CN217368372U - 一种放热反应系统节能及余热回收装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种放热反应系统节能及余热回收装置，利用虹吸自循环换热及热水闪蒸气化的原理，属于化工节能技术领域。包括放热反应釜，放热反应釜外表面设有冷却水夹套，冷却水夹套的冷却水回水顶部与气液分离器的中部连接，冷却水夹套底部与反应釜夹套进水相连，气液分离器顶部与蒸汽处理装置连接，气液分离器溢流口与热水储罐相连，蒸汽消耗的水量通过离心泵补加，离心泵与热水储罐连接，热水储罐顶部设有补水装置。对冷却系统中的余热进行多种形式的综合回收，将冷却系统中的余热通过制热机组转换为可直接使用的二次能源进行循环利用，热水还可进一步送入热机制冷机组进一步循环利用，大大提高了能源的利用效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种放热反应系统节能及余热回收装置，属于化工节能技术领域。
背景技术
目前，反应釜广泛应用于石油、化工、橡胶、农药、染料、医药、食品行业，是用来完成硫化、硝化、氢化、烃化、聚合、缩合等工艺过程的反应容器，上述多为放热反应，为了保证放热反应能正常进行，必须及时将反应釜中的反应热导出，通常使用室温循环冷却水进行换热，但由于技术限制，低温冷却水中的显热往往很难得到有效的回收利用，因此浪费大量的热能，生产成本高，效益低。为此，开发一种高效率的反应釜冷却系统余热回收装置具有十分重要的意义。
有鉴于上述的缺陷，本设计人，积极加以研究创新，以期创设一种放热反应釜冷却系统节能及余热回收装置，使其更具有产业上的利用价值。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种放热反应釜冷却系统节能及余热回收装置。
本实用新型的一种放热反应釜冷却系统节能及余热回收装置，包括放热反应釜，放热反应釜外表面设有冷却水夹套，冷却水夹套的冷却水回水顶部与气液分离器的中部连接，冷却水夹套底部与反应釜夹套进水相连，气液分离器顶部与蒸汽处理装置连接，气液分离器溢流口与热水储罐相连，蒸汽消耗的水量通过离心泵补加，离心泵与热水储罐连接；其中气液分离器与冷却水夹套底部相连管道包括虹吸自循环管道与补水管道，可实现自循环，并利用补水口加快循环水虹吸流速，热水储罐顶部设有补水装置。
进一步的，蒸汽处理装置为蒸汽压缩装置。
进一步的，蒸汽处理装置为蒸汽文丘里真空装置。
进一步的，放热反应釜的反应体系温度大于90℃，小于120℃。
进一步的，气液分离器和热水储罐均位于放热反应釜上方。
进一步的，虹吸自循环管道与补水管道水流方向夹角小于30度，优选0度。
进一步的，放热反应釜放热总量较大时，放热反应釜回水温度大于90℃，通过蒸汽压缩装置负压闪蒸回收热量制蒸汽。
进一步的，放热反应釜放热总量较小，且放热反应釜回水温度大于90℃，通过蒸汽文丘里真空装置回收热量制蒸汽。
一种放热反应釜冷却系统节能及余热回收装置，其特征在于：包括放热反应釜，放热反应釜外表面设有冷却水夹套，冷却水夹套的冷却水回水顶部与气液分离器的中部连接，冷却水夹套底部通过热机制冷机组和离心泵与热水储罐连接，热水储罐顶部设有补水装置，气液分离器顶部与蒸汽压缩装置连接，蒸发蒸汽的水量由外界水补充。
进一步的，气液分离器底部和热水储器连接，用于闪蒸水回水。
进一步的，热机制冷机组中的冷却水进口温度为20～25℃，出口温度5～10℃。
借由上述方案，本发明至少具有以下优点：
(1)本实用新型通过在反应釜冷却夹套中进行热交换，将冷却水中的余热进行充分再利用，节省了能耗，降低了生产成本，提高了经济效益；
(2)本实用新型针对反应温度大于100℃，为避免在设备内气化产生水锤对设备损坏，利用改变回水管高度或设置回水背压装置控制水在反应器中不气化；
(3)本实用新型通过余热回收装置对冷却系统中的余热进行多种形式的综合回收，将冷却系统中的余热通过制冷机组或制热机组转换为可直接使用的二次能源进行循环利用，大大提高了能源的利用效率。
上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某个实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本实用新型的反应釜冷却系统余热回收装置工况一的结构示意图；
图1-1和1-2是本实用新型的A处放大图，即反应釜冷却系统余热回收装置中虹吸自循环管道与补水管道的装配结构示意图；
图2是本实用新型的反应釜冷却系统余热回收装置工况二的结构示意图；
图3是本实用新型的反应釜冷却系统余热回收装置工况三的结构示意图；
其中，图中，
a、虹吸自循环管道；b、补水管道；
1、离心泵；2、放热反应釜；3、冷却水夹套；4、气液分离器；5、蒸汽压缩装置；6、热机制冷机组；7、蒸汽文丘里真空装置；8热水储罐；9、补水装置。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实例1
参见图1和图2，本实用新型的一种放热反应釜冷却系统节能及余热回收装置，其特征在于：包括放热反应釜2，所述放热反应釜2外表面设有冷却水夹套3，所述冷却水夹套3的冷却水回水顶部与气液分离器4的中部连接，所述冷却水夹套3底部通过离心泵1与热水储罐8连接，所述热水储罐8顶部设有补水装置9，所述气液分离器4顶部与蒸汽处理装置连接，所述蒸汽处理装置为蒸汽压缩装置5或者蒸汽文丘里真空装置7，蒸发蒸汽的水量由外界水补充。参见图1-1和图1-2，其中气液分离器4与冷却水夹套3底部相连管道包括虹吸自循环管道a与补水管道b，可实现自循环，并利用补水口加快循环水虹吸流速，虹吸自循环管道a与补水管道b水流方向夹角小于30度，优选0度。
所述放热反应釜2的反应体系温度大于90℃，小于120℃。所述气液分离器4和热水储罐8均位于放热反应釜2上方，针对反应温度大于100℃，为避免冷却水在设备内气化产生水锤对设备损坏，利用改变回水管高度控制水在反应器中不气化。所述离心泵1流量可以与放热反应釜2回水温度进行连锁，为保证放热反应釜2回水大于设定温度，可根据反应温度和冷却水的温差，适当增加换热面积。过热冷却水经过气液分离器4时压力降低闪蒸形成蒸汽，液相水温降低虹吸循环回用。热量规格高可不设置蒸汽压缩装置5直接并网使用，热量规格低设置蒸汽压缩装置5。所述放热反应釜2放热总量较大时，放热反应釜2回水温度大于90℃，直接利用蒸汽压缩装置5负压闪蒸回收热量制蒸汽。所述放热反应釜2放热总量较小，不宜投资热量回收机组工况，且放热反应釜2回水温度大于90℃，可利用蒸汽文丘里真空装置7回收热量制蒸汽。所述蒸汽文丘里真空装置7闪蒸后的蒸汽冷凝水利用虹吸原理在反应系统中自循环，节省原本需要的大量循环水循环和冷却所需能量，只需补充产生蒸汽水的消耗。闪蒸后的冷却水温度大于80℃但小于100℃，可利用热机制冷技术回收热量。
实例2
参见图3，一种放热反应釜冷却系统节能及余热回收装置，其特征在于：包括放热反应釜2，所述放热反应釜2外表面设有冷却水夹套3，所述冷却水夹套3的冷却水回水顶部与气液分离器4的中部连接，所述冷却水夹套3底部通过热机制冷机组6和离心泵1与热水储罐8连接，所述热水储罐顶部设有补水装置9，所述气液分离器4顶部与蒸汽压缩装置5连接，蒸发蒸汽的水量由外界水补充。所述气液分离器4底部和热水储器8连接，用于闪蒸水回水，所述热机制冷后回水出口温度60～70℃，所述制冷机组中的冷却水进口温度为20～25℃，出口温度5～10℃。
本实用新型的工作原理如下：
本实用新型的反应釜冷却系统余热回收装置在实际使用过程中，首先用离心泵1将热水储罐8中的冷却水从冷却水夹套3底部打入其内部，冷却水在冷却夹套3中与反应物料进行充分换热，针对反应温度大于100℃，反应釜放热量较大，为避免在设备内气化产生水锤对设备损坏，并利用改变回水管高度约为11米控制水在反应器中不气化。反应器回水从冷却夹套3顶部流出至气液分离器4的中部，经过换热有一定温度和压力的热水在气液分离器4中压力闪蒸汽化形成蒸汽通过蒸汽压缩装置5输出0.3MPa的低压蒸汽，气液分离器4热水出口温度为80-100℃，则该热水输出至热机制冷机组6，冷媒进口温度为20～25℃，出口温度5～10℃。当反应釜放热量及热水回水量较小，反应器回水温度热水回水大于85℃，可利用蒸汽压缩装置5或蒸汽文丘里真空装置7利用高品位蒸汽负压闪蒸回收制0.3Mpa蒸汽，闪蒸后的冷却回水利用虹吸原理在反应器冷却夹套3中自循环，节省原需要的大量循环水循环和冷却所需能量，只需补充产生蒸汽水的消耗。所述热水回水均至热水储罐8，且热水储罐8顶部有补水装置9。该余热回收装置可以增加反应热再利用效率，有效降低装置冷却水使用能耗，实现了反应釜冷却系统余热的回收及循环再利用，节省了能耗，降低生产成本，提高了经济效益。
最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“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，则相对位置关系可能发生改变；
其次：本实用新型公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本实用新型同一实施例及不同实施例可以相互组合；
最后：以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，并不用于限制本实用新型，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (11)
1.一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：包括放热反应釜，放热反应釜外表面设有冷却水夹套，冷却水夹套的冷却水回水顶部与气液分离器的中部连接，冷却水夹套底部与反应釜夹套进水相连，气液分离器顶部与蒸汽处理装置连接，气液分离器溢流口与热水储罐相连，蒸汽消耗的水量通过离心泵补加，离心泵与热水储罐连接；其中气液分离器与冷却水夹套底部相连管道包括虹吸自循环管道与补水管道，可实现自循环，并利用补水口加快循环水虹吸流速，热水储罐顶部设有补水装置。
2.根据权利要求1所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：蒸汽处理装置为蒸汽压缩装置。
3.根据权利要求1所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：蒸汽处理装置为蒸汽文丘里真空装置。
4.根据权利要求1所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：放热反应釜的反应体系温度大于90℃，小于120℃。
5.根据权利要求1所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：气液分离器和热水储罐均位于放热反应釜上方。
6.根据权利要求1所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：虹吸自循环管道与补水管道水流方向夹角小于30度。
7.根据权利要求2所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：放热反应釜放热总量大时，放热反应釜回水温度大于90℃，通过蒸汽压缩装置负压闪蒸回收热量制蒸汽。
8.根据权利要求3所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：放热反应釜放热总量小，且放热反应釜回水温度大于90℃，通过蒸汽文丘里真空装置回收热量制蒸汽。
9.一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：包括放热反应釜，放热反应釜外表面设有冷却水夹套，冷却水夹套的冷却水回水顶部与气液分离器的中部连接，冷却水夹套底部通过热机制冷机组和离心泵与热水储罐连接，热水储罐顶部设有补水装置，气液分离器顶部与蒸汽压缩装置连接，蒸发蒸汽的水量由外界水补充。
10.根据权利要求9所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：气液分离器底部和热水储器连接，用于闪蒸水回水。
11.根据权利要求9所述的一种放热反应系统节能及余热回收装置，其特征在于：热机制冷机组中的冷却水进口温度为20～25℃，出口温度5～10℃。
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