一种基于热泵技术的蒸馏冷凝节能工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种基于热泵技术的蒸馏冷凝节能工艺。本发明专利技术包括如下流程：原料注入预热器后吸收来自热泵的热量达到预热效果，预热原料注入蒸馏器后吸收来自热泵的热量温度进一步提升，部分原料蒸发，部分原料变成带有余热的废料，后者注入储热器后，热量被热泵带走，最终，废料从储热器排出；由蒸馏器蒸发的气体被注入冷凝器，其热量被热泵吸走，变成液态产品，产品由冷凝器排出，同时，不凝气也从冷凝器排出；此外，蒸馏器有进气口来调节蒸馏器内压力，从而控制原料的沸点，以适应生产不同产品的需求。本发明专利技术能充分地将产品的潜热和显热进行回收和利用，充分地将废料的显热进行回收和利用，充分开采原料自身携带的热能。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种基于热泵技术的蒸馏冷凝节能工艺。本专利技术包括如下流程：原料注入预热器后吸收来自热泵的热量达到预热效果，预热原料注入蒸馏器后吸收来自热泵的热量温度进一步提升，部分原料蒸发，部分原料变成带有余热的废料，后者注入储热器后，热量被热泵带走，最终，废料从储热器排出；由蒸馏器蒸发的气体被注入冷凝器，其热量被热泵吸走，变成液态产品，产品由冷凝器排出，同时，不凝气也从冷凝器排出；此外，蒸馏器有进气口来调节蒸馏器内压力，从而控制原料的沸点，以适应生产不同产品的需求。本专利技术能充分地将产品的潜热和显热进行回收和利用，充分地将废料的显热进行回收和利用，充分开采原料自身携带的热能。【专利说明】ー种基于热泵技术的蒸馏冷凝节能エ艺专利
本专利技术属于化工过程控制领域，具体涉及到一种基于热泵技术的蒸馏冷凝节能エ艺。专利技术背景 蒸馏是ー种热力学分离エ艺，利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分蒸发，再冷凝以分离整个组分的単元操作过程。蒸馏涉及蒸发和冷凝两种操作。其它分离手段，如:萃取、吸附等，常需要使用系统组分以外的其它溶剤。因此，蒸馏法的优点在于不需引入新的杂质。蒸馏有几种形式。第一，简单蒸馏的目的是使混合液逐渐汽化并使蒸气及时冷凝以分段收集的分离操作，例如:制造蒸馏水以去处其中溶解的固体杂质，还有，制造蒸馏酒以浓缩酒精，去除部分水分。第二，精馏(分馏)是在ー个设备中进行多次部分汽化和部分冷凝，以分离液态混合物，其中，借助回流来实现高纯度和高回收率的分离操作。对于各组分挥发度相等或相近的混合液，为了增加各组分间的相对挥发度，可以在精馏分离时添加溶剂或盐类，这类分离操作称为特殊蒸馏，其中包括恒沸精馏、萃取精馏和加盐精馏；还有在精馏时混合液各组分之间发生化学反应的，称为反应精馏。精馏应用最广泛，例如:将石油经过分馏可以分离出汽油、柴油、煤油和重油等多种组分。因此，蒸馏方法在エ业生产和人们日常生活中有非常重要的应用。第三，蒸馏是将液体混合物加热后经受一次部分汽化的分离操作。通常，将液体混合物在一定压カ下加热到一定温度，然后注入下级压カ较低的容器中，突然扩容使部分液体汽化为蒸汽的过程。多个这样的过程组成的系统称多级闪蒸。它是制造蒸馏水或者海水淡化的主要方式之一。蒸馏是耗能过程，余热回收技术的应用十分关键。余热是指受历史、技术、理念等因素的局限性，在已投运的耗能装置中，原始设计未被合理利用的显热和潜热，包括:高温废气余热、冷却介质余热、废汽废水余热、高温产品和炉渣余热、化学反应余热、可燃废气废液和废料余热等。根据调查，各行业的余热总资源约占其燃料消耗总量的17%-67%，可回收利用的余热资源约为余热总资源的 60%。余热的回收利用途径很多。一般说来，综合利用余热最好，其次是直接利用，再次是间接利用。除了高品质热源有重要用途外，事实上，低温也可以用来制热或利用吸收式热泵来提高热量的数量或温度供生产和生活使用。余热回收设备简要回顾如下。第一，热管余热回收器，是利用热管的高效传热特性及其环境适应性制造的换热装置，主要应用于エ业节能领域，可广泛回收存在于气态、液态、固态介质中的废弃热源。第二，各种类型的换热器，根据冷、热流体热量交換的原理和方式基本上可分三大类即:间壁式、混合式和蓄热式，在化工生产中换热器可作为加热器、冷却器、冷凝器、蒸发器和再沸器等，应用广泛。当前余热回收技术主要是基于将热量从高温物质传送到低温物质的传统余热利用技木。依据热力学第二定律，在自然状态下，热永远都只能由热处转到冷处，具有不可逆性。因此，传统余热回收技术达到冷热两端达到一定平衡状态下，并不能充分利用余热。这些余热回收技术可以归纳为被动式余热回收技木。热泵是ー种利用高位能使热量从低位热源流向高位热源的装置。热泵可以从低温热源中提取热量用于供热。热泵的供热量远远大于它所消耗的机械能，所以说热泵技术是ー种低温余热利用的节能技木，是ー种主动式传热技术，可以充分利用低品位热源，而普通的余热回收技术很难利用低品位热源。基于热泵技术的能量回收，是环境取能、节能环保的一类高新技术。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供一种基于热泵技术的蒸馏冷凝节能エ艺。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下: 步骤(1)原料注入预热器，吸收来自热泵的热量达到预热效果； 步骤(2)将经预热器预热后的原料注入蒸馏器，原料吸收来自热泵的热量，同时通过蒸馏器的进气ロ(出气ロ)调节蒸馏器内压力，控制原料的沸点，使原料的温度进ー步升高，部分原料蒸发，另一部分原料变成带有余热的废料注入储热器； 步骤(3)储热器中的废料的温度被热泵带走，当废料的温度低于预定温度时，储热器将废料排出，所述的预定温度根据实际情况或具体エ艺而定。步骤(4)蒸馏器中部分原料蒸发后由液态变成气态产生相变，生成的气体被注入冷凝器中，其热量被热泵吸走，再次发生相变，气体变成液态产品，产品由冷凝器排出；同时蒸馏器中没有发生相变的不凝气从冷凝器排出。所述的蒸馏器中部分原料相变生成的气体是经原料分离出来的气态产品，具有较高的温度，其热量在冷凝器中被热泵吸走并输送到预热器，传递给原料；预热器用该热量辅助预热原料，并将预热后的原料注入蒸馏器，形成热量循环。所述的蒸馏器中带有余热的废料注入储热器，储热器中的废料的温度被热泵吸走并输送到蒸馏器中，传递给原料，用于辅助加热原料，形成热量循环。本专利技术利用热泵技术从冷端吸热并将热量传输到热端的特性，使得冷端物质的低品位余热被充分利用，甚至能够将低温物质的热量传输到高温物质，是ー类节能突出的エ艺。本专利技术有益效果如下: 1.本专利技术充分地将产品的潜热和显热进行回收和利用。2.本专利技术充分地将废料的显热进行回收和利用。3.热泵技术允许吸热端(冷端)与制热端(热端)有较大的温差，且不受热泵中冷媒温度的限制，是ー种主动式传热方式，而传统的换热技术是被动式换热技木，受冷媒温度的限制，也就是说，热泵技术仅负责将吸热端的热量搬运到制热端，而不是依赖冷媒自身的热量，因此，热泵技术在热量回收和利用中，效率显著地高于传统基于换热技术的热回收方式。4.本专利技术允许产品和废料的温度远远地小于原料的温度，充分开采了原料自身携带的热能，而原料自身的热能来自于环境，因此，该エ艺本质上是环境取能技木，绿色环保、节能显著。5.本专利技术是较通用的蒸馏冷凝エ艺，适合生产不同化工产品和生活用品，例如:酒精分馏、医用蒸馏水、海水淡化等エ艺。综上所述，本专利技术为化工过程广泛使用的蒸馏エ艺提供了有效的节能エ艺方案，具有很好的实用价值和通用性。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术基础装置示意图。图2是本专利技术基础装置与エ艺在海水淡化领域的应用示意图。图中，第一热泵1、第二热泵2。【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术做进ー步介绍。步骤(1)原料注入预热器，吸收来自第二热泵2的热量达到预热效果； 步骤(2)将经预热器预热后的原料注入蒸馏器，原料吸收来自第一热泵1的热量，同时通过蒸馏器的进气ロ(出气ロ)调节蒸馏器内压力，控制原料的沸点，使原料的温度进ー步升高，部分原料蒸发，另一部分原料变成带有余热的废料注入储热器； 步骤(3)储热器中的废料的温度被第一热泵1带走，当废料的温度低于预定温度吋，储热器将废料排本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于热泵技术的蒸馏冷凝节能工艺，其特征在于包括如下步骤：步骤(1)原料注入预热器，吸收来自热泵的热量达到预热效果；步骤(2)将经预热器预热后的原料注入蒸馏器，原料吸收来自热泵的热量，同时通过蒸馏器的进气口调节蒸馏器内压力，控制原料的沸点，使原料的温度进一步升高，部分原料蒸发，另一部分原料变成带有余热的废料注入储热器；步骤(3)储热器中的废料的温度被热泵带走，当废料的温度低于预定温度时，储热器将废料排出，所述的预定温度根据实际情况或具体工艺而定；步骤(4)蒸馏器中部分原料蒸发后由液态变成气态产生相变，生成的气体被注入冷凝器中，其热量被热泵吸走，再次发生相变，气体变成液态产品，产品由冷凝器排出；同时蒸馏器中没有发生相变的不凝气从冷凝器排出。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘光宇，李少兵，
申请(专利权)人：李少兵，
类型：发明
国别省市：