CN207197285U - 一种不凝气体去除装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种不凝气体去除装置，包括蒸发器、不凝气体脱气罐、不凝气体排放口、最低点排放口；蒸发器包括顶部丝网分离装置、中间立式管壳式换热器、底部U型管式换热器；不凝气体脱气罐包括喷淋球组件、布水盘、气体喷嘴组件；喷淋球组件安装布置在布水盘上方；喷嘴组件安装布置在布水盘下方；布水盘上均匀布置分水孔；蒸发器未凝结气体入口与不凝气体脱气罐底部的气体喷嘴组件管路连接；预热后的原料水进入不凝气体脱气罐顶部喷淋球入口；通过不凝气体脱气罐顶部喷淋球均匀喷出；不凝气体排放口与不凝气体脱气罐顶部出口管路连接；不凝气体脱气罐底部与蒸发器底部管路连接，不凝气体脱气罐内换热分离后原料水由脱气罐底部出口进入蒸发器。本实用新型结构简单，不凝气体分离效果好，可有效提高系统的换热效率。

Description

一种不凝气体去除装置

技术领域

本实用新型属于热压蒸馏技术领域，涉及一种不凝气体去除装置；特别适用于化工、能源、医药等热压蒸馏工艺。

背景技术

纯蒸汽作为热压蒸馏工艺的循环热源，在化工、能源、医药等领域的MVR系统中被广泛应用。不凝气体作为影响传热效率的重要原因之一被广泛研究关注。不凝气体主要为蒸汽传热过程中凝结点温度以下没有形成液体的那部分气体，其形成主要由设备开机前设备系统中残留的空气以及设备运行时原料水蒸发过程中产生的杂质气体混合而成。

热压蒸馏过程中，不凝气体会附着在换热器内壁，使二次高温蒸汽的有效换热面积减小。另一方面不凝气体会在蒸汽与管壁之间形成热阻，使得传热效率降低，导致热量不能及时换热，从而降低效率。根据研究表明：当蒸汽中含有不凝性气体时，即使含有1％，也会导致系统的传热系数下降50％以上。因此，设计一种简单高效的不凝气体去除装置，提高二次高温蒸汽的传热效率，对于热压蒸馏工艺至关重要。

目前不凝气体的排放一种采用定时排放，影响传热效率及设备稳定运行；另一种采用连续排放，不凝气体的排放设置在蒸汽换热后的温度最低点处，排放管径大小不一；排放管径太大，会导致热量浪费；排放管径太小，导致不凝气体排放不及时，不凝性气体累积，影响传热效率及设备稳定运行；相应地，为了保持系统稳定运行，会增加工业蒸汽或者电能的消耗量，增加运行成本。

发明内容

本实用新型公开了一种不凝气体去除装置，以解决现有技术中不凝气体排放不及时，影响传热效率及设备的稳定运行等问题。

本实用新型包括蒸发器、不凝气体脱气罐、不凝气体排放口、最低点排放口；蒸发器包括顶部的丝网分离装置、中间的立式管壳式换热器、底部U型管式换热器；所述的丝网分离装置是一种高效的气液分离装置；立式管壳式换热器主要功能是实现气相、液相间的换热；蒸发器底部U型管换热器的主要功能是加速原料水蒸发，提供更多的纯蒸汽；不凝气体脱气罐包括喷淋球组件、布水盘、气体喷嘴组件；喷淋球组件安装布置在布水盘上方；喷嘴组件安装布置在布水盘下方；布水盘材质为卫生级不锈钢板，布水盘上均匀布置分水孔；蒸发器未凝结气体出口与不凝气体脱气罐底部的气体喷嘴入口管路连接；预热后的原料水进入不凝气体脱气罐顶部喷淋球入口；通过不凝气体脱气罐顶部的喷淋球均匀喷出；布水盘主要功能是将喷淋球喷洒的液滴均匀布置，使其均匀落下；不凝气体脱气罐内未凝结的气体与原料水充分换热；不凝气体排放口与不凝气体脱气罐顶部出口管路连接；不凝气体被有效分离后从顶部出口排出，进入不凝气体排放口；不凝气体脱气罐底部与蒸发器底部管路连接，不凝气体脱气罐内换热分离后原料水由脱气罐底部出口进入蒸发器；不凝气体脱气罐底部与蒸发器底部还与最低点排放口管路连接，作为设备停机排放口。

本实用新型还包括预热器组；预热器组包括第一预热器、第二预热器、原料水入口、工业蒸汽入口、工业蒸汽凝结水排放口；第一预热器、第二预热器均为管壳式换热器；原料水入口与第一预热器的原料水管程入口管路连接；第一预热器管程出口与第二预热器管程入口管路连接；原料水从原料水口进入，依次通过第一预热器的管程入口，经第一预热器管程出口进入第二预热器的管程入口；原料水沿管程流动；第一预热器通过热媒介工业蒸汽凝结水与原料水换热；工业蒸汽入口通过两路分别与蒸发器的U型管换热器管程入口和第二预热器的壳程入口管路连接；U型管换热器管程产生的工业蒸汽凝结水与第二预热器壳程产生的工业蒸汽凝结水经疏水阀后汇合与第一预热器的壳程入口连接；工业蒸汽凝结水沿第一预热器壳程流动；第一预热器热媒介工业蒸汽凝结水通过第一预热器壳程出口与工业蒸汽凝结水排放口链接；

第二预热器管程原料水出口与不凝气体脱气罐顶部喷淋球入口管路连接；原料水从第二预热器管程出口流出，进入不凝气体脱气罐顶部喷淋球入口。

本实用新型还包括PID调节阀；工业蒸汽入口通过两路分别与第二预热器的壳程入口和蒸发器的U型管换热器管程入口管路连接；两个支路上均装有PID调节阀，通过PID调节阀调节工业蒸汽流量，实现调节原料水的预热温度及蒸发器内的温度及压力作用；通过调节PID调节阀控制进入预热器的工业蒸汽量，调节控制不凝气体脱气罐内的最佳不凝气体排放温度。

本实用新型不凝气体脱气罐喷淋球组件上喷淋球的大小与系统的蒸发量成正比，球体表面布满大小相等、均匀分布的喷淋孔；通过产水量选取适当喷淋球及入口压力从而调节喷淋球的喷洒面积；调整布水盘与喷淋球之间距离，使喷淋球的喷撒面积与布水盘的面积相匹配，使水均匀在布水盘上形成布水；气体喷嘴组件包括圆周均布的气体喷嘴；一个优化结构气体喷嘴四个，圆周均布，保证蒸发器中未凝结的气体被均匀喷出。未凝结的杂质气体经底部喷嘴喷出后与布水盘散落的水均匀充分换热后，不凝气体被有效的分离，经顶部的不凝气体出口排出；不凝气体在液面上方高点排出，排出效果好。

本实用新型还包括蒸汽压缩机；蒸发器顶部与蒸汽压缩机入口管路连接；中间的立式管壳式换热器管程蒸发产生的纯蒸汽经丝网分离后进入蒸汽压缩机的入口；蒸汽压缩机出气口与蒸发器中的立式管壳式换热器壳程入口管路连接；浓缩水排放口与蒸发器底部管路连接；蒸汽压缩机的包括离心风机、变频电机、润滑油系统、风管；蒸汽压缩机将蒸发器内产生的纯蒸汽进行二次压缩，把电能转换为热能，提高二次蒸汽的热焓值，使其继续进入蒸发器内进行汽水换热。蒸发器底部U型管换热器的管程出口经疏水阀与第一预热器壳程入口管路连接；工业蒸汽经PID调节阀与U型管换热管程入口链接，蒸发器底部U型管换热器管程产生的工业蒸汽凝结水与第二预热器壳程产生的工业蒸汽凝结水经疏水阀汇集后进入第一预热器的壳程入口，继续为原料水预热。

本实用新型还包括蒸馏水缓存罐、蒸馏水泵、蒸馏水出口；蒸馏水缓存罐包括顶部喷淋球以及其下部的填料分离装置；喷淋球主要功能是将蒸发器中产生的蒸馏水均匀喷出；填料分离装置包括鲍尔环，填料分离装置的主要功能是分离蒸馏水中的夹杂的气体；蒸发器中的立式管壳式换热器壳程出口与蒸馏水缓存罐的顶部喷淋球入口管路连接，蒸发器换热后产生的蒸馏水由立式管壳式换热器壳程出口流入蒸馏水缓存罐的顶部喷淋球入口；蒸馏水缓存罐底部出口与蒸馏水泵入口管路连接；蒸馏水泵出口与蒸馏水出口管路连接。蒸馏水泵与变频电机电驱动连接；蒸发器中二次高温纯蒸汽与原料水换热冷凝形成蒸馏水，进入蒸馏水缓存罐，经充分气液分离后，由蒸馏水泵排出。蒸馏水泵确保系统连续平稳运行排出蒸馏水。

本实用新型的积极效果在于：结构简单，不凝气体分离效果好，可有效提高系统的换热效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型喷淋球组件结构示意图；

图3为本实用新型布水板结构示意图；

图4为本实用新型气体喷嘴结构示意图；

图中：1第一预热器、2第二预热器、3不凝气体脱气罐、4蒸馏水缓存罐、5蒸发器、6蒸汽压缩机、7蒸馏水泵、8 PID调节阀、9疏水阀、A工业蒸汽入口、B蒸馏水出口、C原料水入口、D工业蒸汽凝结水排放口、E最低点排放口、F浓缩水排放口、G不凝气体排放口。

具体实施方式

以下结合附图详细说明本实用新型的一个实施例。

进入不凝气体脱气罐中未凝结的气体主要包括设备开机前系统内残留的空气以及与原料水蒸发过程中挥发出的杂质气体。

本实用新型实施例如图1所示，包括预热器组、不凝气体脱气罐3、蒸馏水缓存罐4、蒸发器5、蒸汽压缩机6、蒸馏水泵7、PID调节阀8、疏水阀9、工业蒸汽入口A、蒸馏水出口B、原料水入口C、工业蒸汽凝结水排放口D、最低点排放口E、浓缩水排放口F、不凝气体排放口G；预热器组包括第一预热器1、第二预热器2；第一预热器1、第二预热器2均为管壳式换热器，主要功能是为原料水预热，同时回收系统内余热。

原料水为第一预热器1、第二预热器2冷媒介质；原料水入口C与第一预热器1的原料水管程入口管路连接；第一预热器1管程出口与第二预热器2管程入口管路连接；原料水从原料水口C进入，依次通过第一预热器1的管程入口，经第一预热器1管程出口进入第二预热器2的管程入口；预热器2壳程热媒介出口与预热器1的壳程入口管路连接；原料水沿管程流动；第一预热器1通过工业蒸汽凝结水与原料水换热。工业蒸汽入口A通过两路分别与第二预热器2的壳程入口和蒸发器5的U型管换热器管程入口管路连接；两个支路上均装有PID调节阀，通过PID调节阀调节工业蒸汽流量，实现调节原料水的预热温度及蒸发器5内的温度及压力。工业蒸汽凝结水排放口D与第一预热器1壳程出口管路连接；工业蒸汽凝结水为第一预热器1热媒介质；工业蒸汽凝结水沿第一预热器1壳程流动；第一预热器1热媒介工业蒸汽凝结水通过第一预热器1壳程出口、工业蒸汽凝结水排放口D排出。

如图1、图2、图3、图4所示，不凝气体脱气罐包括喷淋球组件、布水盘、气体喷嘴组件；布水盘材质为卫生级不锈钢板，布水盘上均匀布置分水孔；喷淋球组件安装布置在布水盘上方；喷嘴组件安装布置在布水盘下方；第二预热器2管程出口与不凝气体脱气罐3顶部喷淋球入口管路连接；原料水从第二预热器2管程出口流出，进入不凝气体脱气罐3顶部喷淋球入口；预热后的原料水通过不凝气体脱气罐3顶部的喷淋球均匀喷出；布水盘主要功能是将喷淋球喷洒的液滴均匀布置，使其均匀落下；不凝气体脱气罐内未凝结的气体与原料水充分换热；不凝气体排放口G与不凝气体脱气罐3顶部出口管路连接；不凝气体被有效分离后从顶部出口排出，进入不凝气体排放口G；不凝气体脱气罐3底部的气体喷嘴接口与蒸发器5未凝结气体入口管路连接；不凝气体脱气罐3底部与蒸发器5底部管路连接，不凝气体脱气罐3内换热分离后原料水由脱气罐底部出口进入蒸发器5；不凝气体脱气罐3底部与蒸发器5底部并与最低点排放口E管路连接，作为设备停机排放口。

通过调节PID调节阀控制进入预热器2的工业蒸汽量，调节控制不凝气体脱气罐内的最佳不凝气体排放温度。

本实用新型不凝气体脱气罐的喷淋球组件上喷淋球的大小由系统的蒸发量决定，球体表面布满大小相等、均匀分布的喷淋孔；通过产水量选取适当喷淋球及入口压力从而调节喷淋球的喷洒面积；调整布水盘与喷淋球之间距离，使喷淋球的喷撒面积与布水盘的面积相匹配，使水均匀在布水盘上形成布水；气体喷嘴组件包括圆周均布的气体喷嘴；一个优化结构气体喷嘴四个，圆周均布，保证蒸发器中未凝结的气体被均匀喷出。未凝结的杂质气体经底部喷嘴喷出后与布水盘散落的水均匀充分换热后，不凝气体被有效的分离，经顶部的不凝气体出口排出；不凝气体在液面上方高点排出，排出效果好。

蒸发器5包括顶部的丝网分离装置、中间的立式管壳式换热器、底部U型管式换热器；所述的丝网分离装置是一种高效的气液分离装置；立式管壳式换热器主要功能是实现气相、液相间的换热；底部U型管换热器的主要功能是加速原料水蒸发，提供更多的纯蒸汽；蒸发器5中产生的纯蒸汽经丝网分离后进入蒸汽压缩机6入口；中间的立式管壳式换热器管程蒸发产生的纯蒸汽经丝网分离后进入蒸汽压缩机6的入口；蒸汽压缩机6出气口与蒸发器5中的立式管壳式换热器壳程入口管路连接。浓缩水排放口F与蒸发器5底部管路连接。

压缩机的包括离心风机、变频电机、润滑油系统、风管；蒸汽压缩机6将蒸发器5内产生的纯蒸汽进行二次压缩，把电能转换为热能，提高二次蒸汽的热焓值，使其继续进入蒸发器5内进行汽水换热。蒸发器5底部U型管换热器的管程出口经疏水阀与第一预热器1壳程入口管路连接；工业蒸汽经PID调节阀与U型管换热器管程入口连接，蒸发器5底部U型管换热器产生的工业蒸汽凝结水与第二预热器2壳程产生的工业蒸汽凝结水经疏水阀汇集后进入第一预热器1的壳程入口，继续为原料水预热。

蒸馏水缓存罐包括顶部喷淋球以及其下部的填料分离装置；喷淋球主要功能是将蒸发器中产生的蒸馏水均匀喷出；填料分离装置是添装一定高度的鲍尔环，填料分离装置的主要功能是分离蒸馏水中的夹杂的气体；蒸发器5中的立式管壳式换热器壳程出口与蒸馏水缓存罐4的顶部喷淋球入口管路连接，蒸发器5换热后产生的蒸馏水由立式管壳式换热器出口流入蒸馏水缓存罐4的顶部喷淋球入口；蒸馏水缓存罐4底部出口与蒸馏水泵7入口管路连接；蒸馏水泵7出口与蒸馏水出口B管路连接。蒸馏水泵7与变频电机电驱动连接；蒸发器中二次高温纯蒸汽与原料水换热冷凝形成蒸馏水，进入蒸馏水缓存罐，经充分气液分离后，由蒸馏水泵排出。蒸馏水泵7确保系统连续平稳运行排出蒸馏水。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的，客户可以根据需求增加预热器，如原料水与浓缩水换热预热器、原料水与蒸馏水换热预热器等。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，这些变更和修改均落入本使用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种不凝气体去除装置，其特征在于：包括蒸发器、不凝气体脱气罐、不凝气体排放口、最低点排放口；蒸发器包括顶部的丝网分离装置、中间的立式管壳式换热器、底部U型管式换热器；不凝气体脱气罐包括喷淋球组件、布水盘、气体喷嘴组件；喷淋球组件安装布置在布水盘上方；喷嘴组件安装布置在布水盘下方；布水盘上均匀布置分水孔；蒸发器未凝结气体出口与不凝气体脱气罐底部的气体喷嘴入口管路连接；预热后的原料水进入不凝气体脱气罐顶部喷淋球入口；通过不凝气体脱气罐顶部的喷淋球均匀喷出；不凝气体排放口与不凝气体脱气罐顶部出口管路连接；不凝气体脱气罐底部与蒸发器底部管路连接，不凝气体脱气罐内换热分离后原料水由脱气罐底部出口进入蒸发器；不凝气体脱气罐底部与蒸发器底部还与最低点排放口管路连接，作为设备停机排放口。

2.根据权利要求1所述的一种不凝气体去除装置，其特征在于：还包括预热器组；预热器组包括第一预热器、第二预热器、原料水入口、工业蒸汽入口、工业蒸汽凝结水排放口；第一预热器、第二预热器均为管壳式换热器；原料水入口与第一预热器的原料水管程入口管路连接；第一预热器管程出口与第二预热器管程入口管路连接；原料水从原料水口进入，依次通过第一预热器的管程入口，经第一预热器管程出口进入第二预热器的管程入口；第一预热器壳程热媒介出口与第二预热器的壳程入口管路连接；原料水沿管程流动；第一预热器通过工业蒸汽凝结水与原料水换热；工业蒸汽入口通过两路分别与第二预热器的壳程入口和蒸发器的U型管换热器管程入口管路连接；工业蒸汽凝结水排放口与第一预热器壳程出口管路连接；工业蒸汽凝结水沿第一预热器壳程流动；第一预热器热媒介工业蒸汽凝结水通过第一预热器壳程出口、工业蒸汽凝结水排放口排出；第二预热器管程出口与不凝气体脱气罐顶部喷淋球入口管路连接；原料水从第二预热器管程出口流出，进入不凝气体脱气罐顶部喷淋球入口。

3.根据权利要求1所述的一种不凝气体去除装置，其特征在于：还包括PID调节阀；工业蒸汽入口通过两路分别与第二预热器的壳程入口和蒸发器的U型管换热器管程入口管路连接；两个支路上均装有PID调节阀，通过PID调节阀调节工业蒸汽流量，实现调节原料水的预热温度及蒸发器内的温度及压力；通过调节PID调节阀控制进入预热器的工业蒸汽量，调节控制不凝气体脱气罐内的最佳不凝气体排放温度。

4.根据权利要求1所述的一种不凝气体去除装置，其特征在于：不凝气体脱气罐的喷淋球组件上喷淋球的大小与系统的蒸发量成正比，球体表面布满大小相等、均匀分布的喷淋孔；通过产水量选取适当喷淋球及入口压力从而调节喷淋球的喷洒面积；调整布水盘与喷淋球之间距离，使喷淋球的喷撒面积与布水盘的面积相匹配；气体喷嘴组件包括圆周均布的气体喷嘴；优化结构气体喷嘴四个，圆周均布。

5.根据权利要求1所述的一种不凝气体去除装置，其特征在于：还包括蒸汽压缩机；蒸发器顶部与蒸汽压缩机入口管路连接；中间的立式管壳式换热器管程蒸发产生的纯蒸汽经丝网分离后进入蒸汽压缩机的入口；蒸汽压缩机出气口与蒸发器中的立式管壳式换热器壳程入口管路连接；蒸发器底部U型管换热器的管程出口、第二预热器壳程出口产生的工业蒸汽凝结水经疏水阀与第一预热器壳程入口管路连接；工业蒸汽经PID调节阀与U型管换热器管程入口连接，蒸发器底部U型管换热器产生的工业蒸汽凝结水与第二预热器壳程产生的工业蒸汽凝结水经疏水阀汇集后进入第一预热器的壳程入口，继续为原料水预热。

6.根据权利要求1所述的一种不凝气体去除装置，其特征在于：还包括蒸馏水缓存罐、蒸馏水泵蒸馏水出口；蒸馏水缓存罐包括顶部喷淋球以其下部的填料分离装置；喷淋球主要功能是将蒸发器中产生的蒸馏水均匀喷出；填料分离装置包括鲍尔环，蒸发器中的立式管壳式换热器出口与蒸馏水缓存罐的顶部喷淋球入口管路连接，蒸发器换热后产生的蒸馏水由立式管壳式换热器出口流入蒸馏水缓存罐的顶部喷淋球入口；蒸馏水缓存罐底部出口与蒸馏水泵入口管路连接，蒸馏水泵出口与蒸馏水出口管路连接；蒸馏水泵与变频电机电驱动连接；蒸发器中二次高温纯蒸汽与原料水换热冷凝形成蒸馏水，进入蒸馏水缓存罐，经充分气液分离后，由蒸馏水泵排出。