一种水蒸气高效液化设备及其方法技术

本发明专利技术公开了一种水蒸气高效液化设备及其方法，属于发酵工程设备领域。本装置中共设置了至少七道冷凝工序，能让水与汽进行最大程度的换热与液化，特别是在主水箱的内腔中引入了弓字形流道以及两种喷头大大提升了液化能力。特别是全铜雾化喷头，通过喷头巧妙的结构能使进入喷头的冷凝水完全转化成水雾的形式呈现出来，在某种程度上，最大限度的增加了与进入筒状壳体内水蒸气的换热面积，使水蒸气的液化达到最为理想的状态。

【技术实现步骤摘要】
一种水蒸气高效液化设备及其方法
本专利技术属于发酵工程设备领域，具体涉及一种水蒸气高效液化设备。
技术介绍
发酵工程是指在良好的条件下，利用微生物生长或代谢活动生产出大量人类所需产品的一种现代生物技术手段，又称为微生物学工程，是多学科经过长期的相互渗透、相互促进形成的结果。它主要包括菌种的选育、培养基的配制和菌种的扩大培养以及发酵条件优化等环节，应用领域甚广，涉及到食品、医药、化工等几个维系着国家经济平稳高速增长的重要行业，几乎已经成为了与人们日常生活息息相关的一部分，对人们生活品质的改善和提升在无形中产生了或多或少的影响，由此可见，发酵工程作为一项不可或缺的生物技术手段，在未来各个行业中扮演的角色将会越来越重要，影响也会越来越深远。而在发酵工艺中，对发酵罐和除菌过滤器等罐体重要组成部分的空消和实消灭菌环节则是必不可少的，如果在发酵前，发酵罐任何一个部分灭菌不够彻底，意味着在后续的发酵中极有可能会使料液中染上杂菌而影响了整个发酵水平和质量，导致最终的发酵结果难以达到预期的要求，所以说，空消和实消在发酵中也是至关重要的一道工序。但是在实际发酵生产中空消和实消过程的进行必然会伴随有大量蒸汽的使用，而发酵工厂因考虑到处理成本过高等因素对这些蒸汽在灭菌结束后一般则是不经液化直接通过管路排放到大气或车间中，又由于水蒸气属于高温高湿气体，直接排放的后果，往往会致使车间中充满雾气，在一定程度上，干扰到工作人员的视线，影响了其工作积极性和效率的同时，会导致地面、设备及产品大面积积水和门窗的大量水珠附着，而且若排放不当，对周边的居民和车间工作人员将会造成严重的伤害，甚至可能会威胁到他们的生命安全，鉴于此，一种简易蒸汽冷却装置的开发，对于这个问题的解决，在安全和经济、环保等几个方面，将会产生极为重要的积极意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种水蒸气高效液化设备。该装置可应用于水蒸气排放的所有行业中，如炼油厂、热电厂、发酵厂等等，也可用于大量生成高温且易溶于水的臭气等一系列废气以及高温废水的工厂中带有污染性质的气与水的吸收和分离，收集到的废水经特殊工艺的处理后，还可实现循环利用，应用范围十分广泛，而且既经济实用又绿色环保。本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种水蒸气高效液化设备，该设备主体为主水箱，主水箱底部设有三个呈平行等间距分布的扁嘴喷头，所述扁嘴喷头的喷射方向垂直向上并与主水箱底面垂直；三个扁嘴喷头均连通第八管路，第八管路作为分支管路连接主管路段，且第八管路上设有控制管路通断开闭的第四电磁阀；所述的主管路段由顺次相连的第七管路、第九管路、第五管路和第三管路组成；第五管路与第九管路相接的一端设有用于控制管路通断开闭的第一电磁阀；所述主水箱内部右下角侧壁上安装有一个第一全铜雾化喷头，第一全铜雾化喷头的喷射方向朝左且与主水箱右侧面垂直；第一全铜雾化喷头与从主水箱外延伸进来的第一管路连通，且第一管路也作为分支管路连接主管路段，第一管路上设有控制管路通断开闭的第三电磁阀；主水箱内腔由位于中间的竖隔板分隔成左右两个腔室，所述的竖隔板顶部固定于第二横挡板上，所述第二横挡板固定在主水箱内腔右上角侧壁上；所述的竖隔板上从下往上等间距固定有三块第四横挡板，且三块第四横挡板均以竖隔板为中心镜像对称；在主水箱内腔的左侧壁上装有两块第一横挡板，且两块第一横挡板分别位于左腔室的三块第四横挡板之间，在左腔室中构成第一弓字形流道；在主水箱内腔的右侧壁上装有三块第一横挡板，一块第一横挡板位于右腔室中第二横挡板和最上方的第四横挡板之间，其余两块第一横挡板分别位于右腔室中三块第四横挡板之间，在右腔室中也构成第二弓字形流道；所有第一横挡板、第四横挡板的末端均安装有垂直的竖挡板；主水箱的左腔室中，在第二横挡板和最上方的第四横挡板之间安装有两块第三横挡板和一块第五横档板，两块第三横挡板固定于主水箱内腔的左侧壁上，第五横档板固定于竖隔板上且位于两块第三横挡板之间，也构成第三弓字形流道；所述主水箱内腔顶面左侧设置有两个第二全铜雾化喷头，第二全铜雾化喷头通过第四管路连通位于主水箱正上方且与水箱顶面平行的第三管路；所述主管路段上连接有扩展的第二管路，第二管路的出水口一端从主水箱右侧顶部垂直伸入并穿过第二横挡板；第一绝热铜质管道作为水蒸气入口端从主水箱的右侧壁伸入第二横挡板和第一横挡板之间；第一绝热铜质管道的出口与第二管路的出水口在右腔室的弓字形流道中以90°夹角紧邻交汇；所述的第一绝热铜质管道上分别设有一个第一单向阀和手动阀门；所述主水箱的左侧壁上设置有第二绝热铜质管道，第二绝热铜质管道一端连通主水箱内第二横挡板上方的左腔室，另一端穿过主水箱的左侧壁后连通辅助水箱的左侧壁；主水箱的内腔左侧底部通过带有第五电磁阀的管道连通第二绝热铜质管道；第二绝热铜质管道上靠近辅助水箱一端安装有第二单向阀；所述辅助水箱内腔的底部左侧设有一条由水箱外延伸进来的第十管路，所述第十管路的出口与第二绝热铜质管道出水口以90°夹角紧邻交汇；在第十管路上还装有第二电磁阀；所述辅助水箱的右下角连接有用于冷却水外排的第六管路。作为优选，所述主水箱内左右两条弓字形流道中，构成弓字形流道的横隔板均等间距布置。作为优选，所述的第三弓字形流道的流道高度小于所述的第一弓字形流道和第二弓字形流道高度。作为优选，所述的主水箱形状为空心长方体，不锈钢材质，底部设有四个支脚。作为优选，所述的辅助水箱的形状为空心长方体，不锈钢材质。作为优选，所述的第一全铜雾化喷头和第二全铜雾化喷头，均为全铜材质，距离水箱内侧面在5～10cm之间。作为优选，所述的扁嘴喷头为工程塑料材质，距离主水箱内底面在2～4cm之间，且喷头的间距不超过主水箱高度的五分之一。作为优选，所述的第一单向阀和第二单向阀为黄铜材质，直通式，与管路之间通过焊接相连。作为优选，所述的第一电磁阀、第二电磁阀、第三电磁阀和第四电磁阀为不锈钢材质，US-15型号，先导式，连接方式采用法兰，耐受200度高温。本专利技术的另一目的在于提供一种利用上述任一方案所述液化设备的水蒸气高效液化方法，其步骤如下：开启手动阀门，让待液化的水蒸气经第一绝热铜质管道到达位于主水箱内的第一绝热铜质管道端口，将冷却水依次通过第七管路、第九管路、第五管路和第三管路，然后通过第二管路引导进入主水箱内；水蒸气和冷却水在第二管路与第一绝热铜质管道互相垂直的交接点处相遇换热，并一同沿着由第一横挡板、第二横挡板和第四横挡板之间形成的第二弓字形流道向主水箱右侧底部流动，在流道过程中利用垂直于第一横挡板端部的竖挡板对流体进行阻滞，减缓流速；在接触到右侧底部时，来自第一管路的冷却水通过第一全铜雾化喷头雾化产生推力，使流体的流动速度得以提高，并逐个冲破由三个扁嘴喷头形成的扇形水流屏障到达主水箱底部左侧，随后继续顺着第一弓字形流道向上前进，途中机理利用竖挡板的阻滞作用延缓流速，在通过第一弓字形流道后，利用流道变窄的第三弓字形流道，对携带着水蒸气的冷却水进行增速，最后从第二横挡板上方流出；其中有一部分未液化的水蒸气或热空气会离开液面进入主水箱顶部，在该位置第二全铜雾化喷头将冷却水以水雾形式喷射，与未液化的水蒸气或热空气接触换热，使其遇冷液化成水珠回到主水箱的冷凝水中，同其他冷凝水一起本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水蒸气高效液化设备，其特征在于，设备主体为主水箱(1)，主水箱(1)底部设有三个呈平行等间距分布的扁嘴喷头(6)，所述扁嘴喷头(6)的喷射方向垂直向上并与主水箱(1)底面垂直；三个扁嘴喷头(6)均连通第八管路(25)，第八管路(25)作为分支管路连接主管路段，且第八管路(25)上设有控制管路通断开闭的第四电磁阀(23)；所述的主管路段由顺次相连的第七管路(24)、第九管路(26)、第五管路(15)和第三管路(13)组成；第五管路(15)与第九管路(26)相接的一端设有用于控制管路通断开闭的第一电磁阀(18)；所述主水箱(1)内部右下角侧壁上安装有一个第一全铜雾化喷头(7)，第一全铜雾化喷头(7)的喷射方向朝左且与主水箱(1)右侧面垂直；第一全铜雾化喷头(7)与从主水箱(1)外延伸进来的第一管路(8)连通，且第一管路(8)也作为分支管路连接主管路段，第一管路(8)上设有控制管路通断开闭的第三电磁阀(22)；主水箱(1)内腔由位于中间的竖隔板(17)分隔成左右两个腔室，所述的竖隔板(17)顶部固定于第二横挡板(5)上，所述第二横挡板(5)固定在主水箱(1)内腔右上角侧壁上；所述的竖隔板(17)上从下往上等间距固定有三块第四横挡板(31)，且三块第四横挡板(31)均以竖隔板(17)为中心镜像对称；在主水箱(1)内腔的左侧壁上装有两块第一横挡板(4)，且两块第一横挡板(4)分别位于左腔室的三块第四横挡板(31)之间，在左腔室中构成第一弓字形流道；在主水箱(1)内腔的右侧壁上装有三块第一横挡板(4)，一块第一横挡板(4)位于右腔室中第二横挡板(5)和最上方的第四横挡板(31)之间，其余两块第一横挡板(4)分别位于右腔室中三块第四横挡板(31)之间，在右腔室中也构成第二弓字形流道；所有第一横挡板(4)、第四横挡板(31)的末端均安装有垂直的竖挡板(28)；主水箱(1)的左腔室中，在第二横挡板(5)和最上方的第四横挡板(31)之间安装有两块第三横挡板(16)和一块第五横档板(32)，两块第三横挡板(16)固定于主水箱(1)内腔的左侧壁上，第五横档板(32)固定于竖隔板(17)上且位于两块第三横挡板(16)之间，也构成第三弓字形流道；所述主水箱(1)内腔顶面左侧设置有两个第二全铜雾化喷头(12)，第二全铜雾化喷头(12)通过第四管路(14)连通位于主水箱(1)正上方且与水箱(1)顶面平行的第三管路(13)；所述主管路段上连接有扩展的第二管路(11)，第二管路(11)的出水口一端从主水箱(1)右侧顶部垂直伸入并穿过第二横挡板(5)；第一绝热铜质管道(3)作为水蒸气入口端从主水箱(1)的右侧壁伸入第二横挡板(5)和第一横挡板(4)之间；第一绝热铜质管道(3)的出口与第二管路(11)的出水口在右腔室的弓字形流道中以90°夹角紧邻交汇；所述的第一绝热铜质管道(3)上分别设有一个第一单向阀(2)和手动阀门(30)；所述主水箱(1)的左侧壁上设置有第二绝热铜质管道(29)，第二绝热铜质管道(29)一端连通主水箱(1)内第二横挡板(5)上方的左腔室，另一端穿过主水箱(1)的左侧壁后连通辅助水箱(10)的左侧壁；主水箱(1)的内腔左侧底部通过带有第五电磁阀(27)的管道连通第二绝热铜质管道(29)；第二绝热铜质管道(29)上靠近辅助水箱(10)一端安装有第二单向阀(9)；所述辅助水箱(10)内腔的底部左侧设有一条由水箱外延伸进来的第十管路(21)，所述第十管路(21)的出口与第二绝热铜质管道(29)出水口以90°夹角紧邻交汇；在第十管路(21)上还装有第二电磁阀(20)；所述辅助水箱(10)的右下角连接有用于冷却水外排的第六管路(19)。...

【技术特征摘要】
1.一种水蒸气高效液化设备，其特征在于，设备主体为主水箱(1)，主水箱(1)底部设有三个呈平行等间距分布的扁嘴喷头(6)，所述扁嘴喷头(6)的喷射方向垂直向上并与主水箱(1)底面垂直；三个扁嘴喷头(6)均连通第八管路(25)，第八管路(25)作为分支管路连接主管路段，且第八管路(25)上设有控制管路通断开闭的第四电磁阀(23)；所述的主管路段由顺次相连的第七管路(24)、第九管路(26)、第五管路(15)和第三管路(13)组成；第五管路(15)与第九管路(26)相接的一端设有用于控制管路通断开闭的第一电磁阀(18)；所述主水箱(1)内部右下角侧壁上安装有一个第一全铜雾化喷头(7)，第一全铜雾化喷头(7)的喷射方向朝左且与主水箱(1)右侧面垂直；第一全铜雾化喷头(7)与从主水箱(1)外延伸进来的第一管路(8)连通，且第一管路(8)也作为分支管路连接主管路段，第一管路(8)上设有控制管路通断开闭的第三电磁阀(22)；主水箱(1)内腔由位于中间的竖隔板(17)分隔成左右两个腔室，所述的竖隔板(17)顶部固定于第二横挡板(5)上，所述第二横挡板(5)固定在主水箱(1)内腔右上角侧壁上；所述的竖隔板(17)上从下往上等间距固定有三块第四横挡板(31)，且三块第四横挡板(31)均以竖隔板(17)为中心镜像对称；在主水箱(1)内腔的左侧壁上装有两块第一横挡板(4)，且两块第一横挡板(4)分别位于左腔室的三块第四横挡板(31)之间，在左腔室中构成第一弓字形流道；在主水箱(1)内腔的右侧壁上装有三块第一横挡板(4)，一块第一横挡板(4)位于右腔室中第二横挡板(5)和最上方的第四横挡板(31)之间，其余两块第一横挡板(4)分别位于右腔室中三块第四横挡板(31)之间，在右腔室中也构成第二弓字形流道；所有第一横挡板(4)、第四横挡板(31)的末端均安装有垂直的竖挡板(28)；主水箱(1)的左腔室中，在第二横挡板(5)和最上方的第四横挡板(31)之间安装有两块第三横挡板(16)和一块第五横档板(32)，两块第三横挡板(16)固定于主水箱(1)内腔的左侧壁上，第五横档板(32)固定于竖隔板(17)上且位于两块第三横挡板(16)之间，也构成第三弓字形流道；所述主水箱(1)内腔顶面左侧设置有两个第二全铜雾化喷头(12)，第二全铜雾化喷头(12)通过第四管路(14)连通位于主水箱(1)正上方且与水箱(1)顶面平行的第三管路(13)；所述主管路段上连接有扩展的第二管路(11)，第二管路(11)的出水口一端从主水箱(1)右侧顶部垂直伸入并穿过第二横挡板(5)；第一绝热铜质管道(3)作为水蒸气入口端从主水箱(1)的右侧壁伸入第二横挡板(5)和第一横挡板(4)之间；第一绝热铜质管道(3)的出口与第二管路(11)的出水口在右腔室的弓字形流道中以90°夹角紧邻交汇；所述的第一绝热铜质管道(3)上分别设有一个第一单向阀(2)和手动阀门(30)；所述主水箱(1)的左侧壁上设置有第二绝热铜质管道(29)，第二绝热铜质管道(29)一端连通主水箱(1)内第二横挡板(5)上方的左腔室，另一端穿过主水箱(1)的左侧壁后连通辅助水箱(10)的左侧壁；主水箱(1)的内腔左侧底部通过带有第五电磁阀(27)的管道连通第二绝热铜质管道(29)；第二绝热铜质管道(29)上靠近辅助水箱(10)一端安装有第二单向阀(9)；所述辅助水箱(10)内腔的底部左侧设有一条由水...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶杨慧，杨城，吴敏，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33