CN217828939U - 蒸馏釜气相冷凝装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种蒸馏釜气相冷凝装置，涉及蒸馏设备技术领域，包括壳体，所述壳体两端设有第一封头、第二封头，所述壳体内设有换热器，所述换热器包括若干换热管及2个用于固定换热管的管板，所述管板将壳体的两端封闭，所述壳体上设有气相入口、气相出口、液相出口，所述气相出口设有出口阀，所述气相入口处设有稳压装置，所述稳压装置包括高压气体管线、平衡阀，所述高压气体管线的出口位于气相入口内，用于向壳体内注入高压氮气，所述平衡阀用于控制高压气体管线的排气量。本实用新型用于间歇式蒸馏过程中的气相冷凝，能够使冷凝器的内压保持稳定，可解决间歇式蒸馏操作中气相成分液化不完全的问题。

Description

蒸馏釜气相冷凝装置

技术领域

本实用新型涉及蒸馏设备技术领域，具体为一种蒸馏釜气相冷凝装置。

背景技术

蒸馏釜是化工、医药、农药等产品生产中比较常用的设备，可用于不同沸点的液相组分的分离。在大规模生产中，蒸馏釜为连续操作，不断进料、出料，但对于一些高附加值的精细化产品，其产量比较小，通常采用间歇操作的方式进行生产，这种生产模式中，蒸馏釜也采用了间歇操作的方式，即将待蒸馏的液体全部注入后再进行升温蒸馏操作，并获得不同温度段的馏分。

在连续操作中，由于蒸馏釜中不断有气相成分产生，蒸馏釜的釜顶冷凝器压力能够保持稳定。但在间歇操作中，蒸馏过程即将结束时，蒸馏釜中产生的气相成分减少，再加上停止对液相加热，使蒸馏釜内的气相温度不断下降，导致冷凝器的气相压力不断降低，不利于气相成分在冷凝器中充分液化，造成产品收率降低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种蒸馏釜气相冷凝装置，以解决间歇式蒸馏操作中气相成分液化不完全的问题。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种蒸馏釜气相冷凝装置，包括壳体，所述壳体两端设有第一封头、第二封头，所述壳体内设有换热器，所述换热器包括若干换热管及2个用于固定换热管的管板，所述管板将壳体的两端封闭，所述壳体上设有气相入口、气相出口、液相出口，所述气相出口设有出口阀，所述气相入口处设有稳压装置，所述稳压装置包括高压气体管线、平衡阀，所述高压气体管线的出口位于气相入口内，用于向壳体内注入高压氮气，所述平衡阀用于控制高压气体管线的排气量。

优选的，所述平衡阀包括阀体、阀芯，所述阀体内设有导流口、阀芯、弹簧、弹簧座，所述弹簧座与阀体的内壁固定连接，所述弹簧座、导流口之间设有阀芯，所述阀芯用于堵住导流口的出口，所述弹簧座上与阀体相连的部位设有通孔，所述弹簧座的中部设有用于放置弹簧的套筒，所述阀芯在套筒上滑动，所述弹簧用于限制阀芯向远离导流口的方向滑动。

优选的，所述高压气体管线内的气压不低于0.2MPa。

优选的，所述高压气体管线的入口与氮气管网连通，所述高压气体管线的出口设有喷嘴，所述喷嘴的出口方向朝向壳体内部。

优选的，所述高压气体管线上设有氮气减压阀。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

(1)通过设置稳压装置，当冷凝装置的壳体内气压降低时，平衡阀两侧的压差增大，壳体内气压降低至一定压力一下时，平衡阀打开，高压气体管线向壳体内注入高压氮气，以提高冷凝装置壳体内的气压，促进气相组分的液化；

(2)平衡阀通过弹簧控制，正常状态下阀芯被弹簧顶在导流口上，使平衡阀处于关闭状态，平衡阀的打开与否只受其两侧压差的影响，故可以通过调节高压侧的压力来控制低压侧的压力，便于根据实际生产的需要调节冷凝装置内的气压；

(3)采用氮气作为压力调节气体，具有不参与反应、不发生液化的优点，不会混入到冷凝装置的液相组分中，且无毒害性、价格低廉；

(4)设有氮气减压阀，可以对高压气体管线中的氮气压力进行调节，从而对冷凝装置内的气压进行控制。

附图说明

图1为实施例1的立体示意图。

图2为实施例1的流程图。

图3为平衡阀关闭状态的结构图。

图4为平衡阀开启状态的结构图。

图5为实施例2的立体结构图。

图6为图5中A处放大图。

图7为实施例3的立体示意图。

图8为实施例4的立体示意图。

图中标记：1、壳体；2、换热器；3、蒸馏釜；101、第一封头；102、第二封头；103、气相入口；104、气相出口；105、出口阀；106、集液槽；107、液相出口；108、入口阀；201、换热管；202、管板；203、折流挡板；301、高压气体管线；302、平衡阀；3011、喷嘴；3012、氮气减压阀；3021、阀体；3022、阀芯；3023、导流口；3024、弹簧；3025、弹簧座；3026、通孔；3027、套筒。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图1～4所示，本实施例提供一种蒸馏釜气相冷凝装置，用于间歇蒸馏操作中产生的气相组分进行冷凝，该气相冷凝装置包括壳体1，壳体1呈圆筒形并沿水平方向放置，壳体1两端设有半球形的第一封头101、第二封头102，第一封头101上设有出水口1011，第二封头102上设有进水口1021，壳体1内设有换热器2，换热器2包括若干平行设置的换热管201及2个用于固定换热管201的管板202，管板202将壳体1的两端封闭，进水口1021用于向换热管201注入冷凝水，出水口1011用于排出换热管201内的冷凝水，排出的冷却水可送往热水锅炉回用，或直接外排，管板202之间还设有4个上下交错排列的折流挡板203，用于改变壳体1内的气相流向，延长气相在壳体1内的运动路径，提高冷凝效果。

壳体1上设有气相入口103、气相出口104、液相出口107，气相入口103与蒸馏釜3顶部连通，用于向壳体1内通入蒸馏过程产生的气相组分，气相出口104设有出口阀105，并通过回流管道与蒸馏釜3上部连通，壳体1的底部设有集液槽106，用于收集冷凝产生的液相组分，集液槽106的底部设有液相出口107，以排出集液槽106中的液相组分，气相入口103处设有稳压装置3，用于调节壳体1的内部压力，稳压装置3包括高压气体管线301、平衡阀302，高压气体管线301的入口与氮气管网连通，高压气体管线301的出口位于气相入口103内，用于向壳体1内注入高压氮气，平衡阀302用于控制高压气体管线301的排气量。

平衡阀302包括阀体3021、阀芯3022，阀体3021内设有导流口3023、阀芯3022、弹簧3024、弹簧座3025，弹簧座3025与阀体3021的内壁固定连接，弹簧座3025、导流口3023之间设有阀芯3022，导流口3023呈漏斗状，阀芯3022靠近导流口3023的一端与导流口3023的出口形状相同，用于堵住导流口3023的出口，弹簧座3025上与阀体3021相连的部位设有通孔3026，用于使高压氮气通过，弹簧座3025的中部设有用于放置弹簧3024的套筒3027，阀芯3022在套筒3027上滑动，两者的接触面紧密贴合，弹簧3024处于压缩状态，用于限制阀芯3022向远离导流口3023的方向滑动。

高压气体管线301内的气压不低于0.2MPa，具体地，在本实施例中，高压气体管线301内的氮气压力为0.5MPa，同时平衡阀302的开启压力为0.4MPa，即平衡阀302两侧压差超过0.4MPa时，平衡阀302开启，使高压氮气从高压气体管线301流入气相入口103，平衡阀302的开启压力根据高压气体管线301的气压以及壳体1内压的大小进行选取，并非只能是0.4MPa。

如图所示，在间歇蒸馏过程中，蒸馏釜3产生的气相从釜顶排出，并从气相入口103进入壳体1，与通有冷凝水的换热管201接触，气相的热量被换热管201吸收，发生液化后流入集液槽106中，通过液相出口107排出，经过冷凝后剩余的气相组分从气相出口104排出，并通过回流管道返回蒸馏釜3的上部，再次与蒸馏釜3顶部的气相组分混合。

蒸馏过程中，平衡阀302两侧的压差小于0.4MPa，平衡阀302处于关闭状态，当蒸馏即将结束时，蒸馏釜3中新产生的气相组分越来越少，导致整个蒸馏系统中的压力逐渐下降，此时冷凝装置的壳体1内部气压不断下降，当壳体1内部压力低于0.1MPa时，平衡阀302两侧的压差超过0.4MPa，使弹簧3024被进一步压缩，阀芯3022从导流口3023上脱离，高压氮气进入气相入口103内，使壳体1内的气相压力升高，促进气相组分的液化。

在其它实施例中，液相出口107处可设置阀门，以控制液相排出的速度，从而使集液槽106中保持稳定的液位高度。

实施例2

本实施例在实施例1的基础上作了进一步改进，具体地，与实施例1的区别在于：高压气体管线301的出口设有喷嘴3011，喷嘴3011的出口方向朝向壳体1内部，如图5、6所示。

通过上述设置，当平衡阀302打开时，喷嘴3011向壳体1内部喷射高压氮气，此时可通过关闭出口阀105的方式停止气相回流入蒸馏釜3，使壳体1内的气相压力迅速提高，以促进气相组分液化。

实施例3

本实施例在实施例2的基础上作了进一步改进，具体地，如图7所示，气相入口103处设有入口阀108，在关闭出口阀105时同时关闭入口阀108，使壳体1与蒸馏釜3完全隔离，避免壳体1的压力高于蒸馏釜3时氮气倒灌入蒸馏釜3与气相入口103相连的管道。

实施例4

本实施例在实施例2的基础上作了进一步改进，具体地，与实施例2的区别在于：高压气体管线301上设有氮气减压阀3012，如图7所示。

通过上述设置，高压氮气从氮气管网进入高压气体管线301时，先经过氮气减压阀3012减压到合适压力，由于平衡阀302的开启压差是固定的，可以通过氮气减压阀3012调节高压气体管线301中的氮气压力，从而对平衡阀302另一侧的压力进行调控，当对不同成分的液体进行蒸馏时，对冷凝装置的压力要求一般也是不同的，此时可以通过氮气减压阀3012进行调整，而无需更换不同开启压差的平衡阀302。

上述实施例中，氮气管网的气源来自制氮机或氮气瓶，氮气的纯度达到普氮标准即可。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种蒸馏釜气相冷凝装置，包括壳体(1)，所述壳体(1)两端设有第一封头(101)、第二封头(102)，所述壳体(1)内设有换热器(2)，所述换热器(2)包括若干换热管(201)及2个用于固定换热管(201)的管板(202)，所述管板(202)将壳体(1)的两端封闭，所述壳体(1)上设有气相入口(103)、气相出口(104)、液相出口(107)，所述气相出口(104)处设有出口阀(105)，其特征在于，所述气相入口(103)处设有稳压装置(3)，所述稳压装置(3)包括高压气体管线(301)、平衡阀(302)，所述高压气体管线(301)的出口位于气相入口(103)内，用于向壳体(1)内注入高压氮气，所述平衡阀(302)用于控制高压气体管线(301)的排气量。

2.如权利要求1所述的蒸馏釜气相冷凝装置，其特征在于，所述平衡阀(302)包括阀体(3021)、阀芯(3022)，所述阀体(3021)内设有导流口(3023)、阀芯(3022)、弹簧(3024)、弹簧座(3025)，所述弹簧座(3025)与阀体(3021)的内壁固定连接，所述弹簧座(3025)、导流口(3023)之间设有阀芯(3022)，所述阀芯(3022)用于堵住导流口(3023)的出口，所述弹簧座(3025)上与阀体(3021)相连的部位设有通孔(3026)，所述弹簧座(3025)的中部设有用于放置弹簧(3024)的套筒(3027)，所述阀芯(3022)在套筒(3027)上滑动，所述弹簧(3024)用于限制阀芯(3022)向远离导流口(3023)的方向滑动。

3.如权利要求1所述的蒸馏釜气相冷凝装置，其特征在于，所述高压气体管线(301)内的气压不低于0.2MPa。

4.如权利要求1或2所述的蒸馏釜气相冷凝装置，其特征在于，所述高压气体管线(301)的入口与氮气管网连通，所述高压气体管线(301)的出口设有喷嘴(3011)，所述喷嘴(3011)的出口方向朝向壳体(1)内部。

5.如权利要求4所述的蒸馏釜气相冷凝装置，其特征在于，所述高压气体管线(301)上设有氮气减压阀(3012)。

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