CN216385229U

CN216385229U - 一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统

Info

Publication number: CN216385229U
Application number: CN202122807942.9U
Authority: CN
Inventors: 王思博
Original assignee: Hohai University HHU
Current assignee: Hohai University HHU
Priority date: 2021-11-16
Filing date: 2021-11-16
Publication date: 2022-04-26
Anticipated expiration: 2031-11-16

Abstract

本发明公开了一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，循环工质依次在电镀液冷凝器、废液蒸发器、废气蒸发器、气体蒸发器和气体冷凝器中循环流通；本发明充分考虑了电镀行业用热需求和余热资源情况，结合热泵技术将电镀废液和废气的余热回收整合于一个系统中，形成了一种结合热泵技术的接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，充分利用工艺自身的余热资源，满足电镀件干燥和电镀槽加热的热需求，实现了废热的资源化，对比消耗燃料生产蒸汽来加热的传统方案，本方案能节约燃料，更节能减排。

Description

一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统

技术领域

本发明属于余热回收利用设备技术领域，具体涉及一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统。

背景技术

电镀是利用电解原理在金属表面镀上一层其他金属或合金以提高金属性能的过程，在电镀工艺中，材质通常需要经过化学清洗、电解加工、水洗、电镀、烘干等步骤。在电镀环节中，用热需求和余热资源并存，电镀废液中蕴含着一定的热量，电镀过程中还会产生电镀废气，电镀件的烘干过程也是耗热过程之一，通常以蒸汽为加热介质间接加热并烘干电镀元件，携带水蒸气的烘干气体往往被直接排入大气，将这些废气、废液直接排入外界，会破坏自然环境，也会造成热量的浪费。申请号为2015205884244、发明名称为电镀废气余热回收装置的中国专利，公开了一种电镀废气余热回收装置，适用于电镀废气的余热回收；申请号为2016200763125、发明名称为电镀废水回收装置的中国专利，通过多级蒸发和多级冷凝回收电镀废水，适用于提高水的利用率，并利用废水余热。上述现有专利没有对废水和废热同时回收加以利用。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中只单独利用废水或废气余热的技术问题，而提供一种能够同时利用电镀工艺产生的废水、废气余热，再用于电镀工艺内部用热需求，从而降低排入环境中废水、废气热量，并实现节能减排的接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现：

一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，包括电镀槽，电镀槽内设置有电镀液冷凝器，电镀液冷凝器中具有循环工质，余热回收系统还包括废液蒸发器、废气蒸发器、气体蒸发器和气体冷凝器，循环工质依次在电镀液冷凝器、废液蒸发器、废气蒸发器、气体蒸发器和气体冷凝器中循环流通；电镀槽的废液排出至废液蒸发器中，废液蒸发器还与电镀装置的废液汇总管连通，电镀产生的废液进入废液蒸发器，对流通至废液蒸发器中的循环工质进行加热后，通过连接在废液蒸发器上的废液排出管排出；废气蒸发器与电镀装置的废气汇总管连通，电镀产生的废气进入废气蒸发器，对流通至废气蒸发器中的循环工质进行加热后，通过连接在废气蒸发器上的废气排出管排出；

气体蒸发器与电镀装置的干燥箱排气管连通，干燥箱排入气体蒸发器中的蒸汽，对流通至气体蒸发器中的循环工质进行加热后，被排入气体冷凝器中，对流通至气体冷凝器中的循环工质进行降温后，又被排入干燥箱中；经气体冷凝器降温的循环工质进入电镀液冷凝器中，被电镀槽中的电镀液加热后，再次循环流通至废液蒸发器中。

优选地，气体蒸发器上连接有冷风管和循环风机，对流通至气体蒸发器中的循环工质进行加热后，通过冷风管和循环风机被排入气体冷凝器中。

优选地，废气蒸发器上连接有废气疏水器，气体蒸发器上连接有气体疏水器，废气疏水器和气体疏水器均连通至冷凝水管，冷凝水管与废液汇总管连通。废气疏水器和气体疏水器把蒸汽加热管道中的冷凝水排放到管道外。

优选地，为了控制电镀槽中废液的排出量，电镀槽与废液蒸发器之间连接有废液连通管，管道上设置有排液阀，电镀槽的废液通过排液阀排出至废液蒸发器中。

优选地，循环工质为氮气或空气。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明充分考虑了电镀行业用热需求和余热资源情况，结合热泵技术将电镀废液和废气的余热回收整合于一个系统中，形成了一种结合热泵技术的接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，最终排放至环境中的废气和废水都被系统进行了降温处理，对环境友好；本系统充分利用工艺自身的余热资源，满足电镀件干燥和电镀槽加热的热需求，实现了废热的资源化，通过实验研究及计算得到该系统的能效COP值在3～5，对比消耗燃料生产蒸汽来加热的传统方案，本方案能节约燃料，更节能减排。

附图说明

图1是本发明余热回收系统的流程示意图。

图1中：废液蒸发器1；废气蒸发器2；气体蒸发器3；压缩机4；气体冷凝器5；电镀液冷凝器6；膨胀阀7；电镀槽8；排液阀9；废液排出管10；废气汇总管11；废气风机12；废气排出管13；热风管14；电镀件干燥箱15；冷风管16；循环风机17；废气疏水器18；气体疏水器19；冷凝水管20；废液汇总管21。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图并通过具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

如图1，一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，该系统包括废液蒸发器1、废气蒸发器2、气体蒸发器3、压缩机4、气体冷凝器5、电镀液冷凝器6、膨胀阀7、电镀槽8、排液阀9、废液排出管10、废气汇总管11、废气风机12、废气排出管13、热风管14、电镀件干燥箱15、冷风管16、循环风机17、废气疏水器18、气体疏水器19、冷凝水管20和废液汇总管21；

废液蒸发器1、废气蒸发器2、气体蒸发器3、压缩机4、气体冷凝器5、电镀液冷凝器6和膨胀阀7依次由管道相连，并构成热泵闭环系统；电镀液冷凝器6设于电镀槽8内部；电镀槽8与废液蒸发器1之间还连接有安装了排液阀9的排液管道，排液管道上接有废液汇总管21；废液蒸发器1与废液排出管10相通；废气汇总管11、废气风机12、废气蒸发器2和废气排出管13依次连接；电镀件干燥箱15、气体蒸发器3、循环风机17和气体冷凝器5依次管道连接，并构成电镀件干燥闭环系统；气体冷凝器5与电镀件干燥箱15通过热风管14相连；气体蒸发器3和循环风机17由冷风管16连通；废气蒸发器2接有废气疏水器18，气体蒸发器3接有气体疏水器19，与废气疏水器18和气体疏水器19分别相连接的两条管路交汇形成冷凝水管20。

本实施例中循环工质为空气。

当电镀完成后，排液阀9开启，电镀槽8内废液连同废液汇总管21流入的电镀工艺中其他废液一起进入废液蒸发器1，为废液蒸发器1内热泵闭环系统的循环工质提供热量，最后由废液排出管10排出，进入后续废液处理流程；热泵闭环系统的循环工质随后进入废气蒸发器2、气体蒸发器3中继续吸热，直至全部变为蒸汽状态；废气蒸发器2的热源为由废气汇总管11流入的电镀工艺废气，换热后的废气通过废气排出管13排出，进入后续废气处理流程；蒸汽状态的循环工质经压缩机4加压后，依次通过气体冷凝器5、电镀液冷凝器6和膨胀阀7后完成热泵闭环循环，膨胀阀作用为降压、减温；热泵闭环系统的循环工质在电镀液冷凝器6内放热，电镀槽8获得热量，并通过在电镀槽内设置温度传感器来监控温度，满足电镀工艺温度要求；经加压的循环工质进入气体冷凝器5内，通过气体蒸发器3排入气体冷凝器5内的蒸汽对循环工质降温，循环工质放热，使气体冷凝器5内的蒸汽受热，并通过热风管14带入电镀件干燥箱15中，使电镀件干燥、钝化稳定，循环工质在气体蒸发器3中被降温、除去水分。

废气蒸发器2和气体蒸发器3的热源气体出口分别设有废气疏水器18和气体疏水器19，用来排出凝水，凝水最终通过冷凝水管20汇流并排出本系统。

本发明通过改变电镀槽中电镀液温度、电镀废气温度、干燥箱蒸汽温度，利用该系统在不同工况下进行了多组实验。统计实验过程中的数据，并最终计算得到系统的能效值，结果如下表1所示。

表1不同工况对应的系统能效值

上表中的系统能效COP为通过该系统获得的能量与系统运行所消耗电能之比。通过上表可以明显看出，本系统充分利用工艺自身的余热资源，满足电镀件干燥和电镀槽加热的热需求，实现了废热的资源化，该系统的能效COP值在3～5，对比消耗燃料生产蒸汽来加热的传统方案，本方案能节约燃料，更节能减排。

本发明充分考虑了电镀行业用热需求和余热资源情况，结合热泵技术将电镀废液和废气的余热回收整合于一个系统中，形成了一种结合热泵技术的接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，充分利用工艺自身的余热资源满足电镀件干燥和电镀槽加热的热需求，实现了废热的资源化，对比消耗燃料生产蒸汽来加热的传统方案，本方案能节约燃料，更节能减排。

本发明中涉及的未说明部份与现有技术相同或采用现有技术加以实现。

本发明的具体实施方式的说明只是用于帮助理解本发明的核心思想，而并非是对本发明实施方式的限定。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，包括电镀槽(8)，其特征在于，电镀槽内设置有电镀液冷凝器(6)，电镀液冷凝器中具有循环工质，余热回收系统还包括废液蒸发器(1)、废气蒸发器(2)、气体蒸发器(3)和气体冷凝器(5)，循环工质依次在电镀液冷凝器、废液蒸发器(1)、废气蒸发器(2)、气体蒸发器(3)和气体冷凝器(5)中循环流通；电镀槽的废液排出至废液蒸发器中，废液蒸发器还与电镀装置的废液汇总管(21)连通，电镀产生的废液进入废液蒸发器，对流通至废液蒸发器中的循环工质进行加热后，通过连接在废液蒸发器上的废液排出管(10)排出；废气蒸发器与电镀装置的废气汇总管(11)连通，电镀产生的废气进入废气蒸发器，对流通至废气蒸发器中的循环工质进行加热后，通过连接在废气蒸发器上的废气排出管(13)排出；

气体蒸发器与电镀装置的干燥箱(15)排气管连通，干燥箱排入气体蒸发器中的蒸汽，对流通至气体蒸发器中的循环工质进行加热后，被排入气体冷凝器中，对流通至气体冷凝器中的循环工质进行降温后，又被排入干燥箱中；经气体冷凝器降温的循环工质进入电镀液冷凝器中，被电镀槽中的电镀液加热后，再次循环流通至废液蒸发器中。

2.根据权利要求1所述的一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，其特征在于，气体蒸发器(3)上连接有冷风管(16)和循环风机(17)，对流通至气体蒸发器中的循环工质进行加热后，通过冷风管(16)和循环风机(17)被排入气体冷凝器中。

3.根据权利要求1所述的一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，其特征在于，废气蒸发器(2)上连接有废气疏水器(18)，气体蒸发器(3)上连接有气体疏水器(19)，废气疏水器(18)和气体疏水器(19)均连通至冷凝水管(20)，冷凝水管与废液汇总管(21)连通。

4.根据权利要求1所述的一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，其特征在于，电镀槽与废液蒸发器之间连接有废液连通管，管道上设置有排液阀(9)，电镀槽的废液通过排液阀排出至废液蒸发器中。

5.根据权利要求1所述的一种接入电镀装置的废液、废气汇总管上的余热回收系统，其特征在于，循环工质为氮气或空气。