复合热泵热管相变换热器组合二次蒸汽热能回收装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种复合热泵热管相变换热器组合二次蒸汽热能回收装置，以解决现有二次蒸汽热能或不能利用、或热能利用率低、或虽能高效利用二次蒸汽热能但应用范围很小的技术问题。采用的技术方案是：由热管相变换热器、汽水分离器、热泵构成；热管相变换热器的下部为二次蒸汽冷凝换热管箱，上部为蒸汽蒸发换热管箱；上、下部换热管箱之间为密闭隔断，下部二次蒸汽冷凝换热管箱内的热管束穿过隔断伸入上部蒸汽蒸发换热管箱；汽水分离器与上部蒸汽蒸发换热管箱的新蒸汽连接管连接，经下降管与上部蒸汽蒸发换热管箱连接，复合热泵为机械压缩式热泵与蒸汽喷射热泵的组合。采用本实用新型专利技术具热能利用率高、应用范围宽的优点。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于热能的转换与利用
，具体是涉及二次蒸汽的热能回收 利用装置。
技术介绍
一、 二次蒸汽的产生在冶金、化工、食品、造纸、纺织、制药、日化、海水淡化、饲料和环保等行 业，生产过程中用蒸汽进行蒸馏、浓缩、蒸发、蒸煮、干燥，均要产生大量的二次 蒸汽-1、 在用蒸汽对湿物料间接加热干燥过程中，加热蒸汽释放蒸发热，传导给被加 热物料而冷凝；被加热物料吸收蒸发热，温度上升，当物料温升至其中水份的沸点 时，被加热物料水份吸收大量蒸发热，从而蒸发为二次蒸汽脱离物料，湿物料得到干燥。2、 在用蒸汽对料液(或溶液)进行间接加热浓縮蒸发过程中，加热蒸汽释放蒸 发热，传导给被加热料(溶)液而冷凝；被加热料(溶)液吸收蒸发热温度上升， 当料(溶)液温升达到其中水份的沸点时，被加热料(溶)液水份吸收大量蒸发热， 蒸发为带有大量热能的二次蒸汽脱离料(溶)液，使料(溶)液得以蒸发浓縮。3、 在用蒸汽对多组成份溶剂分离，进行直接(或间接)加热蒸馏过程中，低沸 点溶剂首先达到沸点，并吸收大量加热蒸汽释放的蒸发热，蒸发为高浓度的、带有 大量热能的低沸点溶剂二次蒸汽，使溶剂组份得以蒸馏分离。二、 二次蒸汽热能回收利用现状1、 干燥二次蒸汽利用现状由于干燥过程产生的二次蒸汽含有粉尘，部分二次蒸汽有腐蚀和恶臭，且二次 蒸汽品位较低，无法直接回收利用，故现有技术对干燥二次蒸汽做如下处理a、 对无腐蚀和恶臭的二次蒸汽经除尘后直接排空；b、 对有腐蚀和恶臭的二次蒸汽用冷却水冷凝后，冷凝液去污水厂；2、 浓缩蒸发二次蒸汽利用现状a、多效浓縮蒸发器二次蒸汽的利用浓縮蒸发产生的二次蒸汽， 一般有较强的 腐蚀性，不能直接用机械压縮式热泵将二次蒸汽压縮提高温度压力后使用，故采用 多效浓縮蒸发器，将若干蒸发器串联，除第一效蒸发器运行在正压状态下外，其余 蒸发器均处在比上一效低的负压状态下运行， 一效蒸发器采用热网供蒸汽，其余各效蒸发器加热均采用上一效蒸发器的二次蒸汽；受浓縮料液粘度影响，多效蒸发器 一般不超过6效，基本上一单位热网蒸汽可蒸发约不超过5单位水分；b、机械压縮式热泵对二次蒸汽热能的回收利用如果二次蒸汽中不含粉尘及腐 蚀性气体，可采用机械压縮式热泵直接对二次蒸汽加压后回用于料液蒸发；该方法二次蒸汽利用效率最高，1单位热网蒸汽可蒸发不低于是100单位的水分，每KWH耗电蒸发22kg以上水份；3、蒸馏二次蒸汽的回利用现状a、 将溶剂二次蒸汽用软水冷却回收热能；但由于锅炉用软水有限，使热能不能充分利用。b、 差压蒸馏利用二次蒸汽热能将两套蒸馏装置串联，第一套装置正压运行， 用热网所供应蒸汽加热，其产生的溶剂二次蒸汽作为第二套蒸馏装置的加热源；由 于溶剂的二次蒸汽温度较低，故第二套蒸馏装置必须在负压下运行才能可靠蒸馏； 第二套蒸馏装置产生的溶剂二次蒸汽温度更低，热能不能再利用，但该装置已能使蒸馏能耗降低约40%。三、综上所述现有技术二次蒸汽的热能回收利用，或不能利用，或热能利用 率低，或虽能高效利用二次蒸汽热能，但应用范围很小。而本技术提出的相变 换热式二次蒸汽热能回收利用方法和装置正是针对二次蒸汽普遍高效利用而开发的 技术产品。
技术实现思路
本技术针对现有二次蒸汽热能或不能利用、或热能利用率低、或虽能高效 利用二次蒸汽热能，但应用范围很小的现状，提出一种复合热泵热管相变换热器组 合二次蒸汽热能回收装置，以克服现有技术存在的上述问题。为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案如下复合热泵热管相变换热器组合二次蒸汽热能回收装置，其特征在于由热管相 变换热器、汽水分离器、热泵构成；所述热管相变换热器的下部为二次蒸汽冷凝换 热管箱，上部为蒸汽蒸发换热管箱，同时为供水箱；下部二次蒸汽冷凝换热管箱上 连接有二次蒸汽进气管、二次蒸汽冷凝废水排水管，不凝结气排气管；上部蒸汽蒸 发换热管箱连接有新蒸汽连接管；上、下部换热管箱之间为密闭隔断，下部二次蒸 汽冷凝换热管箱内的热管束穿过隔断伸入上部蒸汽蒸发换热管箱；所述汽水分离器 即汽包与上部蒸汽蒸发箱的新蒸汽连接管连接，其上设置新蒸汽排气管，并经下降 管与上部蒸汽蒸发换热管箱连接；所述复合热泵为机械压縮式热泵与蒸汽喷射热泵 的组合。汽水分离器也可与上部蒸汽蒸发换热管箱组成一体化结构，这样，整个相变换 热器装置的体积和重量可减小和减轻。如相变换热器采用干燥机、蒸馏器或浓縮器的饱和冷凝水用于蒸发，汽水分离器可兼做供水的高位水箱。所述机械压縮式热泵的进气端与汽水分离器的新蒸汽排气管连接，出气端与蒸 汽喷射热泵的吸气端连接，蒸汽喷射热泵的出气端连接供热蒸汽管道；或所述蒸汽 喷射热泵的吸气端与汽水分离器的新蒸汽排气管连接，出气端与机械压縮式热泵的 进气端连接，机械压縮式热泵的出气端连接供热蒸汽管道。本技术的有益效果表现在-一、 对于相变换热式二次蒸汽热能回收利用装置应用于干燥 现有干燥二次蒸汽的处理方式均不能回收干燥产生的二次蒸汽，浪费了大量热能，并造成了环境热污染。采用了相变换热式二次蒸汽热能回收利用装置后，完全 避免了二次蒸汽含有粉尘或有腐蚀和恶臭而无法回收利用的问题，节约了大量热能， 减少了热污染。二、 对于相变换热式二次蒸汽热能回收利用装置应用于浓縮 现有采用机械压縮式热泵对浓縮二次蒸汽热能的回收利用，因二次蒸汽中不能含有粉尘及腐蚀性成分，因此，其使用范围极其有限。采用相变换热式二次蒸汽热 能回收利用装置，避免了二次蒸汽中不能含有粉尘及腐蚀性成分的问题，因而大大 扩大了这种二次蒸汽利用效率最高的浓縮方式的使用范围。三、 对于相变换热式二次蒸汽热能回收利用装置应用于蒸馏 采用相变换热式二次蒸汽热能回收利用装置，避免了差压蒸馏需要使用两套蒸馏装置的问题，而且蒸汽热能利用率更高；同时，溶剂又不用经过机械压縮式热泵， 不必担心受到污染，保证了质量；而产生的新蒸汽的热能利用更加方便，可使用多 种形式的热泵进行利用。四、 采用本技术的技术指标a、 机械压縮式热泵每KWH电能回收二次蒸汽大于20kg (蒸汽)/KWH;b、 蒸汽喷射热泵基本不消耗有效热能；c、 二次蒸汽损失<10%;d、 蒸汽压可增加30 150Kpa;e、 每单位蒸汽可蒸发>90单位水份；下面通过具体实施例对本技术作进一步详细阐述。附图说明图1为本技术采用机械压縮式热泵在蒸汽喷射热泵前的结构原理图 图2为本技术采用机械压縮式热泵在蒸汽喷射热泵后的结构原理图 图3为本技术图1、图2中热管相变换热器结构示意图 图4为本技术应用于干燥设备原理图 图5为本技术应用于蒸馏设备原理图具体实施方式实施例1:相变换热式二次蒸汽热能回收利用装置相变换热式二次蒸汽热能回收利用装置由相变换热器、汽水分离器、抽负压机 械压縮式热泵或蒸汽喷射热泵或它们的组合经管道连接组成(见图l-图3);1) 热管相变换热器热管相变换热器组成示意图如图3所示由下部换热管箱、上部蒸发换热管箱(同时为供水箱)，二次蒸汽冷凝水和不凝气排管构成；其主要作用与常规相变换热器相同，只是换热是通过热管进行，在热管两端换热，而且换热效率较高；同时，汽水分离器也可与上部蒸发换热管箱(供水箱)组成一体化结构，这样，整个换热装 置的体积和重量可减小本文档来自技高网...

【技术保护点】
复合热泵热管相变换热器组合二次蒸汽热能回收装置，其特征在于：由热管相变换热器、汽水分离器、热泵构成；所述热管相变换热器的下部为二次蒸汽冷凝换热管箱，上部为蒸汽蒸发换热管箱，同时为供水箱；下部二次蒸汽冷凝换热管箱上连接有二次蒸汽进气管、二次蒸汽冷凝废水排水管，不凝结气排气管；上部蒸汽蒸发换热管箱连接有新蒸汽连接管；上、下部换热管箱之间为密闭隔断，下部二次蒸汽冷凝换热管箱内的热管束穿过隔断伸入上部蒸汽蒸发换热管箱；所述汽水分离器即汽包与上部为蒸汽蒸发换热管箱的新蒸汽连接管连接，其上设置新蒸汽排气管，并经下降管与上部蒸汽蒸发换热管箱连接；所述复合热泵为机械压缩式热泵与蒸汽喷射热泵的组合。

【技术特征摘要】
1、复合热泵热管相变换热器组合二次蒸汽热能回收装置，其特征在于由热管相变换热器、汽水分离器、热泵构成；所述热管相变换热器的下部为二次蒸汽冷凝换热管箱，上部为蒸汽蒸发换热管箱，同时为供水箱；下部二次蒸汽冷凝换热管箱上连接有二次蒸汽进气管、二次蒸汽冷凝废水排水管，不凝结气排气管；上部蒸汽蒸发换热管箱连接有新蒸汽连接管；上、下部换热管箱之间为密闭隔断，下部二次蒸汽冷凝换热管箱内的热管束穿过隔断伸入上部蒸汽蒸发换热管箱；所述汽水分离器即汽包与上部为蒸汽蒸发换热管箱的新蒸汽连接管连接，其上设置新蒸汽排气管，并经下降管与上部蒸汽蒸发换热管箱连接；所述复合热泵为机械压缩式热泵与蒸汽喷射热泵...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨伟，
申请(专利权)人：东方电机控制设备有限公司，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]