液氨与盐水换热系统 |
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| 申请号 | CN201710280049.0 | 申请日 | 2017-04-26 | 公开(公告)号 | CN107050897A | 公开(公告)日 | 2017-08-18 |
| 申请人 | 安徽瑞邦生物科技有限公司; | 发明人 | 胡玉兵; 韦琛鸿; 孙宏; 周寿芳; 韩道平; 曹照兵; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种环境保护领域，公开了一种液 氨 与盐 水 换热系统，包括液氨 蒸发 罐和盐 水循环 机构。液氨蒸发罐内设置有盐水通道，盐水通道至少有部分浸没在液氨蒸发罐所盛放的液氨内；盐水循环机构与盐水通道相连接，用于令盐水在液氨蒸发罐和外部之间循环。液氨与盐水换热系统还包括用于令液氨蒸发罐内的液氨流动的 搅拌机 构。该液氨与盐水换热系统能够提高换热效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种液氨与盐水换热系统，包括： |
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| 说明书全文 | 液氨与盐水换热系统技术领域[0001] 本发明涉及一种环境保护领域，尤其涉及一种液氨与盐水换热系统。 背景技术[0002] 液氨又称为无水氨，是一种无色液体，有强烈刺激性气味，在气化后转变为气氨，能吸收大量的热，被誉为“冷冻剂”。氨作为一种重要的化工原料，为运输及储存便利，通常将气态的氨气通过加压或冷却得到液态氨。液氨多储于耐压钢瓶或钢槽中，在工业上应用广泛，由于液氨具有腐蚀性且容易挥发，所以其化学事故发生率很高。 [0003] 液氨的温度较低，使用时需要升温得到气氨，由于加热液氨耗费能源且易于造成化学事故，因此人们通常使用换热介质，例如盐水与液氨换热。换热时液氨温度升高变成气氨，气氨接入用气设备，换热介质放热温度更低，降温后的换热介质可应用于设备的冷却循环，从而实现能量的多级利用。 [0004] 液氨与盐水换热系统通常包括液氨蒸发罐和盐水循环机构，液氨蒸发罐内设置有盐水通道，盐水通道至少有部分浸没在液氨蒸发罐所盛放的液氨内；盐水循环机构与盐水通道相连接，用于令盐水在液氨蒸发罐和外部之间循环。使用时，盐水通过盐水泵泵入冷冻机制冷降温后，进入液氨蒸发罐，液氨蒸发罐内的液氨与盐水进行换热，液氨吸热气化后接入用气设备；而盐水放热后温度更低，可排出后接入其他生产设备再利用。 [0005] 气氨的加压和冷却需要压力变送器、换热器等设备得以实现，换热介质通常需要源源不断地输送才能保持气化所需的温度，在现有的技术中，通常使用冷冻盐水作为换热介质，而盐水通道与液氨蒸发罐的接触面积较小，换热的效率较低。 发明内容[0006] 本发明的目的在于提供一种液氨与盐水换热系统，具有可靠高效的优势。 [0007] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种液氨与盐水换热系统，包括： [0008] 液氨蒸发罐，液氨蒸发罐内设置有盐水通道，盐水通道至少有部分浸没在液氨蒸发罐所盛放的液氨内； [0009] 盐水循环机构，盐水循环机构与盐水通道相连接，用于令盐水在液氨蒸发罐和外部之间循环； [0010] 液氨与盐水换热系统还包括用于令液氨蒸发罐内的液氨流动的搅拌机构。 [0011] 液氨存放于一定压力的液氨蒸发罐内，盐水通道部分浸没在液氨内，存在温度差的盐水与液氨进行换热反应生成气氨，气氨接入用气设备，盐水通道与盐水循环机构相连接，使得盐水能够重复使用。 [0012] 相对现有技术而言，本发明在液氨与盐水换热系统中设置有搅拌机构，搅拌机构能够对液氨蒸发罐内的液氨造成扰动，使得液氨蒸发罐内的液氨与盐水通道内的盐水换热更加均匀，从而提高换热效率。 [0013] 作为优选，搅拌机构包括设置在液氨蒸发罐外的搅拌电机、与搅拌电机传动连接的搅拌轴、以及设置在搅拌轴上且位于液氨蒸发罐内的搅拌叶； [0014] 搅拌电机能够带动搅拌轴沿自身轴线旋转，并带动搅拌叶旋转，以使液氨流动。搅拌电机带动液氨在液氨蒸发罐内转动，能够使液氨与盐水的换热过程更均匀，搅拌叶增大了扰动的面积，使得换热反应更充分。 [0015] 进一步地，作为优选，盐水通道为设置在液氨蒸发罐内的管道，且盐水通道沿着搅拌叶的旋转方向环绕并形成螺旋状结构。盐水通道形成螺旋状结构，增大液氨与盐水换热的面积，且盐水通道沿着搅拌叶旋转方向环绕，盐水在盐水通道的流动与搅拌叶的旋转同时工作且互不干扰，提高了液氨与盐水换热的效率。 [0016] 进一步地，作为优选，搅拌叶在盐水通道的上方形成分别伸展至盐水通道的内外两侧的两条分支。通过设置内外两条分支，增大径向流扰动，使热交换更加均匀，提高了换热效率。 [0017] 另外，作为优选，搅拌机构包括管道和设置在液氨蒸发罐外的搅拌电机； [0018] 管道包括穿过液氨蒸发罐的罐壁的直管部和位于液氨蒸发罐外内的折管部，其中，直管部通过轴承与盐水循环机构连接，并能够自由旋转；直管部还与搅拌电机传动连接； [0019] 折管部至少有部分弯折，搅拌电机通过直管部带动折管部沿直管部的自身轴线旋转； [0020] 管道位于液氨蒸发罐内的部分构成了盐水通道。 [0021] 管道包括直管部和折管部，直管部直接与搅拌电机传动连接，使得热交换的面积增大。直管部能够直接绕直管部的旋转轴线旋转，使得液氨以旋转轴线为中心产生离心力。折管部也可以以直管部的旋转轴线为中心旋转，直管部的自转和折管部的公转产生的离心力，形成了压紧力作用于液氨蒸发罐中的液氨，使得液氨产生旋涡状的上下对流。连续不断的上下对流能够在短时间内使搅拌分散液氨，产生良好的扰动效果，并增大了液氨与盐水换热的面积。 [0022] 进一步地，作为优选，直管部为两个，并分别为上直管部和下直管部； [0023] 上直管部穿过液氨蒸发罐的顶壁，下直管部穿过液氨蒸发罐的底壁，且上直管部和下直管部都位于液氨蒸发罐的中轴线上。两端设置的上直管部和下直管部，上下两侧同时承载了旋转轴的轴向载荷和径向载荷，能够使旋转轴更加工作稳定，提高可靠性和使用寿命。 [0024] 另外，作为优选，折管部多次弯折并形成至少一个“几”字形结构。“几”字型结构增加了盐水通道在液氨蒸发罐内的长度，折管部环绕直管部轴线旋转，产生水平环向流，增大搅拌范围。 [0025] 另外，作为优选，折管部弯曲并形成弧形。折管部弯曲成弧形，增大了扰动液氨的表面积，提高效率。 [0026] 另外，作为优选，液氨与盐水换热系统还包括套设在液氨蒸发罐外的密封罐； [0027] 搅拌机构位于密封罐内。 [0028] 设置在液氨蒸发罐外的密封罐能够隔绝液氨蒸发罐温度与外界温度，使换热温度容易控制。密封罐作为第二层保障，当氨气泄漏时，密封罐能够将氨气隔离在密封罐之内，提高安全性。密封罐内不含灰尘等杂质，搅拌机构设置在密封罐内，能够提高轴承的密封性、延长搅拌机构的寿命。 [0029] 另外，作为优选，盐水循环机构包括与盐水通道共同构成循环回路的盐水循环管道、以及设置在盐水循环管道上的盐水泵； [0031] 图1是本发明第一实施方式液氨与盐水换热系统的正视剖视示意图； [0032] 图2是本发明第二实施方式液氨蒸发罐的正视剖视示意图； [0033] 图3是本发明第三实施方式液氨蒸发罐的正视剖视示意图； [0034] 图4是本发明第四实施方式液氨蒸发罐的正视剖视示意图； [0035] 图5是本发明第四实施方式液氨蒸发罐的俯视剖视示意图； [0036] 图6是本发明第五实施方式液氨蒸发罐的正视剖视示意图； [0037] 图7是本发明第六实施方式液氨蒸发罐的正视剖视示意图； [0038] 图8是本发明第七实施方式液氨蒸发罐的正视剖视示意图。 [0039] 附图标记说明： [0040] 1-液氨蒸发罐；2-盐水循环机构；21-盐水循环管道；22-盐水泵；3-搅拌机构；31-搅拌电机；32-搅拌轴；33-搅拌叶；331-分支；4-密封罐；5-盐水通道；51-直管部；52-折管部。 具体实施方式[0041] 实施方式一 [0042] 本发明的第一实施方式提供了一种液氨与盐水换热系统，参见图1所示，包括： [0043] 液氨蒸发罐1，液氨蒸发罐1内设置有盐水通道5，盐水通道5至少有部分浸没在液氨蒸发罐1所盛放的液氨内； [0044] 盐水循环机构2，盐水循环机构2与盐水通道5相连接，用于令盐水在液氨蒸发罐1和外部之间循环； [0045] 液氨与盐水换热系统还包括用于令液氨蒸发罐1内的液氨流动的搅拌机构3。 [0046] 在本实施方式中，盐水循环机构2包括与盐水通道5共同构成循环回路的盐水循环管道21、以及设置在盐水循环管道21上的盐水泵22； [0047] 盐水通过盐水泵22泵入盐水通道5和盐水循环管道21内，构成了盐水循环。 [0048] 冷冻盐水通过盐水泵22泵入盐水循环管道21，盐水循环管道21与液氨蒸发罐1内的盐水通道5相连。盐水循环管道21与盐水通道5构成了闭合的回路，使得盐水的流动可循环。液氨与盐水换热系统包括用于令液氨蒸发罐1内的液氨流动的搅拌机构3，搅拌机构3能够对液氨造成扰动，增大了搅拌的面积，提高了换热的效率。 [0049] 液氨存放于一定压力的液氨蒸发罐1内，盐水通道5部分浸没在液氨内，存在温度差的盐水与液氨进行换热反应生成气氨，气氨接入用气设备。 [0050] 相对现有技术而言，本发明在液氨与盐水换热系统中设置有搅拌机构3，搅拌机构3能够直接对液氨蒸发罐1内的液氨造成扰动，使得液氨蒸发罐1内的液氨与盐水通道5内的盐水换热更加均匀，从而提高换热效率。 [0051] 实施方式二 [0052] 本发明的第二实施方式提供了一种液氨与盐水换热系统。第二实施方式是第一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第二实施方式中，参见图2所示，搅拌机构3包括设置在液氨蒸发罐1外的搅拌电机31、与搅拌电机31传动连接的搅拌轴32、以及设置在搅拌轴32上且位于液氨蒸发罐1内的搅拌叶33； [0053] 搅拌电机31能够带动搅拌轴32沿自身轴线旋转，并带动搅拌叶33旋转，以使液氨流动。搅拌电机31带动液氨在液氨蒸发罐1内转动，能够使液氨与盐水的换热过程更均匀，搅拌叶33增大了扰动的面积，使得换热反应更充分。 [0054] 在本实施方式中，盐水通道5为设置在液氨蒸发罐1内的管道，且盐水通道5沿着搅拌叶33的旋转方向环绕并形成螺旋状结构。盐水通道5形成螺旋状结构，增大液氨与盐水换热的面积，且盐水通道5沿着搅拌叶33旋转方向环绕，盐水在盐水通道5的流动与搅拌叶33的旋转同时工作且互不干扰，提高了液氨与盐水换热的效率。 [0055] 搅拌叶33可以是斜叶浆式，斜叶桨式搅拌机构3的桨叶可成24°、45°或60°倾角，有轴向分流、径向分流，流型相较平直叶桨式复杂，排出能量比平直桨高，综合效果更好，适用过程相同，因此应用频率较高。搅拌叶33也可以是轴流型搅拌机构3，轴流型搅拌机构3有较好的对流循环能力，适合应用于混合、分散、反应、传热等操作，有较好的混合效果。 [0056] 实施方式三 [0057] 本发明的第三实施方式提供了一种液氨与盐水换热系统。第三实施方式是第二实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第三实施方式中，参见图3所示，搅拌叶33在盐水通道5的上方形成分别伸展至盐水通道5的内外两侧的两条分支331。通过设置内外两条分支331，增大径向流扰动，使热交换更加均匀，提高了换热效率。当然，实际分支331的数量也可以不限于两条。 [0058] 实施方式四 [0059] 本发明的第四实施方式提供了一种液氨与盐水换热系统。第四实施方式是第一至第三实施方式中任意一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第四实施方式中，参见图4、图5结合所示，搅拌机构3包括管道和设置在液氨蒸发罐1外的搅拌电机31； [0060] 管道包括穿过液氨蒸发罐1的罐壁的直管部51和位于液氨蒸发罐1外内的折管部52，其中，直管部51通过轴承与盐水循环机构2连接，并能够自由旋转；直管部51还与搅拌电机31传动连接； [0061] 折管部52至少有部分弯折，搅拌电机31通过直管部51带动折管部52沿直管部51的自身轴线旋转； [0062] 管道位于液氨蒸发罐1内的部分构成了盐水通道5。 [0063] 管道包括直管部51和折管部52，直管部51直接与搅拌电机31传动连接，使得热交换的面积增大；另外，弯折的折管部52相比直管而言，折管部52将搅拌机构3的自转变成公转，产生扰动，增大了换热的面积。 [0064] 在本实施方式中，直管部51为两个，并分别为上直管部51和下直管部51； [0065] 上直管部51穿过液氨蒸发罐1的顶壁，下直管部51穿过液氨蒸发罐1的底壁，且上直管部51和下直管部51都位于液氨蒸发罐1的中轴线上。两端设置的上直管部51和下直管部51，上下两侧同时承载了旋转轴的轴向载荷和径向载荷，能够使旋转轴更加工作稳定，提高可靠性和使用寿命。 [0066] 实施方式五 [0067] 本发明的第五实施方式提供了一种液氨与盐水换热系统。第五实施方式是第四实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第五实施方式中，参见图6所示，折管部52多次弯折并形成至少一个“几”字形结构。“几”字型结构增加了盐水通道5在液氨蒸发罐1内的长度，折管部52环绕直管部51轴线旋转，产生水平环向流，增大搅拌范围。 [0068] 实施方式六 [0069] 本发明的第六实施方式提供了一种液氨与盐水换热系统。第六实施方式是第五实施方式有所不同，主要不同之处在于，在本发明的第六实施方式中，参见图7所示，折管部52弯曲并形成弧形。折管部52弯曲成弧形，增大了扰动液氨的表面积，提高效率。折管部52可以间隔120°设置，也可以间隔90°设置，相较180°设置的框型盐水通道5能够减小折管部52的剪力。 [0070] 实施方式七 [0071] 本发明的第七实施方式提供了一种液氨与盐水换热系统。第七实施方式是第一至第六实施方式中任意一实施方式的进一步改进，主要改进之处在于，在本发明的第七实施方式中，参见图8所示，液氨与盐水换热系统还包括套设在液氨蒸发罐1外的密封罐4； [0072] 搅拌机构3位于密封罐4内。 [0073] 设置在液氨蒸发罐1外的密封罐4能够隔绝液氨蒸发罐1温度与外界温度，使换热温度容易控制。密封罐4作为第二层保障，当氨气泄漏时，密封罐4能够将氨气隔离在密封罐4之内，提高安全性。密封罐4内不含灰尘等杂质，搅拌机构3设置在密封罐4内，能够提高轴承的密封性、延长搅拌机构3的寿命。优选地，密封罐4选择耐腐蚀的静密封罐4。 |
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