CN213790031U - 一种超重力床热泵精馏系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种超重力床热泵精馏系统，包括进料泵、一级预热器、二级预热器、超重力床、压缩机、蒸发器、气液分离器及排液泵，进料泵用于物料的进料，进料泵与一级预热器相连接，一级预热器与二级预热器相连接，二级预热器与超重力床相连接，超重力床与压缩机相连接，压缩机与蒸发器相连接，并且超重力床与蒸发器相连接，蒸发器与气液分离器相连接，气液分离器与超重力床相连接，蒸发器与排液泵相连接，排液泵通过第一出口管路与蒸发器相连接，并且排液泵通过第二出口管路与一级预热器相连接。本实用新型整体结构紧凑，工艺优化，操作维护方便，具有体积小和能耗低的优点，能为企业带来可观的经济价值，符合节能减排的要求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种超重力热泵精馏技术领域，特别涉及一种利用超重力技术将超重力精馏与热泵结合的超重力床热泵精馏系统。
背景技术
精馏塔是化工、制药、环保等工业生产过程中使用最为广泛的分离设备，设备体积庞大、一般都十几米高，同时也是最主要的耗能单元之一。如何提升精馏过程的性能，将成为企业的降低运行成本和提升经济效益的关键。
为了提高精馏性能，将超重力精馏技术与热泵耦合，可以达到提高分离效率，缩小设备体积，节省能耗和原材料，为企业创造新的经济价值。
超重力精馏技术主要是利用旋转产生数百甚至数千倍于重力场的离心力场来代替常规精馏塔内重力场，在超重力场环境下强化气液和液液传质传热过程，液体被剪切成液滴、液丝和液膜与气体接触，气液两相由于接触面积大且相界面更新快，使得传质效率比传统塔设备提高1-2个数量级，设备体积大大减小高度不到两米。
精馏作为重要的分离单元之一，降低精馏过程能耗对生产企业具有非常重要的意义。热泵是精馏过程节能的主要手段，利用二次蒸汽潜热，通过压缩机压缩升温，重新作为再沸器热源使其中部分液体气化，达到节能效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种超重力床热泵精馏系统，解决现有精馏塔体积大和能耗高的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种超重力床热泵精馏系统，包括进料泵、一级预热器、二级预热器、超重力床、压缩机、蒸发器、气液分离器及排液泵，所述进料泵用于物料的进料，进料泵与一级预热器相连接，所述一级预热器与二级预热器相连接，所述二级预热器与超重力床相连接，所述超重力床与压缩机相连接，所述压缩机与蒸发器相连接，并且超重力床与蒸发器相连接，所述蒸发器与气液分离器相连接，所述气液分离器与超重力床相连接，所述蒸发器与排液泵相连接，所述排液泵通过第一出口管路与蒸发器相连接，并且排液泵通过第二出口管路与一级预热器相连接。
本实用新型进一步设置为，所述蒸发器连接有缓冲罐，缓冲罐连接有放空冷凝器，放空冷凝器连接有放空管路，所述缓冲罐还连接有出料泵，出料泵与二级预热器相连接。
本实用新型进一步设置为，所述二级预热器上连接有采出管路。
本实用新型进一步设置为，所述采出管路上连接有回流管路，回流管路为采出管路的分支管路，回流管路与超重力床相连接。
本实用新型进一步设置为，所述蒸发器连接有蒸汽加热管路。
本实用新型进一步设置为，所述超重力床采用填料式超重力床或折流式超重力床。
本实用新型进一步设置为，所述压缩机采用离心式蒸汽式压缩机或螺杆式蒸汽压缩机。
本实用新型进一步设置为，所述一级预热器、二级预热器和放空冷凝器采用螺旋缠绕管式换热器、列管式换热器、螺旋板式换热器或板式换热器。
本实用新型进一步设置为，所述蒸发器采用再沸器、降膜蒸发器、外循环蒸发器、强制循环蒸发器或板式蒸发器。
本实用新型进一步设置为，所述进料泵、出料泵、排液泵采用离心泵或磁力驱动泵。
综上所述，本实用新型具有以下有益效果：利用超重力技术将超重力床与热泵耦合，不仅解决了传统精馏设备高、占地面积大的问题，而且能耗节省70%以上。超重力床热泵精馏系统设备整体结构紧凑，工艺优化，操作维护方便，具有体积小和能耗低的优点，能为企业带来可观的经济价值，符合节能减排的要求。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图中：1、进料泵；2、一级预热器；3、二级预热器；4、超重力床；5、蒸发器；6、气液分离器；7、排液泵；8、压缩机；9、缓冲罐；10、出料泵；11、采出管路；12、回流管路；13、放空冷凝器；14、蒸汽加热管路；15、第一出口管路；16、第二出口管路；17、放空管路。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
实施例：本实用新型提供了一种超重力床热泵精馏系统，如附图1所示，包括进料泵1、一级预热器2、二级预热器3、超重力床4、压缩机8、蒸发器5、气液分离器6及排液泵7，所述进料泵1用于物料的进料，进料泵1的出口与一级预热器2的第一进口相连接，所述一级预热器2的出口与二级预热器3第一进口相连接，所述二级预热器3第一出口与超重力床4的第一进口相连接，所述超重力床4第一出口与压缩机8的进口相连接，所述压缩机8的出口与蒸发器5的第一进口相连接，并且超重力床4的第二出口与蒸发器5第二进口相连接，所述蒸发器5与气液分离器6相连接，所述气液分离器6的出口与超重力床4的第二进口相连接，所述蒸发器5的第一出口与排液泵7的进口相连接，所述排液泵7的出口通过第一出口管路15与蒸发器5的第三进口相连接，并且排液泵7的出口通过第二出口管路16与一级预热器2的第二进口相连接。
如附图1所示，所述蒸发器5的第二出口连接有缓冲罐9，缓冲罐9的第一出口连接有放空冷凝器13，放空冷凝器13出口连接有放空管路17，所述缓冲罐9第二出口连接有出料泵10，出料泵10的出口与二级预热器3的第二进口相连接；所述二级预热器3上连接有采出管路11，用于采出轻组分；所述采出管路11上连接有回流管路12，回流管路12为采出管路11的分支管路，回流管路12与超重力床4相连接；所述蒸发器5连接有蒸汽加热管路14。
其中，所述超重力床4采用填料式超重力床或折流式超重力床；所述压缩机8采用离心式蒸汽式压缩机或螺杆式蒸汽压缩机；所述一级预热器2、二级预热器3和放空冷凝器13采用螺旋缠绕管式换热器、列管式换热器、螺旋板式换热器或板式换热器；所述蒸发器5采用再沸器、降膜蒸发器、外循环蒸发器、强制循环蒸发器或板式蒸发器；所述进料泵1、出料泵10、排液泵7采用离心泵或磁力驱动泵。
采用该热泵精馏系统可以将乙醇水、甲醇水等沸点差40℃以内的组分分离，该系统的工作压力为0-1.0MPa，工作温度为0-250℃，其中，超重力床4的转速为100-1000转/分钟，压缩机8的压缩比为1.5-10。
本实施例的具体工艺实施步骤描述如下：
（1）、精馏分离甲醇水，物料初始含量80%甲醇水，精馏后甲醇纯度99%以上，处理量2000kg/h。物料经一级预热器2和二级预热器3预热后，温度由20℃升到60℃，进入超重力床4进行分离，超重力床4转速400转/每分钟，超重力床4的气体出口温度65℃，压力108KPa，二次蒸汽经压缩机8压缩升温升压后给蒸发器5加热，超重力床4底部液体流进蒸发器5与升温后二次蒸汽换热，在分离器6气液分离。二次蒸汽冷凝后流进缓冲罐9，缓冲罐9内气体经放空冷凝器13冷凝，不凝气放空，冷凝液经出料泵10排出通过二级预热器3与进料液换热，换热后部分冷凝液通过回流管路12回流进超重力床4，部分通过采出管路11采出，回流比1，采出甲醇纯度为99.5%，流量1600kg/h。蒸发器5底部液体通过排液泵7排出并经第二出口管路16排到一级预热器2与物料液换热后排出。
（2）、精馏分离乙醇水，物料初始含量60%乙醇水，精馏后乙醇纯度93%以上，处理量2000kg/h。物料经一级预热器2和二级预热器3预热后温度由20℃升到70℃，进入超重力床4进行分离，超重力床4转速300转/每分钟，气体出口温度78℃，压力106KPa，二次蒸汽经压缩机8压缩升温升压后给蒸发器5加热，超重力床4底部液体流进蒸发器5与升温后二次蒸汽换热，在分离器6气液分离。二次蒸汽冷凝后流进缓冲罐9，缓冲罐9内气体经放空冷凝器13冷凝，不凝气放空，冷凝液经出料泵10排出通过二级预热器3与进料液换热，换热后部分冷凝液通过回流管路12回流进超重力床4，部分通过采出管路11采出，回流比1.5，采出乙醇纯度为93%，流量1200kg/h。蒸发器5底部液体通过排液泵7排出并经第二出口管路16排到一级预热器2与物料液换热后排出。
Claims (10)
1.一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：包括进料泵(1)、一级预热器(2)、二级预热器(3)、超重力床(4)、压缩机(8)、蒸发器(5)、气液分离器(6)及排液泵(7)，所述进料泵(1)用于物料的进料，进料泵(1)与一级预热器(2)相连接，所述一级预热器(2)与二级预热器(3)相连接，所述二级预热器(3)与超重力床(4)相连接，所述超重力床(4)与压缩机(8)相连接，所述压缩机(8)与蒸发器(5)相连接，并且超重力床(4)与蒸发器(5)相连接，所述蒸发器(5)与气液分离器(6)相连接，所述气液分离器(6)与超重力床(4)相连接，所述蒸发器(5)与排液泵(7)相连接，所述排液泵(7)通过第一出口管路(15)与蒸发器(5)相连接，并且排液泵(7)通过第二出口管路(16)与一级预热器(2)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述蒸发器(5)连接有缓冲罐(9)，缓冲罐(9)连接有放空冷凝器(13)，放空冷凝器(13)连接有放空管路(17)，所述缓冲罐(9)还连接有出料泵(10)，出料泵(10)与二级预热器(3)相连接。
3.根据权利要求1所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述二级预热器(3)上连接有采出管路(11)。
4.根据权利要求3所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述采出管路(11)上连接有回流管路(12)，回流管路(12)为采出管路(11)的分支管路，回流管路(12)与超重力床(4)相连接。
5.根据权利要求1所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述蒸发器(5)连接有蒸汽加热管路(14)。
6.根据权利要求1所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述超重力床(4)采用填料式超重力床或折流式超重力床。
7.根据权利要求1所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述压缩机(8)采用离心式蒸汽式压缩机或螺杆式蒸汽压缩机。
8.根据权利要求1所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述一级预热器(2)、二级预热器(3)和放空冷凝器(13)采用螺旋缠绕管式换热器、列管式换热器、螺旋板式换热器或板式换热器。
9.根据权利要求1所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述蒸发器(5)采用再沸器、降膜蒸发器、外循环蒸发器、强制循环蒸发器或板式蒸发器。
10.根据权利要求1所述的一种超重力床热泵精馏系统，其特征在于：所述进料泵(1)、出料泵(10)、排液泵(7)采用离心泵或磁力驱动泵。
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| CN202022423580.9U CN213790031U (zh) | 2020-10-27 | 2020-10-27 | 一种超重力床热泵精馏系统 |
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| CN (1) | CN213790031U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113457195A (zh) * | 2021-08-09 | 2021-10-01 | 项文远 | 高节能超重力热泵精馏设备 |
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2020
- 2020-10-27 CN CN202022423580.9U patent/CN213790031U/zh active Active
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