使用热泵的精馏设备制造技术

一种用于解吸和增强并随后冷凝和最终增强优选的是含水混合物中易汽化成分的设备，能使用于解吸和增强的需热量通过共用的传热体（３）传递，此处热量从冷凝由解吸和增强所产生的蒸汽得到，上述蒸汽通过用热泵（２６）的压缩作用得到冷凝所必需的沸点提高。设备包括两段，亦即解吸和增强段或第一段（１）及冷凝和最终增强段或第二段（２），上述两段围绕形成间隔壁的共用传热体（３）接合，每段都由水平的部分圆筒形的外壳（１３）和每端处的端壁进一步限定。每段都装备有雾化转子（４），所述雾化转子（４）适合于从水平的部分是圆筒形外壳（１３）的底部中每侧向内抛射液体，撞击共用传热体，同时轴向液体通道（５）提供液体穿过设备沿着底部延伸的连续通路。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种设备，所述设备用于解吸和增强并随后冷凝和增 强优选的是含水混合物中的易汽化成分，其中为解吸和增强所需的热 量通过一共用传热体传递。热量来自冷凝由解吸和增强所产生的蒸 汽，所述蒸汽用热泵通过压缩作用得到为冷凝所必需的沸点提高。
技术介绍
按照本专利技术，设备包括两段，亦即解吸和增强段或第一段及冷凝 和增强段或第二段，上述两段围绕一形成间隔壁的共用传热体接合， 且每段都由 一基本上是水平的部分圓筒形的外壳和每一端处的端壁进 一步限定，而此处上述两段中每段都装备一雾化转子，所述雾化转子 适合于从水平的部分是圓筒形外壳的底部每侧向内喷射液体撞击共用 传热体，同时轴向液体通道提供液体穿过设备沿着底部延伸的连续通 路。设备的功能其特征在于，通过用雾化转子喷射液体混合物撞击上 述传热表面达到液体、蒸汽和传热表面之间的接触，因而解吸和增强 易汽化部分。所产生的蒸汽在第二段中通过热泵使其冷凝，因此放出 热量到持续蒸发过程。冷凝作用通过蒸汽与传热表面之间直接接触进 行，因此上述表面起冷却表面的作用，及通过将所产生的冷凝液与经 过循环的冷凝液一起进行冷却和在返回到雾化转子之后，利用再循环 使它与更热的蒸汽接触。因此，得到蒸汽的额外冷凝作用，并且在两 种情况下，冷凝液比蒸汽中具有高的含水部分浓度，而余下的蒸汽经 受两次增强效应，以便在冷凝液一次再循环期间蒸汽中易汽化部分的 浓度加倍。通过建立足够的再循环次数，可以完成完全解吸易汽化部 分，并且对某些产品来说，完成蒸汽的全部冷凝。上述过程顺序只能 通过实现液体和蒸汽二者的连续流动完成，这可以通过轴向液体通道 得到。设备可用于许多不同的混合物，然而，焦点是对准含乙醇或氨的 含水混合物，此处氨和水的混合物尤其难以处理，因为在后一种情况下，二者的沸点差值为约133°C,而对于乙醇和水来说，在大气压力下二者的沸点差仅约22°C。精馏厂仍采用蒸发器，所述蒸发器包含作为传热表面的管道，上 述蒸发器设计成倒风式蒸发器或设计成循环式蒸发器，该方法的最大 缺点是整个蒸发作用用已得到其最终浓度的剩余物(remanence )进行。在最近已找到一定使用的板式热交换器方面，提到同样的缺点。具有 不同类型钟罩形底部、筛形底部或接触插件的常规塔的解吸段可能变 堵塞，因为有大量干燥物质能形成结壳，所述结壳可再次落下，因此 堵塞液体通路。在这些系统方面，可能需要从倾析或过滤开始，这样 可能实施起来费用高，并且不能解吸除去的干燥物质。带雾化转子的系统喷射液体撞击传热表面提供了某些优点。转子 可以如EP 1185346 Bl中所述设计，亦即制成具有中心管形支承中段， 所述支承中段装备有合适数量的焊接于其上的U形袋，上述袋朝转子 旋转的方向开口。在容器的底部处，袋的外边缘浸入液体中几毫米， 因此袋收集在持续旋转期间由离心力向外抛射出的液体，所述液体形 成从袋的边缘朝向外壳壁内侧的小液滴浓的云状物，并冲击在传热表 面的表面上。云状物随着雾化转子的速度旋转而同时液滴用约10 m/s 的速度向外抛射，因此得到液体和蒸汽之间的相对速度差平均高达30 m/s,这样在液体和蒸汽之间产生有效接触，从而对每个循环都得到液 体和蒸汽中易汽化部分之间的平衡。这种系统利用雾化转子使液体在大力下与传热表面接触，所述系 统此外具有作用是设备能在蒸发器表面上不产生结壳的情况下处理有 大量干燥物质的液体，并因而减少了传热作用，因此将传热表面如此 设计，以使整个表面直接被喷洒。这是通过用薄板材料制造上述表面 完成，上述材料用本身已知的方式折叠成若干V形垂直折叠部分，上 述各折叠部分的开口交替式面向两段中的雾化转子。在更大单元情况 下，用若干矩形薄板制造传热表面可能是有利的，上述若干矩形薄板 如此焊接在一起，以使它们形成V形表面。如果传热体用管材制成， 则只有面向雾化转子的这侧没有结壳。因此，与常规系统相比，上述 系统提供主要的优点，亦即保持传热面没有结壳。在具有钟罩形底部、筛形底部或各种接触插件的常规垂直解吸塔 中，液流只通过重力驱动，并因此只能在液体混合物含有微小量能形 成结壳的物质的情况下工作，由于上述原因，必须进行倾析或过滤预处理，同时导致投资费用和能耗增加。用于这些系统的蒸发器(再沸 器)通过蒸发沸点最高的成分工作，并因此不能利用十分大的温升， 当解吸某些液体混合物中的易汽化成分时，上述大的温升可能发生。 这个问题已通过在同 一体积中进行解吸和增强而同时达到连续进行的 逆流效应解决。在解吸期间液体和蒸汽之有具有有效逆流的优点用若干液体通道实现，所述液体通道由权利要求2的特点表征。优选的是，它们沿着设备的整个长度延伸，并用通道两相对端处入口和出口连接部分密封式贴合两个端表面。通道合适地用形成V形通道一侧的矩形板形成， 而第二侧由部分是圆筒形外壳的内侧提供。板在其上边缘处，枢轴式 与外壳壁保持一合适的距离，而底部边缘利用可调式机构保持，以便 在板和内壁之间形成间隙。通道在与外壳的底部相距合适的距离处形 成，此处雾化转子如此安装，以便使向外抛射撞击位于通道上方的内 壁部分的液体流回到通道中。这里，某些液体与在此期间向前飞的液 体一起，穿过在底部处的间隙流到雾化转子，以便再次向外抛射。其 余部分液体在通道中轴向上向前流动，并流到下一个过程步骤，以便 最终作为剩余物从设备中除去。另外，按照本专利技术所述的设备具有权利要求3中所公开的特点。 因此，在冷凝段中向前流动的冷凝蒸汽和提取出的部分冷凝液之间有 一逆流作为在设备端部处的回流，在该处供给经过压缩的蒸汽。其余 的冷凝液和冷凝蒸汽一起流向设备的相对端，在该处将冷凝液提取出 作为产品，且在该处有一连接部分用于将设备放空。因为两段的底部和雾化转子二者都是水平安装，所以液体的整个 轴向运动都在通道中进行，此处通过控制间隙宽度将液体供给到雾化 转子。由于来自循环液体的影响，所以穿过设备流动的蒸汽的速度可 以跨过设备的横断面任意改变一点儿，但用最大速度流动的部分在蒸 汽中有稍低的易汽化成分的浓度，这部分地通过下述事实平衡，即由 于浓度差别较大的结果，使液体和蒸汽之间的物质和温度的交换增 加。用于解吸和增强乙醇的设备的使用比处理具有氮含量和C02气体 的混合物更简单，此处不能实现完全冷凝氨，部分是由于沸点差別大， 部分是由于co2气体的含量。因此，新系统具有重要的优点，即液体可以供给轴向液体通道和/人轴向液体通道中抽取出，因而设备能吸收 氨和解吸C02气体。发酵液的处理用生物乙醇。在设备的解吸和增强段中， 一步操作从由雾化转子抛射出液体开 始，因此实现液体和蒸汽之间的接触相当于常规精馏塔的一步中的接 触，但在液体的一次循环的情况下，液体冲击在传热表面上，此处在 开始时所产生的蒸汽比产生蒸汽的液体有高得多的乙醇浓度。因此， 解吸和增强造成输出加倍，且回流可以减少约一半，因此得到相应的 能耗减少。在压缩之后，将通过解吸和增强这样产生的蒸汽供给到冷凝段， 并开始与传热表面接触，这里所述传热表面起冷却表面的作用，且所 产生的冷凝液比形成冷凝液的蒸汽有较高的水浓度。因此其余的蒸汽 得到增加的乙醇浓度。同时，所得到的冷凝液与循环的冷凝液一起冷 却降温，且当它飞到雾化转子并向外抛射时，这样通过与更热本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于在增强情况下解吸及随后冷凝和增强优选的是含水混合物中易汽化成分的设备，其中用于解吸和增强的热需要量通过共用传热体（３）传递，此处热量从冷凝由解吸和增强所产生的蒸汽得到，上述蒸汽用热泵（２６）通过压缩作用得到冷凝所需的沸点提高，上述设备包括两段，亦即解吸和增强段或第一段（１）及冷凝和最终增强段或第二段（２），上述段围绕一形成间隔壁的共用传热体（３）结合，每段都由水平的部分圆筒形外壳（１３）和每端处的端壁进一步限定，及此处每个上述段都装备有雾化转子（４），所述雾化转子（４）适合于从水平的部分圆筒形外壳（１３）的底部的每侧向内抛射液体撞击共用传热体，轴向液体通道（５）提供沿着底部延伸穿过设备的连续液体通路。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E詹森，
申请(专利权)人：霍尔姆克里斯坦森生物系统公司，
类型：发明
国别省市：DK[丹麦]