CN218076448U - 一种冷凝分离处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种冷凝分离处理装置，属于机械装置领域。所述分离处理装置包括至少一组第一处理系统、至少一组第二处理系统和装置壳体。所述装置壳体设有进气口和出气口，所述进气口用于输入至少包括第一杂质和第二杂质的热气体，所述第一杂质与第二杂质的冷凝点不同，所述第一处理系统至少包括第一降温机构，所述第二处理系统至少包括第二降温机构。所述第一降温机构和所述第二降温机构沿气体流动方向依次设置于所述装置壳体内，分别用于对所述热气体降温。两种待冷凝杂质的冷凝点不同，使冷凝点高的待去除杂质偏向在第一降温机构冷凝，使冷凝点低的待去除杂质在第二降温机构冷凝，即可将不同冷凝点的杂质从热气体中除去，并分开或部分分开。

Description

一种冷凝分离处理装置

技术领域

本实用新型涉及机械设备领域，特别是一种冷凝分离处理装置。

背景技术

水性油墨用大量的水代替了有害的有机溶剂，只保留了少量的乙醇、异丙醇等醇类物质，虽然环保，但是由于水的挥发比溶剂慢很多，水性油墨的印刷方案存在如何加快水分蒸发和处理醇类蒸汽的问题。

一般的解决办法是提高烘箱的温度、增加烘箱的长度、加大热风的吹拂强度来解决印刷速度问题，用活性炭箱吸附烘箱排放气体中的乙醇并焚烧来解决醇类蒸汽问题，或者用水喷淋塔吸收乙醇等醇类物质。但提高烘箱温度的办法会造成塑料承印物的拉长变形，增加烘箱长度和热风强度会增加能耗，常规的活性炭吸附法和水喷淋塔吸收法不能实现乙醇等的再生利用。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决背景技术中提出的问题，设计了一种冷凝分离处理装置。

实现上述目的本实用新型的技术方案为，一种冷凝分离处理装置，包括至少一组第一处理系统、至少一组第二处理系统和装置壳体；

所述装置壳体设有进气口和出气口，所述进气口用于输入至少包括第一杂质和第二杂质的热气体，所述第一杂质与第二杂质的冷凝点不同；

所述第一处理系统至少包括第一降温机构，所述第二处理系统至少包括第二降温机构；

所述第一降温机构和所述第二降温机构沿气体流动方向依次设置于所述装置壳体内，分别用于对所述热气体降温。

在本实用新型一些实施方式中，所述第一处理系统还包括第一升温机构，所述第一降温机构和第一升温机构通过第一循环管路连通形成回路，所述回路内设有传输介质；

和/或，所述第二处理系统还包括第二升温机构，所述第二降温机构和第二升温机构通过第二循环管路连通形成回路，所述回路内设有传输介质。

在本实用新型一些实施方式中，所述第一升温机构和/或第二升温机构设于所述装置壳体内；优选的，所述第一升温机构和/或第二升温机构可拆卸设于所述装置壳体内。

在本实用新型一些实施方式中，所述第一升温机构设于所述装置壳体外。

在本实用新型一些实施方式中，所述第一升温机构和第二升温机构设于所述装置壳体内，且第一升温机构和第二升温机构均设于所述第二降温机构的下游。

在本实用新型一些实施方式中，所述第一降温机构为第一蒸发器，所述第一升温机构为第一冷凝器，所述第一处理系统还包括第一压缩机；所述第一蒸发器、第一压缩机、第一冷凝器通过第一循环管路连通形成回路；

和/或，所述第二降温机构为第二蒸发器，所述第二升温机构为第二冷凝器，所述第二处理系统还包括第二压缩机；所述第二蒸发器、第二压缩机、第二冷凝器通过第二循环管路连通形成回路。

在本实用新型一些实施方式中，所述第一循环管路包括连接所述第一蒸发器和第一冷凝器的第一循环支路，所述第一循环支路上设有节流件；

和/或，所述第二循环管路包括连接所述第二蒸发器和第二冷凝器的第二循环支路，所述第二循环支路上设有节流件。

在本实用新型一些实施方式中，所述毛细管直径为0.6～3mm；

和/或，所述毛细管采用金属制成，优选采用紫铜制成。

在本实用新型一些实施方式中，所述冷凝分离处理装置还包括如下技术特征中的一项或多项：

A1、所述第一蒸发器(11)和第二蒸发器(21)的翅片面积为10～120㎡；

A2、所述第一冷凝器(13)和第二冷凝器(23)的翅片面积为20～240㎡；

A3、所述第一压缩机(12)的输入功率为2～30kw；

A4、所述第二压缩机(22)的输入功率为1～20kw；

A5、所述节流件选自毛细管或节流阀。

在本实用新型一些实施方式中，所述冷凝分离处理装置还包括第一集液箱和第二集液箱；

所述第一集液箱位于所述第一降温机构下方，所述第二集液箱位于所述第二降温机构下方。

在本实用新型一些实施方式中，所述第一杂质为水，所述第二杂质为有机物质，只需保证有机物质与水的冷凝点不同，例如乙醇或异丙醇等醇类物质。

在本实用新型一些实施方式中，所述分离冷凝分离处理装置还包括至少一个风机；所述风机设于进气口和/或出气口；

和/或，所述第一杂质与第二杂质的冷凝点相差5～30℃。

本实用新型提供了一种冷凝分离处理装置，具备如下有益效果：1)热气体至少包括两种待冷凝杂质，两种杂质的冷凝点(露点)不同，使露点高的待冷凝杂质偏向在第一降温机构冷凝，使露点低的待冷凝杂质偏向在第二降温机构冷凝，即可将不同露点的杂质从热气体中除去并将两种杂质分开或部分分开。

2)冷凝分离处理装置用于处理含有乙醇蒸汽和水蒸气的热空气中，不仅可以干燥湿空气还可以将乙醇和水分离，还可以不用经过蒸馏即可得到纯度较高的乙醇。

3)第一升温机构和第二升温机构设于所述装置壳体内，且第一升温机构和第二升温机构均设于所述第二降温机构的下游，含杂质的热气体借助降温机构的冷凝功能去除热气中的多种杂质，并将多种杂质基本分离，然后借助升温机构的热能将除杂后的气体再次加热，可节省后续工艺对气体加热的热能损耗，或将处理后的气体直接应用到后续工序中。

附图说明

图1是本实用新型所述冷凝分离处理装置的结构示意图。

图中标号：

11、第一蒸发器；

12、第一压缩机；

13、第一冷凝器；

21、第二蒸发器；

22、第二压缩机；

23、第二冷凝器；

3、装置壳体；

41、第一循环支路；

51、第二循环支路；

61、第一集液箱；

62、第二集液箱；

7、风机。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上/下端”、“内”、“外”“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置/套设有”、“套接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例

请参阅图1，一种冷凝分离处理装置，包括至少一组第一处理系统、至少一组第二处理系统和装置壳体3，装置壳体3设有进气口和出气口，进气口用于输入至少包括第一杂质和第二杂质的热气体，第一杂质与第二杂质的冷凝点不同。第一处理系统至少包括第一降温机构，第二处理系统至少包括第二降温机构，第一降温机构和第二降温机构沿气体流动方向依次设置于装置壳体3内，分别用于对热气体降温。降温机构提供的温度不做具体限定，目的在于使杂质冷凝，一般低于杂质冷凝点的10～50℃。

第一处理系统和第二处理系统的组数根据需要进行选择，例如可根据两种杂质(待冷凝蒸汽)的冷凝温度差异进行选择，若两种杂质的冷凝温度差异小，选择一组第一处理系统和一组第二处理系统。若两种杂质的冷凝温度差异大，可选择两组第一处理系统和一组第二处理系统。或可根据待去除杂质的种类进行选择，例如需要分离三种杂质蒸汽，则设计一组第一处理系统和两组第二处理系统，或两组第一处理系统和一组第二处理系统。

具体的，以包含两种待冷凝的蒸汽为例，本冷凝分离处理装置使露点高的杂质蒸汽在第一降温机构冷凝，使露点低的杂质在第二降温机构冷凝，即可将不同露点的蒸汽分开。具体来说，“露点”是指某个温度某个相对湿度的气体，在保持气压不变的前提下，降低气体温度直到冷凝出液体的温度。

在一优选的实施例中，需要分离的待冷凝的蒸汽的露点相差5～30℃。即冷凝点相差5～30℃，优选为冷凝点相差10～30℃。

在一优选实施例中，如图1所示，第一处理系统还包括第一升温机构，第一降温机构和第一升温机构通过第一循环管路连通形成回路，回路内设有传输介质。第二处理系统还包括第二升温机构，第二降温机构和第二升温机构通过第二循环管路连通形成回路，回路内设有传输介质。

在一优选实施例中，第一升温机构和/或第二升温机构设于装置壳体3内。当升温机构设于装置壳体3内时，可以提高热能利用率。举例说明，传输介质经过第一降温或第二降温机构时吸收湿热气体的热量，然后输送回第一升温机构或第二升温机构。而含有待冷凝杂质的湿热气体，经过第一降温机构和第二降温机构，与冷传输介质能量交换，传输介质温度升高，气体温度降低，杂质的蒸汽冷凝，从而气体的温度降低，然后再经过装置壳体3内的第一升温机构和第二升温机构时，温度降低的气体与热传输介质能量交换，气体被加热，而传输介质温度降低，传输介质再次进行循环。可选的，可以根据需求将第一升温机构设于装置壳体3外部。

在一优选实施例中，第一升温机构可拆卸设于装置壳体3内，当出气口温度高于进气口温度且进气温度高于环境温度时，可将装置外空气引入装置壳体3并对第一升温机构进行吹拂冷却，或将第一升温机构移出装置壳体3由环境空气吹拂冷却。

在一具体实施例中，第一升温机构和第二升温机构设于装置壳体3内，且第一升温机构和第二升温机构均设于第二降温机构的下游。

在一优选实施例中，第一降温机构为第一蒸发器11，第一升温机构为第一冷凝器13，第一蒸发器11、第一压缩机12和第一冷凝器13通过第一循环管路连通形成回路。第二降温机构为第二蒸发器21，第二升温机构为第二冷凝器23，第二蒸发器21、第二压缩机22和第二冷凝器23通过第二循环管路连通形成回路。回路内设有传输介质，具体的，传输介质为制冷剂，在第一/第二压缩机-第一/第二冷凝器-第一/第二循环管路-第一/第二蒸发器-第一/第二压缩机的序列循环流动，蒸发器和冷凝器都用较粗(Φ8mm)的铜管作为制冷剂的管道。

在一优选实施例中，第一循环管路包括连接第一蒸发器和第一冷凝器的第一循环支路，第一循环支路41上设有节流件。第二循环管路包括连接第二蒸发器和第二冷凝器的第二循环支路51，第二循环支路上设有节流件。节流件选自毛细管或节流阀。优选的，第一循环支路41和第二循环支路51的部分段选用毛细管作为节流件，毛细管的直径为1～3mm，毛细管采用金属制成，具体可选用紫铜制成。毛细管的管径小对流动气体的阻力大，造成毛细管上游冷凝器的管内气压很大(温度高)，下游蒸发器的气压小(温度低)。

在一优选实施例中，第一蒸发器11的翅片面积为10～120㎡，第二蒸发器21的翅片面积为20～240㎡，翅片面积影响冷凝去除效果和两种杂质的分离效果，根据实际冷凝和分离需求进行具体型号选择。

在一优选实施例中，第一压缩机12为2～30kw，第二压缩机22为1～20kw，压缩机的功率影响冷凝去除效果和两种杂质的分离效果，根据实际冷凝和分离需求进行具体型号选择。

在一优选实施例中，冷凝分离处理装置还包括第一集液箱61和第二集液箱62，第一集液箱61位于第一降温机构下方，第二集液箱62位于第二降温机构下方。分别用于收集各待冷凝蒸汽。另外，在各集液箱6安装输送管路，将冷凝的液体输送到冷凝分离处理装置外。

在一优选实施例中，气体至少包括水蒸气和乙醇蒸汽，乙醇的露点温度比水的露点温度低10～20℃。

在一优选实施例中，冷凝分离处理装置还包括至少一个风机7，风机7设于进气口和/或出气口，加快处理速度。

本实施例的冷凝分离处理装置应用于印刷系统，位于印刷机的下游，接收来自印刷机的热气体(空气、水蒸气和醇蒸汽)，经过本冷凝分离处理装置后，可以去除热气体中的水和醇类物质。并且将水和醇基本分离或部分分离(分离程度根据升温机构和降温机构的距离、表面积、温度等因素)，然后借助升温机构的热能将除杂后的气体再次加热，可节省后续工艺对气体加热的热能损耗，后续工艺指热气体(空气)再次进入印刷机，进入印刷机前的气体需要预热，采用本实施例的处理装置可节省预热能耗。

在一具体实施例中，第一蒸发器11的翅片面积为60㎡，第二蒸发器21的翅片面积为60㎡，第一压缩机12为3.6kw，第二压缩机22为3.6kw，采用本系统处理含有水蒸气和乙醇蒸汽的空气(处理温度为50℃，相对湿度为30％，流速正常打印系统的打印机输出湿热空气的流速)，第一蒸发器冷凝下的冷凝液的乙醇含量为15％，从第二蒸发器冷凝下的冷凝液中乙醇含量为60％。得到的乙醇溶液可以直接作为水墨稀释剂使用。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下。由语句“包括一个......限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素”。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种冷凝分离处理装置，其特征在于，包括至少一组第一处理系统、至少一组第二处理系统和装置壳体(3)；

所述装置壳体(3)设有进气口和出气口，所述进气口用于输入至少包括第一杂质和第二杂质的热气体，所述第一杂质与第二杂质的冷凝点不同；

所述第一处理系统至少包括第一降温机构，所述第二处理系统至少包括第二降温机构；

所述第一降温机构和所述第二降温机构沿气体流动方向依次设置于所述装置壳体(3)内，分别用于对所述热气体降温。

2.根据权利要求1所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，所述第一处理系统还包括第一升温机构，所述第一降温机构和第一升温机构通过第一循环管路连通形成回路，回路内设有传输介质；

和/或，所述第二处理系统还包括第二升温机构，所述第二降温机构和第二升温机构通过第二循环管路连通形成回路，回路内设有传输介质。

3.根据权利要求2所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，所述第一升温机构和/或第二升温机构可拆卸设于所述装置壳体(3)内。

4.根据权利要求3所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，设于所述装置壳体(3)内的第二升温机构和/或第一升温机构均设于所述第二降温机构的下游。

5.根据权利要求2所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，所述第一降温机构为第一蒸发器(11)，所述第一升温机构为第一冷凝器(13)，所述第一处理系统还包括第一压缩机(12)；

所述第一蒸发器(11)、第一压缩机(12)、第一冷凝器(13)通过所述第一循环管路连通形成回路；

和/或，所述第二降温机构为第二蒸发器(21)，所述第二升温机构为第二冷凝器(23)，所述第二处理系统还包括第二压缩机(22)；

所述第二蒸发器(21)、第二压缩机(22)、第二冷凝器(23)通过所述第二循环管路连通形成回路。

6.根据权利要求5所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，所述第一循环管路包括连接所述第一蒸发器(11)和第一冷凝器(13)的第一循环支路(41)，所述第一循环支路(41)上设有节流件；

和/或，所述第二循环管路包括连接所述第二蒸发器(21)和第二冷凝器(23)的第二循环支路(51)，所述第二循环支路(51)上设有节流件。

7.根据权利要求6所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，所述冷凝分离处理装置还包括如下技术特征中至少一项：

A1、所述第一蒸发器(11)和第二蒸发器(21)的翅片面积为10～120㎡；

A2、所述第一冷凝器(13)和第二冷凝器(23)的翅片面积为20～240㎡；

A3、所述第一压缩机(12)的输入功率为2～30kw；

A4、所述第二压缩机(22)的输入功率为1～20kw；

A5、所述节流件选自毛细管或节流阀。

8.根据权利要求7所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，所述毛细管的直径为0.66～3mm；

和/或，所述毛细管采用金属制成。

9.根据权利要求1-8任一项所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，所述冷凝分离处理装置还包括第一集液箱(61)和第二集液箱(62)；

所述第一集液箱(61)位于所述第一降温机构下方，所述第二集液箱(62)位于所述第二降温机构下方。

10.根据权利要求1-8任一项所述的冷凝分离处理装置，其特征在于，所述第一杂质为水，所述第二杂质为有机物质；

和/或，所述冷凝分离处理装置还包括至少一个风机(7)，所述风机(7)设于所述进气口和/或所述出气口；

和/或，所述第一杂质与第二杂质的冷凝点相差5～30℃。

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