CN104729312A - 一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置，间壁式冷凝器一端设有间壁式冷凝器入口，另一端设有带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口，间壁式冷凝器本体连接冷却媒介，带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口通过管道分别连接回流气体动力装置和除雾器，回流气体动力装置通过管道连接回流气体入口，回流气体入口位于间壁式冷凝器上，回流气体入口处设有逆流混合器，间壁式冷凝器的带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口一端的底部设有间壁式冷凝器出液口，除雾器底部设有除雾器排液口，间壁式冷凝器出液口与除雾器排液口通过管道连接总排液口，除雾器上设有不凝性气体出口。本发明的有益效果是提高了冷凝效率。

Description

一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置

技术领域

本发明属于化工环保技术领域，涉及一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置。

背景技术

冷凝作为一种常见单元操作过程是通过相变完成气相组分的分离和回收的，广泛用于化工，环保、热能等诸多领域。如何提高间壁式冷凝器的冷凝效率是目前技术发展的动力之一。目前的技术进步主要体现在间壁式冷凝器冷凝面方式和内部气流紊动提高传质和传热能力，包括翅片，内部丝网构件，内部螺旋构件等很多形式。冷凝过程是一个气体中部分组分受冷到达露点温度以下，液化成液体及其颗粒物的过程，根据开尔文定律，小颗粒液体的蒸汽压要大于液体主体表面的蒸汽压，因此对冷凝过程而言，气相向液相转化的过程中，颗粒物需长大到一定粒径后才能稳定向液相颗粒态转化，小于某一粒径时是处于冷凝与蒸发的动态平衡状态。

现有间壁式冷凝器主要从传质和传热角度考虑提高冷凝效率，但均未考虑小颗粒凝结长大过程所必需经历的过饱和成核阶段，冷凝效率还存在提升空间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置，解决了现有间壁式冷凝器主要从传质和传热角度考虑提高冷凝效率，但均未考虑小颗粒凝结长大过程所必需经历的过饱和成核阶段，冷凝效率较低的问题。

本发明所采用的技术方案是包括间壁式冷凝器，间壁式冷凝器一端设有间壁式冷凝器入口，另一端设有带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口，间壁式冷凝器本体连接冷却媒介，冷却媒介给间壁式冷凝器提供冷媒，带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口通过管道分别连接回流气体动力装置和除雾器，回流气体动力装置通过管道连接回流气体入口，回流气体入口位于间壁式冷凝器上，使间壁式冷凝器内部和与带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口、回流气体入口连接的管道构成一个气体通路，回流气体入口处设有逆流混合器，间壁式冷凝器的带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口一端的底部设有间壁式冷凝器出液口，除雾器底部设有除雾器排液口，间壁式冷凝器出液口与除雾器排液口通过管道连接总排液口，除雾器上设有不凝性气体出口。

进一步，所述回流气体入口位于间壁式冷凝器的气体通道长度的10％-90％之间。

进一步，所述带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口回流的气体量为间壁式冷凝器入口处的待冷凝气体总量的1％-60％。

本发明的有益效果是提高冷凝效率。

附图说明

图1是本发明一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置结构示意图。

图中，1.间壁式冷凝器，2.间壁式冷凝器入口，3.带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口，4.冷却媒介，5.回流气体动力装置，6.除雾器，7.回流气体入口，8.逆流混合器，9.间壁式冷凝器出液口，10.除雾器排液口，11.总排液口，12.不凝性气体出口。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明如图1所示，包括间壁式冷凝器1，间壁式冷凝器1一端设有间壁式冷凝器入口2，另一端设有带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口3，间壁式冷凝器1本体连接冷却媒介4，冷却媒介4给间壁式冷凝器1提供冷媒，带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口3通过管道分别连接回流气体动力装置5和除雾器6，回流气体动力装置5通过管道连接回流气体入口7，回流气体入口7位于间壁式冷凝器1上，使间壁式冷凝器1内部和与带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口3、回流气体入口7连接的管道构成一个气体通路，回流气体入口7处设有逆流混合器8，间壁式冷凝器1的带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口3一端的底部设有间壁式冷凝器出液口9，除雾器6底部设有除雾器排液口10，间壁式冷凝器出液口9与除雾器排液口10通过管道连接总排液口11，除雾器6上设有不凝性气体出口12。

回流气体入口6位于间壁式冷凝器1的气体通道长度的10％-90％之间。

待冷凝的气体由冷凝气入口2进入间壁式冷凝器1内部，通过冷却媒介4送出的冷媒冷却后在间壁式冷凝器1的气体通道内发生冷凝作用，部分凝成大颗粒沉降或凝结于换热面表面后因重力下滑最终从底部的间壁式冷凝器出液口9排出。由于开尔文效应的因素，流动气体中还存在大量细微液滴，随气流向间壁式冷凝器的带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口3流动，此时回流气体动力装置5从带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口3处抽取部分气体，(抽取的气体为输入的待冷凝气体总量的1％-60％)，回流到回流气体入口7处，通过逆流混合器8与已冷凝到一定温度的待冷凝气体充分混合接触，为已处于过饱和状态的间壁式冷凝器1内的气体提供凝结核，促使间壁式冷凝器1的内部空间中也迅速产生冷凝作用，从而提高冷凝效果。由间壁式冷凝器出液口9排出的气体中含有较多的微细液滴，经过高效除雾器6动力捕集后由除雾器排液口10最终排放，剩余的气体由不凝性气体出口12排出。

经验证，本发明通过增加的回流循环***，可将现有的冷凝设备的排放气体中的冷凝物浓度减低20-50％。尤其适用于待冷凝气体中不凝性气体含量大于20％的应用场合。

下面列举具体实施例对本发明进行说明：

实施例1：输入含乙酸乙酯气体的冷凝。乙酸乙酯的入口浓度为，540～1480g/m3，载气主要为氮气。冷媒为-5℃冷冻水，未采用回流装置时，排气出口浓度198-208g/m3，采用回流装置后，在10％的回流比情况下，排气浓度128-135g/m3，排气乙酸乙酯质量流率明显下降。

实施例2：输入含三氯甲烷废气冷凝。三氯甲烷的入口浓度为，2582g/m3，载气主要为氮气。冷媒为-10℃，未采用回流装置时，排气口浓度936-971g/m3，采用回收装置后，在6％的回流比情况下，排气浓度698-712g/m3。

实施例3：输入含二甲苯气体冷凝。二甲苯的入口浓度为，269g/m3，载气主要为氮气。冷媒为4℃，未采用回流装置时，排气口浓度18-19g/m3，采用回收装置后，在10％的回流比情况下，排气浓度12-13g/m3。

本发明优点是通过将冷凝过程的排气部分循环回冷凝过程的某个端面，然后冷凝排气中所含有的颗粒物作为冷凝液形成的种子提供蒸气冷凝核，从而提高冷凝效率。从冷凝装置的尾部分流一部分气体，通过动力装置或气流引射装置回流到冷凝装置的前端与已被冷却到一定温度的待冷凝气体混合，为其提供提高冷凝效果的凝结核，同时在冷凝***的最终出口设置高效除雾器，充分回收已冷凝的液滴。

以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置，其特征在于：包括间壁式冷凝器(1)，间壁式冷凝器(1)一端设有间壁式冷凝器入口(2)，另一端设有带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口(3)，间壁式冷凝器(1)本体连接冷却媒介(4)，冷却媒介(4)给间壁式冷凝器(1)提供冷媒，带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口(3)通过管道分别连接回流气体动力装置(5)和除雾器(6)，回流气体动力装置(5)通过管道连接回流气体入口(7)，回流气体入口(7)位于间壁式冷凝器(1)上，使间壁式冷凝器(1)内部和与带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口(3)、回流气体入口(7)连接的管道构成一个气体通路，回流气体入口(7)处设有逆流混合器(8)，间壁式冷凝器(1)的带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口(3)一端的底部设有间壁式冷凝器出液口(9)，除雾器(6)底部设有除雾器排液口(10)，间壁式冷凝器出液口(9)与除雾器排液口(10)通过管道连接总排液口(11)，除雾器(6)上设有不凝性气体出口(12)。

2.按照权利要求1所述一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置，其特征在于：所述回流气体入口(6)位于间壁式冷凝器(1)的气体通道长度的10％-90％之间。

3.按照权利要求1所述一种部分回流循环提高间壁式冷凝器冷凝效果的装置，其特征在于：所述带回流气体支管的间壁式冷凝器气体出口(3)回流的气体量为间壁式冷凝器入口(2)处的待冷凝气体总量的1％-60％。