CN220397856U - 一种预热系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种预热系统，其包括筒体、上封板、加热部、流体管路和折返板；上封板设于筒体的顶部；流体管路盘绕设置于加热部的外壁上，筒体的侧壁上设置有待处理液进口和待处理液出口，待处理液进口靠近上封板，待处理液进口和待处理液出口分别与流体管路的两端连接；折返板竖直设置于筒体中，并使折返板的两侧与筒体的内壁面固定，用于将筒体分成两个区域；流体管路和加热部位于折返板的同一侧，形成第一区域；位于折返板的另一侧的中空区域形成第二区域；折返板的上端低于上封板，折返板的下端高于筒体的底部。该预热系统的换热效率高，生产能耗低。

Description

一种预热系统

技术领域

本实用新型涉及一种预热系统。

背景技术

化工制药等领域由于季节温度差异，会造成原料饱和度、原料浓度等变化，对正常生产造成影响，通常为了化工产线的正常运行，会采用预热系统对原料进行换热，保证原料的物化性质或加速反应的进行。传统预热系统为采用外置换热器循环换热的形式，具有以下弊端：

(1)换热器体积大，占据生产空间：通常情况下，防爆的换热器体积大，需要连接外置管路至换热设备，需要占据较大的生产空间；

(2)换热器制作、采购成本较高：大型的防爆换热器，制造成本较高，且运输比较困难，增加安装成本；

(3)增加生产能耗：外置的换热器需要连接外置管路至换热设备，在循环液流体过程中造成能量损失，且内置压缩机需被额外的冷凉带走，增加了能量消耗；

(4)增加混热液消耗：由于设备庞大和连接较长的循环液管线，且需要补充循环液油腔，因此需要加入大量的换热液，增加使用成本；

(5)操作复杂：外置的换热器不仅需要额外连接，而且需单独操作，且较长的循环液管线增加了循环液的循环阻力，增加泄漏安全风险。

因此需要开发一种适合化工制药等领域的预热系统。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有技术中传统预热系统换热效率低的缺陷，提供了一种预热系统，该系统可有效提高换热效率，降低生产能耗，且操作简单，占据空间小。

本实用新型提供了一种预热系统，其包括筒体、上封板、加热部、流体管路和折返板；所述上封板设于所述筒体的顶部；所述流体管路盘绕设置于所述加热部的外壁上，所述筒体的侧壁上设置有待处理液进口和待处理液出口，所述待处理液进口靠近所述上封板，所述待处理液进口和所述待处理液出口分别与所述流体管路的两端连接；

所述折返板竖直设置于所述筒体中，并使所述折返板的两侧与所述筒体的内壁面固定，用于将所述筒体分成两个区域；所述流体管路和所述加热部位于折返板的同一侧，形成第一区域；位于所述折返板的另一侧的中空区域形成第二区域；所述折返板的上端低于所述上封板，所述折返板的下端高于所述筒体的底部。

本实用新型中的折流板使筒体内形成两个区域，使换热介质在筒体的两个区域具有不同的温度，从而实现内循环，无需额外在该系统外设置用于换热介质循环流动的装置，可以缩小设备占用空间，便于安装；降低换热介质的循环量；降低成本；同时折流板的设置使换热介质在筒体内的流动由层流变为湍流，提高了换热效率。采用所述预热系统，可以使加热方式由单一的热传导转化为热传导和热对流的方式，从而提高了热传递效率，且实现内循环的换热介质可以加热地更加均匀，避免局部过热或局部温差的问题。

本实用新型中，所述筒体的直径为D，所述筒体的高度为H，所述折返板的上端距离所述上封板的距离为H1，所述折返板的下端距离所述筒体的底部的距离为H2，所述折返板将D分割为宽度为D1的第一区域和宽度为D2的第二区域。

其中，较佳地，H1：H2＝(0.9-1.1)：1，例如为1：1。

其中，较佳地，H1：D2＝(0.9-1.1)：1，例如为1：1。

其中，较佳地，D1：D2＝(1-3)：1，例如为1：1。

其中，较佳地，H1：H＝(0.01-0.1)：1，更佳地为(0.02-0.05)：1。

其中，较佳地，H：D＝(1-5)：1。

在本实用新型一优选的实施方式中，H1：H2＝1：1，H1：D2＝1：1，D1：D2＝1：1，H：D＝1：1。

本实用新型中，所述筒体的体积为V1，所述第一区域的体积为V2，V1：V2较佳地为(2-4)：1。

本实用新型中，所述折返板的面积较佳地为沿所述筒体中心处的竖直截面面积的50％-80％，更佳地为60％-70％。

本实用新型中，所述折返板的沿竖直方向的长度较佳地为所述筒体的高度的50％-80％，更佳地为60％-70％。

本实用新型中，所述加热部较佳地包括加热管，所述加热管穿设于所述上封板的孔中，所述加热管的穿设部位的外表面为绝热材料。

本实用新型中，所述上封板上较佳地设置有换热介质进口；所述筒体的下部较佳地设有换热介质出口。

本实用新型中，所述折返板的两侧与所述筒体的内壁面的固定方式较佳地为卡接或焊接。

本实用新型中，所述流体管路较佳地为蛇管，所述加热部设置在所述蛇管围成的圆柱形腔体中，所述加热部较佳地居中设置在所述圆柱形腔体的轴线上。其中，采用蛇管可以增大换热面积，提高换热效率。

本实用新型中，所述加热部较佳地还包括扰流板和加热管，所述加热管穿设于所述扰流板的孔中，增加扰流板可使换热介质在加热部与流体管路形成的通道中实现湍流流动，增加换热效率。

本实用新型中，所述加热部较佳地包括多根加热管，所述加热管的数量可根据实际使用情况确定，其中，在所述加热管之间可设置固定板，用于固定加热管。

本实用新型中，所述预热系统较佳地还包括自控模块，所述自控模块包括温度控制器和安全控制器。

其中，所述温度控制可采用以下方法：

(1)当实际温度与设定温度差值大于(X)℃时，设备将满功率运行；

(2)当实际温度与设定温度差值小于(X)℃时，控制设备运行功率；

(3)当实际温度大于设定温度(Y)℃时，设备以低功率(Z)HZ运行；

(4)增加多级权限，上级权限可设定温度的高限值(A)；下级权限设定的设定温度值无法高于高限值(A)。

其中：(X)、(Y)、(Z)、(A)都为可设定值，权限等级为上级权限；温度、启动停止、温度报警值均可根据实际情况设置。采用该自控系统进行温度控制可降低能耗，通过温度调节变频控温，能量利用率高，且操作简单。

其中，所述加热部的加热方式可为变功率加热，加热功率与溶剂内温关联。当溶剂内温与所设定温度相差＞10℃，加热功率为100％；当温差为5-10℃，加热功率为70％；当温差为0-5℃，加热功率为0-50％；采用该自调方式，使其受热更均匀，可以避免传统加热过程中，加热时功率100％开，温度达到时0％开，造成的温度波动过大和热损失浪费。

本实用新型中，所述筒体的侧壁上较佳地还设置有溢流口和音叉液位报警器，用于监测筒体内部的液体量，保证系统的安全运行。其中，所述音叉液位报警器较佳地与所述自控模块连接。

本实用新型的预热系统较佳地为立式预热系统，相比于卧式预热系统，占地面积更小。

在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本实用新型各较佳实例。

本实用新型所用试剂和原料均市售可得。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型通过添加折返板，提高了预热系统的换热效率，提高了能量利用率；且该预热系统制作简单，成本低，能够显著减小预热系统的尺寸。

附图说明

图1为实施例1预热系统结构示意图。

图2为对比例1预热系统结构示意图。

图3为图1的俯视图。

图4为折返板的结构示意图。

附图标记说明如下：

1-换热介质进口；2-折返板；3-待处理液进口；4-温度控制器；5-加热管；6-流体管路；7-待处理液出口。

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，按照常规方法和条件，或按照商品说明书选择。

实施例1

实施例1采用的预热系统如图1所示，预热系统的俯视图如图3所示，其包括了换热介质进口1、折返板2、待处理液进口3、温度控制器4、加热管5、流体管路6和待处理液出口7，图中折返板2四周的箭头方向即为换热介质的循环流动方向，折返板2的结构示意图如图4所示。

上封板设于筒体的顶部；流体管路6盘绕设置于加热部的外壁上，筒体的侧壁上设置有待处理液进口3和待处理液出口7，待处理液进口3靠近上封板，待处理液进口3和待处理液出口7分别与流体管路6的两端连接；

折返板2竖直设置于筒体中，并使折返板2的两侧与筒体的内壁面固定，用于将筒体分成两个区域；流体管路6和加热部位于折返板2的同一侧，形成第一区域；位于折返板2的另一侧的中空区域形成第二区域；折返板2的上端低于上封板，折返板2的下端高于筒体的底部。

筒体的直径为D，筒体的高度为H，折返板2的上端距离上封板的距离为H1，折返板2的下端距离筒体的底部的距离为H2，折返板2将D分割为宽度为D1的第一区域和宽度为D2的第二区域；其中，H1：H2＝1：1，H1：D2＝1：1，D1：D2＝1：1；H：D＝1：1。

换热介质和溶液的具体参数列于下表1：

表1

对比例1

对比例1采用的预热系统如图2所示，其在实施例1的基础上不包含折流板，其他结构均与实施例1相同，换热介质和溶液的具体参数列于上表1。

效果实施例1

与对比例1相比，实施例1设置了折流板，其换热效率由28.4％提高至53.7％。折流板使传热介质由层流流动变为湍流流动，增加了换热，实现了对流换热，换热效果优于对比例1中的热传导换热效果。

同时，增加了折流板后，使加热更加均匀，避免了对比例1中由于加热不均造成局部管线内原料温差过大，造成热敏原料分解变质，引起安全风险。

Claims (10)

1.一种预热系统，其特征在于，其包括筒体、上封板、加热部、流体管路和折返板；所述上封板设于所述筒体的顶部；所述流体管路盘绕设置于所述加热部的外壁上，所述筒体的侧壁上设置有待处理液进口和待处理液出口，所述待处理液进口靠近所述上封板，所述待处理液进口和所述待处理液出口分别与所述流体管路的两端连接；

所述折返板竖直设置于所述筒体中，并使所述折返板的两侧与所述筒体的内壁面固定，用于将所述筒体分成两个区域；所述流体管路和所述加热部位于折返板的同一侧，形成第一区域；位于所述折返板的另一侧的中空区域形成第二区域；所述折返板的上端低于所述上封板，所述折返板的下端高于所述筒体的底部。

2.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，所述筒体的直径为D，所述筒体的高度为H，所述折返板的上端距离所述上封板的距离为H1，所述折返板的下端距离所述筒体的底部的距离为H2，所述折返板将D分割为宽度为D1的第一区域和宽度为D2的第二区域；

其中，所述预热系统满足以下条件中的一种或多种：

(a)H1：H2＝(0.9-1.1)：1；

(b)H1：D2＝(0.9-1.1)：1；

(c)D1：D2＝(1-3)：1；

(d)H1：H＝(0.01-0.1)：1；

(e)H：D＝(1-5)：1。

3.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，H1：H2＝1：1，H1：D2＝1：1，D1：D2＝1：1，H：D＝1：1。

4.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，所述上封板上设置有换热介质进口；所述筒体的下部设有换热介质出口。

5.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，所述折返板的两侧与所述筒体的内壁面的固定方式为卡接或焊接。

6.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，所述加热部包括加热管，所述加热管穿设于所述上封板的孔中，所述加热管的穿设部位的外表面为绝热材料。

7.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，所述预热系统满足以下条件中的一种或多种：

(f)所述折返板的面积为沿所述筒体中心处的竖直截面面积的50％-80％；

(g)所述折返板的沿竖直方向的长度为所述筒体的高度的50％-80％。

8.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，所述预热系统满足以下条件中的一种或多种：

(h)所述流体管路为蛇管，所述加热部设置在所述蛇管围成的圆柱形腔体中；

(i)所述加热部还包括扰流板和加热管，所述加热管穿设于所述扰流板的孔中。

9.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，所述预热系统还包括自控模块，所述自控模块包括温度控制器和安全控制器。

10.如权利要求1所述的预热系统，其特征在于，所述筒体的侧壁上还设置有溢流口和音叉液位报警器，用于监测筒体内部的液体量。