不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種冷凝系統(tǒng)，具體涉及一種能高效分離不凝性氣體的真空冷凝系統(tǒng)。
技術背景
[0002]針對含有不凝性氣體的蒸汽進行真空冷凝的現(xiàn)有系統(tǒng)，蒸汽在殼程中冷凝，并且一般采用減壓設備將氣相從前級冷凝器抽到后級冷凝器。在這類系統(tǒng)中，隨著逐級冷凝，氣相中的可凝性氣體逐漸轉化為液體，經最后一級冷凝后基本為不凝性氣體的氣相通過減壓設備被排出系統(tǒng)。其主要缺點是:第一、不凝性氣體成分比較復雜，比重差異較大，從冷凝器空間只能抽走部分不凝性氣體，其余部分仍然滯留在各級冷凝器中，影響換熱效率；第二、隨著逐級冷凝，末級冷凝器中不凝性氣體濃度過高，該級冷凝器的換熱效率更低；第三、要達到設定的真空度，減壓設備負荷過高，造成能源浪費。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)。在對含有不凝性氣體的蒸汽進行真空冷凝時避免不凝性氣體在換熱器中滯留，同時提高蒸汽在換熱器內的流速，降低減壓設備負荷，達到提高換熱效率和降低能耗，保持高真空度的目的。
[0004]為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用了如下技術方案。
[0005]不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，它包括設置有進風口和風機的殼體以及安裝在殼體內的主換熱器，其特征在于:還包括輔助換熱器，輔助換熱器的出氣端連接有減壓設備；主換熱器帶有含不凝性氣體蒸汽入口，該含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器的管程或者板程相通；
主換熱器的出口端通過液相管路連接有儲液箱，主換熱器的出口端還通過氣相管路連接輔助換熱器的進氣端，輔助換熱器的出液端連接所述儲液箱或者連接另外的輔助儲液箱，所述儲液箱和輔助儲液箱連接有減壓設備；
或者，主換熱器的出口端連接有儲液器，儲液器的氣相出口連接輔助換熱器的進氣端，輔助換熱器的出液端連接所述儲液器或者另外的輔助儲液器；所述輔助儲液器連接有減壓設備。
[0006]所述殼體內安裝有用于與換熱器進行熱交換的蒸發(fā)噴淋裝置。
[0007]主換熱器為互相串聯(lián)或者互相并聯(lián)的兩組以上組換熱器。
[0008]本發(fā)明具有以下特點:
第一、本發(fā)明的技術方案中，含不凝性氣體的蒸汽在主換熱器管程或者板程內冷凝，換熱后的氣液兩相在主換熱器的換熱單元的管程或板程的出口同時流出，在減壓設備作用下具有較高的流速，杜絕了不凝性氣體在主換熱器中停留。因此，主換熱器具有更高的換熱效率。
[0009]第二、通過氣液分離，進入輔助換熱器中的氣體量較少，并在輔助換熱器中再次進行氣液分離，需要排出的不凝性氣體進一步減量，因此減壓設備的負荷大幅度降低，從而達到突出的節(jié)能效果。
【附圖說明】
[0010]圖1是本發(fā)明實施例一的結構和工作原理示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明實施例二的結構和工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0012]下面結合附圖和【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明。
[0013]實施例一
如圖1所示，本發(fā)明的實施例包括殼體I和安裝在殼體I內的主換熱器11。本實施例還包括安裝在殼體I內的輔助換熱器10。所述輔助換熱器10還可以設置在殼體I之外。
[0014]主換熱器11 一端帶有含不凝性氣體蒸汽入口，該含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器11的管程或者板程相通。主換熱器11的出口端通過液相管路12連接有儲液箱15，主換熱器11的出口端還通過氣相管路4連接輔助換熱器10的進氣端。輔助換熱器10的出氣端連接有減壓設備，減壓設備一般位于殼體I外部。儲液箱15也連接有減壓設備。
[0015]輔助換熱器10的出液端通過回液管5連接所述液相管路12或者直接連接所述儲液箱15，還可以連接另外的輔助儲液箱。輔助換熱器10和儲液箱15連接的減壓設備可以是同一臺真空栗，也可以是互相獨立的不同真空栗，圖1所示為互相獨立的不同真空栗，輔助換熱器10連接的減壓設備為第一真空栗13，儲液箱15連接的減壓設備為第二真空栗14。輔助儲液箱連接的減壓設備可以是與儲液箱15連接的減壓設備，也可以說是獨立的減壓設備。
[0016]殼體I上分別設置有進風口 6和風機9。
[0017]以上基本系統(tǒng)中，殼體I內殼程換熱介質為以風機9做動力的流動冷風或者流動常溫空氣。
[0018]在以上基本系統(tǒng)的基礎上，殼體I內安裝噴淋裝置可實現(xiàn)蒸發(fā)冷凝，殼體I內殼程換熱介質為噴淋水。具體結構如下:
殼體I內安裝有位于換熱器下方的水箱2，設置在殼體I內的蒸發(fā)噴淋裝置8通過上水管7和水栗3與水箱2相連接。水栗3將水箱2中的水通過上水管7栗入蒸發(fā)噴淋裝置8，蒸發(fā)噴淋裝置8的噴頭將水霧噴到主換熱器11和輔助換熱器10上，與流經換熱器的工質進行熱交換后回落到水箱2中。設置在殼體I之外時，輔助換熱器10具有獨立的蒸發(fā)噴淋系統(tǒng)，或者采用蒸發(fā)之外的換熱形式，比如風冷換熱、管式換熱或者板式換熱。
[0019]含不凝性氣體的蒸汽首先經蒸汽入口進入主換熱器11，在輔助換熱器10連接的減壓設備作用下流過主換熱器11，經熱交換后大部分可凝性氣體冷凝為液體，這些液體與不凝性氣體以及少部分未及冷凝的可凝性氣體一并快速流出主換熱器11。其中的液體靠自重流入儲液箱15，氣體在輔助換熱器10連接的減壓設備作用下進入輔助換熱器10進行進一步冷凝，可凝性氣體冷凝為液體流入儲液箱15中，不凝性氣體經輔助換熱器10連接的減壓設備抽出系統(tǒng)。
[0020]實施例二
如圖2所示，本實施例包括殼體I和安裝在殼體I內的主換熱器11。本實施例還包括安裝在輔助殼體19內的輔助換熱器10。輔助換熱器10的出氣端連接有減壓設備。
[0021]主換熱器11 一端帶有含不凝性氣體蒸汽入口，該含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器11的管程或者板程相通。主換熱器11的出口端通過過渡管路16連接有儲液器17，儲液器17的氣相出口連接輔助換熱器10的進氣端，輔助換熱器10的出液端通過輔助回液管18連接所述儲液器17。儲液器17連接有減壓設備。需要設置另外的輔助儲液器時，該輔助儲液器連接有減壓設備。
[0022]輔助換熱器10的出液端還可以連接另外的輔助儲液器。輔助儲液器連接的減壓設備可以是與儲液器17連接的減壓設備，也可以說是獨立的減壓設備。
[0023]殼體I上分別設置有進風口 6和風機9。
[0024]以上基本系統(tǒng)中，殼體I內殼程換熱介質為以風機9做動力的流動冷風或者流動常溫空氣。
[0025]在以上基本系統(tǒng)的基礎上，殼體I內安裝噴淋裝置可實現(xiàn)蒸發(fā)冷凝，殼體I內殼程換熱介質為噴淋水。具體結構如下:
殼體I內安裝有位于換熱器下方的水箱，設置在殼體I內的蒸發(fā)噴淋裝置8通過上水管7和水栗3與水箱相連接。水栗3將水箱中的水通過上水管7栗入蒸發(fā)噴淋裝置8，蒸發(fā)噴淋裝置8的噴頭將水霧噴到主換熱器11上，與流經換熱器的工質進行熱交換后回落到水箱中。
[0026]本實施例中輔助換熱器10具有獨立的冷凝系統(tǒng)，圖2所示為蒸發(fā)冷凝系統(tǒng)。輔助換熱器10還可以采用其它換熱形式，比如風冷換熱、管式換熱或者板式換熱。
[0027]含不凝性氣體的蒸汽首先經蒸汽入口進入主換熱器11，在輔助換熱器10連接的減壓設備作用下流過主換熱器11，經熱交換后大部分可凝性氣體冷凝為液體，這些液體與不凝性氣體以及少部分未及冷凝的可凝性氣體一并快速流出主換熱器11，經過渡管路16進入儲液器17。儲液器17中的氣體在輔助換熱器10連接的減壓設備作用下進入輔助換熱器10進行進一步冷凝，可凝性氣體冷凝為液體經輔助回液管18流回儲液器17中，不凝性氣體經輔助換熱器10連接的減壓設備抽出系統(tǒng)。
[0028]上述實施例中，為了進一步提高氣液兩相的分離效果，也可以在主換熱器11的出口端增設氣液分離器。
[0029]主換熱器11可以是一組換熱器，也可以說是互相串聯(lián)或者互相并聯(lián)的兩組以上組換熱器，圖1、圖2所示均為互相并聯(lián)的兩組。
[0030]所述的板程屬于板式換熱器的工質通道，所述板式換熱器是一類由兩塊板材通過焊接方式復合在一起，中間具有工質通道。
【主權項】
1.不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，它包括設置有進風口和風機的殼體以及安裝在殼體內的主換熱器，其特征在于:還包括輔助換熱器，輔助換熱器的出氣端連接有減壓設備；主換熱器帶有含不凝性氣體蒸汽入口，該含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器的管程或者板程相通； 主換熱器的出口端通過液相管路連接有儲液箱，主換熱器的出口端還通過氣相管路連接輔助換熱器的進氣端，輔助換熱器的出液端連接所述儲液箱或者連接另外的輔助儲液箱，所述儲液箱和輔助儲液箱連接有減壓設備； 或者，主換熱器的出口端連接有儲液器，儲液器的氣相出口連接輔助換熱器的進氣端，輔助換熱器的出液端連接所述儲液器或者另外的輔助儲液器；所述輔助儲液器連接有減壓設備。2.如權利要求1所述的不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，其特征在于:所述殼體內安裝有用于與換熱器進行熱交換的蒸發(fā)噴淋裝置。3.如權利要求1或2所述的不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，其特征在于:主換熱器為互相串聯(lián)或者互相并聯(lián)的兩組以上組換熱器。
【專利摘要】本發(fā)明是一種不凝性氣體高效分離真空冷凝系統(tǒng)，它包括主換熱器和輔助換熱器，輔助換熱器的出氣端連接有減壓設備；含不凝性氣體蒸汽入口與主換熱器的管程或者板程相通；經主換熱器流出的液相進入儲液箱或儲液器，氣相直接或者經過儲液器連接輔助換熱器的進氣端，輔助換熱器的出液端連接儲液箱或者儲液器，所述儲液箱或者儲液器連接有減壓設備。在對含有不凝性氣體的蒸汽進行真空冷凝時避免了不凝性氣體在換熱器中滯留，同時提高了蒸汽在換熱器內的流速，降低了減壓設備負荷，達到了提高換熱效率和降低能耗，保持高真空度的目的。
【IPC分類】B01D5/00
【公開號】CN105080177
【申請?zhí)枴緾N201510580751
【發(fā)明人】李永堂
【申請人】李永堂, 李囿樺
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年9月14日