发明实施例二中搅动组件的立体结构示意图；
图13为本发明实施例二中搅动组件的剖视图；
图14为本发明实施例二中换热管组件的立体结构示意图；
图15为本发明实施例二中分布管组件的立体结构示意图。
图中：1、制备筒体；101、进液口；102、出液口；103、排气口；104、减压口；11、制备腔；2、置换器；201、置换通道；202、安装通槽一；203、安装通槽二；21、置换模块；211、内弧部；21101、第一卡接凹槽；2111、第一流动槽；212、外弧部；21201、第一卡接凸块；2121、第二流动槽；213、支撑部；2131、侧部凹槽；214、导流部；22、连接模块；221、容纳槽；2201、第二卡接凹槽；2202、第二卡接凸块；23、辅助喷管；3、换热管组件；31、竖管；32、横管；33、连接件一；4、分布管组件；41、底部管；42、竖向分管；43、连接件二；5、搅动组件；51、搅动叶；52、搅动壳体；521、搅拌容纳腔；53、搅动轴；54、搅动轮。
具体实施方式
使得本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例的附图，对本公开实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本公开的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
除非另外定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开中使用的“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，还可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
在实施例一中，如图1至图3所示，本发明提供的一种浓氨水制备装置，包括：制备筒体1，制备筒体1具有一个进液口101，制备筒体1具有一个出液口102；进液口101与外接的供液设备相连接，外接的供液设备用于提供制备氨水的反应水；制备筒体1的上部具有一个排气口103与一个减压口104，排气口103与外接的气体处理设备相连通，气体处理设备用于处理反应气体；减压口104与外接的气体处理设备相连通，泄压阀排出的反应气体直通气体处理设备。
制备筒体1内具有一个沿轴向设置的制备腔11，具有良好的容积与较少的占用面积。
制备腔11内固定有沿制备筒体1轴向设置的置换器2，制备腔11内焊接固定有支架，置换器2通过支架焊接固定在制备腔11内，置换器2采用环形结构，置换器2内具有一个沿制备筒体1轴向设置的置换通道201。其中，置换器2可增加与氨水混合液的接触面积，进一步提高了温度的置换效率。
置换器2内固定有用于交换热量的换热管组件3，换热管组件3的端部朝向远离制备筒体1的方向延伸，并贯穿制备筒体1的侧壁。换热管组件3与外接的制冷设备相连接，制冷设备用于提供冷媒。其中冷媒可采用液体的混合液、冷却油等。冷媒在经过换热管组件3后，吸收氨水混合时产生的热量，使制备腔11的氨水混合液保持在设定温度，保证了氨气的混合效果。
在一些可选示例中，换热管组件3可设置为一组或者多组结构，能够进一步提高换热效率。
置换器2上还固定有用于布撒氨气的分布管组件4，分布管组件4的端部朝向远离制备筒体1的方向延伸，并贯穿制备筒体1的侧壁。分布管组件4与外接的供气单元相连通，供气单元用于提供氨气，氨气通过分布管组件4，布撒到制备腔11内，使氨气混合的更均匀，保证了氨气的混合效率。
具体来说，本发明通过将分布管组件4、换热管组件3均与置换器2固定连接，利用置换器2快速吸收氨水混合液的热量，使氨水混合液保持在设定反应温度，避免氨水混合液反应升温，保证了氨水的混合效率，同时将分布管组件4、换热管组件3均设计固定于置换器2上，便于整体的安装固定，具有良好的结构强度，安装简单，提高了浓氨水制备装置的生产效率。
在实施例二中，请参阅图3至图15所示，本实施例中还提供一种浓氨水制备装置，本实施例中的浓氨水制备装置的具体结构与实施例一中的浓氨水制备装置的具体结构大致相同，二者的区别，本实施例中浓氨水制备装置相较于实施例一中的浓氨水制备装置还包括如下具体结构。
请参阅图3至图4所示，为了进一步提高置换器2的换热效率，浓氨水制备装置还包括搅动组件5，搅动组件5具有一个搅动叶51，搅动叶51设置于制备腔11内，置换器2的直径小于制备腔11的内径，使氨水混合液能在置换器2与制备腔11的内径之间的间隙进行流动。
具体来说，当搅动叶51旋转时，搅动叶51带动氨水混合液以搅动叶51为中心进行旋转，加快了氨水混合液的流动速度，提高了氨水的混合效率，并且由于氨水混合液能在置换器2与制备腔11的内径之间的间隙进行流动，使氨水混合液能够接触置换器2的内圈与外圈，进一步增加了置换器2与氨水混合液的接触面积，提高了置换器2的换热效果。
置换器2具有沿制备筒体1轴向设置的安装通槽一202与安装通槽二203，安装通槽一202与安装通槽二203贯穿置换器2，安装通槽一202与安装通槽二203相互交错设置，换热管组件3固定于安装通槽一202内，分布管组件4固定于安装通槽二203内。
具体来说，氨水混合液在流动时，流经安装通槽一202与安装通槽二203，能够进一步增加了与氨水混合液的接触面积，使热量能够更快的传递，进一步提高了置换器2的换热效率。
请参阅图3至图11所示，为了提高了置换器2的生产效率，置换器2包括依次交错设置的置换模块21与连接模块22，置换模块21通过卡接的方式与连接模块22相连接。其中，便于置换器2的拼装，拼装好的置换器2可通过焊接进行固定；置换模块21、连接模块22均采用一体金属结构。
在一可选示例中，置换模块21包括内弧部211、外弧部212与支撑部213，支撑部213用于连接内弧部211与外弧部212，内弧部211朝连接模块22的一端开设有第一卡接凹槽21101，外弧部212朝连接模块22的一端开设有第一卡接凸块21201，连接模块22的侧壁开设有第二卡接凹槽2201与第二卡接凸块2202，第一卡接凸块21201能插接固定于第二卡接凹槽2201内，第一卡接凹槽21101能插接固定于第二卡接凸块2202内。
具体来说，置换模块21的内弧部211与连接模块22组合形成置换器2的内壁，置换模块21的外弧部212与连接模块22组合形成置换器2的外壁，在组合后，置换器2可通过焊接的方式快速固定，保证了置换器2的结构强度，提高了置换器2的生产效率。
在一可选示例中，请参阅图3至图11所示，为了进一步提高置换器2的换热效率，内弧部211上开设有与安装通槽一202相连通的第一流动槽2111。氨水混合液在流经第一流动槽2111时，一部分的氨水混合液会沿安装通槽一202内进行流动，形成一个新的流通通道，增加了氨水混合液在置换器2内的流动路径，使热量能够更快的传递，进一步提高了置换器2的换热效率。
在一可选示例中，外弧部212上开设有与安装通槽二203相连通的第二流动槽2121。氨水混合液在流经第二流动槽2121时，一部分的氨水混合液会沿安装通槽二203内进行流动，形成一个新的流通通道，增加了氨水混合液在置换器2内的流动路径，使热量能够更快的传递，进一步提高了置换器2的换热效率。
在一可选示例中，支撑部213的两侧设置有侧部凹槽2131，侧部凹槽2131与连接模块22组合形成一个沿制备筒体1轴向设置的导流通槽，第一流动槽2111、第二流动槽2121均与导流通槽相连通。氨水混合液在流经导流通槽时，一部分的氨水混合液会沿导流通槽流动，增加了氨水混合液在置换器2内的流动路径，使热量能够更快的传递，进一步提高了置换器2的换热效率。
在一可选示例中，请参阅图3至图11所示，第一流动槽2111、第二流动槽2121均贯穿安装通槽一202，使安装通槽一202与导流通槽相连通。具体来说，氨水混合液在流经安装通槽一202时，一部分的氨水混合液会沿导流通槽流动，增加了氨水混合液在置换器2内的流动路径，使热量能够更快的传递，进一步提高了置换器2的换热效率。
在一可选示例中，请参阅图6与图10所示，为了提高浓氨水制备装置的安全性，连接模块22上具有一个沿制备筒体1轴向开设的容纳槽221，容纳槽221内固定有辅助喷管23。
具体来说，辅助喷管23包括辅助管，辅助管上开设有喷口，辅助管与外接的原料水设备相连通，原料水设备用于提供低温的原料水。当浓氨水制备装置发生过热时，原料水设备工作，将低温的原料水送入辅助管，辅助管通过喷口，喷入到制备腔11内，对氨水混合液进行降温处理，进一步增加了设备的安全性。
在一可选示例中，请参阅图3至图11所示，为了进一步提高置换器2的换热效率，置换模块21的外壁上设有导流部214，导流部214沿制备筒体1轴向设置，并经过第二流动槽2121。
具体来说，氨水混合液流出第二流动槽2121，通过导流部214的导向进行流动；导流部214可增加与氨水混合液的接触面积，进一步提高了置换器2的换热效率。
在一可选示例中，请参阅图3至图13所示，为了进一步提高浓氨水制备装置的换热效率，搅动组件5包括搅动壳体52，搅动壳体52固定于置换通道201内，搅动壳体52内具有一个搅拌容纳腔521，搅拌容纳腔521内通过轴承连接的方式固定有搅动轴53，搅拌容纳腔521内设置有搅动轮54，搅动轮54固定于搅动轴53的外壁上，搅动轴53的上部向上延伸，并贯穿搅动壳体52，搅动叶51与延伸的搅动轴53固定连接，置换通道201与换热管组件3相连通。其中，搅动壳体52、搅动轮54、搅动轴53与搅动叶51均采用金属导热材料制造；搅动壳体52上设置有进液管与出液管。
具体来说，进液管、出液管与外接的制冷设备相连接，外接的制冷设备提供一定压力的冷却液，冷却液在经过搅拌组件时，可带动搅动轮54旋转，搅动轮54带动搅动轴53旋转，搅动轴53带动搅动叶51旋转，实现对氨水混合液的搅动，同时冷却液在经过搅拌组件时会带走氨水混合液的热量，进一步提高了浓氨水制备装置的换热效率。
在一可选示例中，请参阅图3至图14所示，为了进一步提高浓氨水制备装置的换热效率，换热管组件3包括若干根竖管31、用于交错连接竖管31的若干根横管32与用于固定竖管31的连接件一33，竖管31通过连接件一33固定于安装通槽一202内。其中，连接件一33采用金属导热材料制造，例如不锈钢等合金，能够耐氨水腐蚀；换热通道的两端与外接的制冷设备相连接。
具体来说，装配时，竖管31插接于置换器2内，并通过连接件一33进行固定，固定完成后，再将竖管31与横管32焊接固定，便于换热管组件3焊接固定，提高了浓氨水制备装置生产效率；竖管31增加了换热组件沿竖向与氨水混合液的接触面积，横管32增加了换热组件沿横向与氨水混合液的接触面积，形成一个换热通道，提高了置换器2的换热效率。
在一可选示例中，请参阅图14至图15所示，为了提高浓氨水制备装置的生产效率，分布管组件4包括底部管41、若干根竖向分管42与连接件二43，竖向分管42通过连接件二43插接固定于安装通槽二203内，竖向分管42均与底部管41相连通，竖向分管42与竖管31间隔依次间隔设置在置换器2内。其中，连接件二43采用金属导热材料制造，例如不锈钢等合金，能够耐氨水腐蚀；底部管41与外接的供气单元相连通；竖向分管42上开设有若干布气孔；连接件二43与连接件一33的结构相同。
具体来说，装配时，竖向分管42插接于置换器2内，并通过连接件二43进行固定，再将底部管41与竖向分管42焊接固定，便于分布管组件4焊接固定，提高了浓氨水制备装置生产效率；氨气在经过底部管41后，进入到竖向分管42内，并通过竖向分管42上的布气孔均匀布撒到氨水混合液中，提高了浓氨水制备装置的生产效率。
总的来说，本发明通过置换器2吸收氨水混合液的热量，使氨水混合液保持在设定反应温度，避免氨水混合液反应升温，造成的浓度下降，并且置换器2采用了环形结构，进一步增加了与氨水混合液的接触面积，保证了置换器2的换热效率，同时换热管组件3与分布管组件4均采用可拆分设计，能够便于浓氨水制备装置的设计与安装，提高了浓氨水制备装置的生产效率，降低了浓氨水制备装置的生产成本。
以上实施例仅为本发明的示例性实施例，不用于限制本发明，本发明的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种浓氨水制备装置，包括制备筒体(1)，其特征在于：所述制备筒体(1)内具有一个沿轴向设置的制备腔(11)，所述制备腔(11)内固定有沿制备筒体(1)轴向设置的置换器(2)，所述置换器(2)采用环形结构，所述置换器(2)内具有一个沿制备筒体(1)轴向设置的置换通道(201)，所述置换器(2)内固定有用于交换热量的换热管组件(3)，所述换热管组件(3)的端部朝向远离制备筒体(1)的方向延伸，并贯穿所述制备筒体(1)的侧壁，所述置换器(2)上还固定有用于布撒氨气的分布管组件(4)，所述分布管组件(4)的端部朝向远离制备筒体(1)的方向延伸，并贯穿所述制备筒体(1)的侧壁。
2.根据权利要求1所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述浓氨水制备装置还包括搅动组件(5)，所述搅动组件(5)具有一个搅动叶(51)，所述搅动叶(51)设置于制备腔(11)内，所述置换器(2)的直径小于制备腔(11)的内径，使氨水混合液能在置换器(2)与制备腔(11)的内径之间的间隙进行流动；所述置换器(2)具有沿制备筒体(1)轴向设置的安装通槽一(202)与安装通槽二(203)，所述安装通槽一(202)与安装通槽二(203)相互交错设置，所述换热管组件(3)固定于安装通槽一(202)内，所述分布管组件(4)固定于安装通槽二(203)内。
3.根据权利要求2所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述置换器(2)包括依次交错设置的置换模块(21)与连接模块(22)，所述置换模块(21)、通过卡接的方式与连接模块(22)相连接，所述置换模块(21)包括内弧部(211)、外弧部(212)与支撑部(213)，所述支撑部(213)用于连接内弧部(211)与外弧部(212)，所述内弧部(211)朝连接模块(22)的一端开设有第一卡接凹槽(21101)，所述外弧部(212)朝连接模块(22)的一端开设有第一卡接凸块(21201)，所述连接模块(22)的侧壁开设有第二卡接凹槽(2201)与第二卡接凸块(2202)，所述第一卡接凸块(21201)能插接固定于第二卡接凹槽(2201)内，所述第一卡接凹槽(21101)能插接固定于第二卡接凸块(2202)内。
4.根据权利要求3所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述内弧部(211)上开设有与安装通槽一(202)相连通的第一流动槽(2111)，所述外弧部(212)上开设有与安装通槽二(203)相连通的第二流动槽(2121)；所述置换模块(21)的两侧设置有侧部凹槽(2131)，所述侧部凹槽(2131)与连接模块(22)组合形成一个沿制备筒体(1)轴向设置的导流通槽，所述第一流动槽(2111)、第二流动槽(2121)均与导流通槽相连通。
5.根据权利要求4所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述第一流动槽(2111)、第二流动槽(2121)均贯穿安装通槽一(202)，使所述安装通槽一(202)与导流通槽相连通。
6.根据权利要求3所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述连接模块(22)上具有一个沿制备筒体(1)轴向开设的容纳槽(221)，所述容纳槽(221)内固定有辅助喷管(23)。
7.根据权利要求3所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述置换模块(21)的外壁上设有导流部(214)，所述导流部(214)沿制备筒体(1)轴向设置，并经过第二流动槽(2121)。
8.根据权利要求2所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述搅动组件(5)包括搅动壳体(52)，所述搅动壳体(52)固定于置换通道(201)内，所述搅动壳体(52)内具有一个搅拌容纳腔(521)，所述搅拌容纳腔(521)内通过转动的方式固定有搅动轴(53)，所述搅拌容纳腔(521)内设置有搅动轮（54），所述搅动轮（54）固定于搅动轴(53)的外壁上，所述搅动轴(53)的上部向上延伸，并贯穿所述搅动壳体(52)，所述搅动叶(51)与延伸的搅动轴(53)固定连接，所述置换通道(201)与换热管组件(3)相连通。
9.根据权利要求1所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述换热管组件(3)包括若干根竖管(31)、用于交错连接竖管(31)的若干根横管(32)与用于固定竖管(31)的连接件一(33)，所述竖管(31)通过连接件一(33)固定于安装通槽一(202)内。
10.根据权利要求9所述的浓氨水制备装置，其特征在于：所述分布管组件(4)包括底部管(41)、若干根竖向分管(42)与连接件二（43），所述竖向分管(42)通过连接件二（43）固定于安装通槽二(203)内，所述竖向分管(42)均与底部管(41)相连通，所述竖向分管(42)与竖管(31)间隔依次间隔设置在置换器(2)内。
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