CN219772474U - 一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于余热回收技术领域，尤其是一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，针对现在许多企业只能通过冷却水箱放热于空气中，导致热能浪费严重，影响大气环境，同时由于换热的效率不高，也导致降温降压的时间过长。冷却水量大温度高，热能浪费严重的问题，现提出如下方案，其包括染缸本体与高温水箱，所述染缸本体上安装有染液喷嘴，所述染缸本体的底部安装有导布管，所述染缸本体上连接有染液循环泵，染液循环泵上连接有导管，导管的一端与染液喷嘴连接，所述导管上安装有热换器。本实用新型极大程度地降低能量损耗，对染缸内水体的余热进行回收利用，实现合理的降温速率，确保染布品质不受影响。

Description

一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置

技术领域

本实用新型涉及余热回收技术领域，尤其涉及一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置。

背景技术

染缸主要是染布和洗布，通过循环水泵以水的压力为动力推动布在缸内循环运行渲染。印染行业的高温染缸工艺，需要将温度由135度左右降到100度以下，否则无法进入下道工序，并且要求在降温的过程中，染缸内的水不能沸腾，否则影响染布的质量。目前印染行业的高温染缸的水体降温采用的方法是在循环水泵出口设置有管壳式换热器，管壳式换热器有两个作用：一是在升温时，管壳换热器将染缸内的自来水与蒸汽换热，做到梯级升温，升到135℃保温；二是染布工作结束进入降温过程，利用管壳换热器，用自来水循环给染缸内的水降温。

上述技术中通过换热器进行降温工序的过程存在诸多不足，例如：不仅需要大量的冷却水，而且由于冷却水的热能大量过剩，回收再利用的价值很低，许多企业只能通过冷却水箱放热于空气中，导致热能浪费严重，影响大气环境，同时由于换热的效率不高，也导致降温降压的时间过长。冷却水量大温度高，热能浪费严重，已成为纺织印染行业普遍存在的急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现在许多企业只能通过冷却水箱放热于空气中，导致热能浪费严重，影响大气环境，同时由于换热的效率不高，也导致降温降压的时间过长。冷却水量大温度高，热能浪费严重的缺点，而提出的一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，包括染缸本体与高温水箱，所述染缸本体上安装有染液喷嘴，所述染缸本体的底部安装有导布管，所述染缸本体上连接有染液循环泵，染液循环泵上连接有导管，导管的一端与染液喷嘴连接，所述导管上安装有热换器，所述高温水箱上连接有高温冷却水循环泵，冷却水循环泵与热换器连接，所述热换器上连接有储气罐，所述储气罐上连接有蒸汽喷射器，高温水箱与热换器连接，所述高温水箱与蒸汽喷射器连接，所述染缸本体、染液循环泵、冷却水循环泵、高温水箱和储气罐均通过管道连接，所述高温水箱上连接有排水泵，排水泵与高温水箱之间安装有第十二气动阀V12。

优选的，所述冷却水循环泵与热换器之间设有第四气动阀V，所述冷却水循环泵与高温水箱之间设有第十一气动阀V11。

优选的，所述高温水箱上连接有疏水阀，疏水阀与热换器连接，疏水阀与热换器之间设有第七气动阀V7。

优选的，所述高温水箱与热换器之间设有第六气动阀V，且第六气动阀V与第七气动阀V7并联设置。

优选的，所述高温水箱内设有浮球开关。

优选的，所述蒸汽喷射器与热换器连接，蒸汽喷射器与热换器之间设有第二气动阀V2。

优选的，所述热换器上连通有低温冷水管，且低温冷水管上设有第一气动阀V1，所述第一气动阀V1、第二气动阀V2、第三气动阀V3和第四气动阀V4并联设置。

本实用新型极大程度地降低能量损耗，对染缸内水体的余热进行回收利用，实现合理的降温速率，确保染布品质不受影响。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置的结构示意图。

图中：1、染缸本体；2、染液喷嘴；3、导布管；4、染液循环泵；5、高温冷却水循环泵；6、高温水箱；7、排水泵；8、疏水阀；9、蒸汽喷射器；10、储气罐；11、热换器；V1、第一气动阀；V2、第二气动阀；V3、第三气动阀；V4、第四气动阀；V6、第六气动阀；V7、第七气动阀；第十一气动阀；V12、第十二气动阀。

具体实施方式

下面将结合本实施例中的附图，对本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施例一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例

参照图1，一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，包括染缸本体1与高温水箱6，染缸本体1上安装有染液喷嘴2，染缸本体1的底部安装有导布管3，染缸本体1上连接有染液循环泵4，染液循环泵4上连接有导管，导管的一端与染液喷嘴2连接，导管上安装有热换器11，高温水箱6上连接有高温冷却水循环泵5，冷却水循环泵5与热换器11连接，热换器11上连接有储气罐10，储气罐10上连接有蒸汽喷射器9，高温水箱6与热换器11连接，高温水箱6与蒸汽喷射器9连接，染缸本体1、染液循环泵4、冷却水循环泵5、高温水箱6和储气罐10均通过管道连接，高温水箱6内设有浮球开关，冷却水循环泵5与热换器11之间设有第四气动阀V4，冷却水循环泵5与高温水箱6之间设有第十一气动阀V11，高温水箱6上连接有排水泵7，排水泵7与高温水箱6之间安装有第十二气动阀V12，高温水箱6上连接有疏水阀8，疏水阀8与热换器11连接，疏水阀8与热换器11之间设有第七气动阀V7。

本实施例中，高温水箱6与热换器11之间设有第六气动阀V6，且第六气动阀V6与第七气动阀V7并联设置。

本实施例中，蒸汽喷射器9与热换器11连接，蒸汽喷射器9与热换器11之间设有第二气动阀V2。

本实施例中，热换器11上连通有低温冷水管，且低温冷水管上设有第一气动阀V1，第一气动阀V1、第二气动阀V2、第三气动阀V3和第四气动阀V4并联设置。

工作原理，当前一缸布进入降温阶段，先开启V4、V6和高温冷却水循环泵5，将高温水箱6内的冷却水通过V4泵入换热器11，跟高温染液热量交换后冷却水温度升高，通过V6回到高温水箱6中。随着降温过程的进行，染液温度逐渐下降，冷却水温度逐渐升高，二者温差逐渐缩小，当温差缩小到一定程度高温冷却水就无法再为染液降温，这时候关闭V4、V6和高温冷却水循环泵5，打开V1和V5，再用原来温度较低的来自冷却水池的冷却水为染液接着降温，冷却水通过V1进入换热器11温度升高后通过V5排入冷却水池，当染液温度降低到工艺规定的温度后，就可以排水和出布，完成这一缸布的染色操作。当下一缸布需要升温时，先打开V4、V6和高温冷却水循环泵5，让吸收了上一缸布高温染液中热量的高温水箱6内的高温冷却水来为染液加温，高温冷却水和染液在换热器11中交换热量，染液温度上升，高温水箱6内的水温降低，二者温差逐渐缩小，当温差缩小到一定程度，高温冷却水无法再为染液升温，这时关闭气动阀V4、气动阀V6和高温冷却水循环泵5，打开气动阀V2和气动阀V7让蒸汽为染液接着升温，蒸汽通过气动阀V2注入换热器11，蒸汽冷却后的冷凝水通过气动阀V7和疏水阀8排入高温水箱6，直到染液温度升高到工艺要求的温度进入保温阶段，保温阶段当染液温度有所下降时开启气动阀V2和气动阀V7用蒸汽加温，使染液温度保持在工艺规定的范围内。保温结束后进入降温阶段，跟上一缸布一样先开启气动阀V4、气动阀V6和高温冷却水循环泵5进行热量回收，热量回收结束后再用低温冷却水为染液降温，直至温度降低到工艺规定的要求，然后排水出布，完成这一缸布的染色操作。

为了让高温水箱6内的水为染液降温和升温的幅度达到最大，高温水箱6内的水量要求尽量多。结合车间场地的实际和经济性考虑，高温水箱的水量以染缸染液量的3倍为宜。一般一缸布的布料重量在500kg左右，浴比一般为1:7，染液的量约为3.5吨，高温水箱6的容水量应为10.5吨左右。

高温水箱6开始起用时，把40℃的低温冷却水灌满高温水箱6，经过对第一缸布的染液热量回收后，水温可以升高到大约60℃，此时因为水温不高暂时不用这个水为第二缸布的染液升温，对第二缸布的染液热量回收后，水温可以达到大约77℃，此时也不用这个水为第三缸布的染液进行升温，直到这个水回收了第三缸布的染液热量后温度达到90℃左右，当第四缸布需要升温时，先用这个高温冷却水升温，再用蒸汽升温。接下来每一缸布都用这个回收了上一缸布高温段热量的高温冷却水去为下一缸布的低温染液进行升温，以节省蒸汽用量。

当这个90℃的高温冷却水为下一缸布的低温染液升温时，考虑到了换热效率，当温差缩小到10℃时，改用蒸汽升温，此时染液温度从40℃升高到70℃，高温冷却水温度从90℃降低到80℃。当热量回收时染液温度从130℃降低到100℃，这个高温冷却水的温度从80℃升高到90℃。这里染液温度从40℃升高到130℃需要升温90℃，其中40℃到70℃这30℃是用回收的热量升温的，用这个方法节省了30/90x100％＝33.3％的蒸汽用量。

用于染液升温的蒸汽是来自于热电厂的低压蒸汽，其压力大约在8kg/c㎡左右，而染液的最高温度只需要达到130℃，要求用于加热的蒸汽压力大于3kg/c㎡即可，实际生产中往往需要安装减压阀把8kg/c㎡左右的蒸汽压力降低到4㎏/c㎡在左右，来降低过高的蒸汽压力对换热器11的冲击。把高压力等级的蒸汽减压到低压力等级会造成能量损失。用蒸汽喷射器9产生的负压来回收高温水箱6中的冷凝水闪蒸汽，低压蒸汽与闪蒸汽混合后压力降低储存在储气罐10中。在闪蒸汽回收模式下，当染液需要用蒸汽升温时，打开气动阀V3而不是气动阀V2，降压后的低压蒸汽通过手动阀V16和气动阀V3进入换热器。储气罐10上装有压力传感器，当压力降低到3kg/c㎡时打开气动阀V9、V8，低压蒸汽经V9进入蒸汽喷射器9，高温水箱6中的冷凝水闪蒸汽经过单向阀V19、手动阀V13和气动阀V8被蒸汽喷射器9负压吸入，低压蒸汽与闪蒸汽混合，进入储气罐10，储气罐10内压力升高，当压力升高到4kg/c㎡时关闭V8和V9，使储气罐10内的蒸汽压力始终保持在3kg/c㎡～4kg/c㎡的范围内。

如果被吸入的闪蒸汽中混有空气，空气在换热器11中换热的过程中不能产生相变，会降低换热器11的换热效率。因此需要把高温水箱中的空气排除。这里的方法是，打开手动阀V14和V18把低温冷却水注入高温水箱6，随着水位的升高空气由V18排出，当有水从V18流出时空气已经被完全排除。此时关闭V14和V18，打开手动阀V12、气动阀V10和排水泵，将一部分冷却水排出，高温水箱6上部就有了一个无水的空间，这部分空间用来储存闪蒸汽，这个空间有一定的真空度，有利于闪蒸汽的形成，水箱内上部装有的凝水盘也是为了增加蒸发面积使冷凝水更容易蒸发形成闪蒸汽。要控制液面高度使这个空间的真空度略小于蒸汽喷射器9形成的真空度，闪蒸汽才能被吸入。

当蒸汽冷凝水不断地进入高温水箱6，水箱中液面会不断升高。在高温水箱上部的适当位置安装一个浮球开关，当液面升高到浮球开关的上限位置时电脑自动打开V10和排水泵7，排出部分冷却水，当液面降低到浮球开关的下限位置时电脑自动关闭V10和排水泵7，使液面始终保持在浮球开关上下限位置间变动。

经计算，饱和蒸中有大约13％的热量存在于冷凝水的闪蒸汽中，将其大部分回收可以节省大约10％的蒸汽用量。

当使用40℃的冷却水作为进缸水节省了14.3％的蒸汽用量后，经测算每缸布的蒸汽用量约为1吨。使用高温水箱6回收高温染液的部分热量后，节省了33.3％的蒸汽用量，使每缸布的蒸汽用量减少到大约0.67吨。再回收蒸汽冷凝水闪蒸汽，又可以节省大约10％的蒸汽用量，最终每缸布的蒸汽用量大约为0.6吨。

在这个热量回收利用的方案中，在每个染缸边上增设一个高温水箱6来回收前一缸布高温染液的热量去加温下一缸布的低温染液的设计是这个方案的第一个特点。在低压蒸汽管路中增加一个蒸汽喷射器9来回收冷凝水闪蒸汽的设计是这个方案的第二个特点。将高温水箱6注满水排除空气后再用排水泵7排除部分冷却水形成真空，而不是使用真空泵，是这个方案的第三个特点。

以上所述，仅为本实施例较佳的具体实施方式，但本实施例的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实施例揭露的技术范围内，根据本实施例的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实施例的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，包括染缸本体(1)与高温水箱(6)，其特征在于，所述染缸本体(1)上安装有染液喷嘴(2)，所述染缸本体(1)的底部安装有导布管(3)，所述染缸本体(1)上连接有染液循环泵(4)，染液循环泵(4)上连接有导管，导管的一端与染液喷嘴(2)连接，所述导管上安装有热换器(11)，所述高温水箱(6)上连接有高温冷却水循环泵(5)，冷却水循环泵(5)与热换器(11)连接，所述热换器(11)上连接有储气罐(10)，所述储气罐(10)上连接有蒸汽喷射器(9)，高温水箱(6)与热换器(11)连接，所述高温水箱(6)与蒸汽喷射器(9)连接，所述染缸本体(1)、染液循环泵(4)、冷却水循环泵(5)、高温水箱(6)和储气罐(10)均通过管道连接，所述高温水箱(6)上连接有排水泵(7)，排水泵(7)与高温水箱(6)之间安装有第十二气动阀(V12)。

2.根据权利要求1所述的一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，其特征在于，所述冷却水循环泵(5)与热换器(11)之间设有第四气动阀(V4)，所述冷却水循环泵(5)与高温水箱(6)之间设有第十一气动阀(V11)。

3.根据权利要求1所述的一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，其特征在于，所述高温水箱(6)上连接有疏水阀(8)，疏水阀(8)与热换器(11)连接，疏水阀(8)与热换器(11)之间设有第七气动阀(V7)。

4.根据权利要求1所述的一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，其特征在于，所述高温水箱(6)与热换器(11)之间设有第六气动阀(V6)，且第六气动阀(V6)与第七气动阀(V7)并联设置。

5.根据权利要求1所述的一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，其特征在于，所述高温水箱(6)内设有浮球开关。

6.根据权利要求1所述的一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，其特征在于，所述蒸汽喷射器(9)与热换器(11)连接，蒸汽喷射器(9)与热换器(11)之间设有第二气动阀(V2)。

7.根据权利要求1所述的一种高温溢流染缸余热和闪蒸汽回收利用装置，其特征在于，所述热换器(11)上连通有低温冷水管，且低温冷水管上设有第一气动阀(V1)，所述第一气动阀(V1)、第二气动阀(V2)、第三气动阀(V3)和第四气动阀(V4)并联设置。