CN112807943A - 一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，涉及冷凝技术领域，包括冷凝器，所述冷凝器内具有冷凝腔，所述冷凝腔内设置有废液收集腔以及分别与废液收集腔连通的进气管、出气管和排液管，所述进气管和出气管设置在废液收集腔顶部，所述排液管设置在废液收集腔底部，所述冷凝腔内还设置有制冷管。本发明的有益效果是通过在冷凝器内设置废液收集腔，废液收集腔上部设置进气管和出气管，从而当含有高粉细微颗粒、高水分的气体从进气管进入，经冷凝器有效降温，使气体中的水蒸气凝结，凝结后的水分和细微颗粒沉降在废液收集腔由排水管排出，达到高效的除湿、除细微颗粒处理效果。

Description

一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置

技术领域

本发明涉及冷凝技术领域，具体涉及一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置。

背景技术

目前的冷凝器主要都是用来冷却的其他物质，冷凝器的冷凝方式有水冷式、风冷式、蒸发式和半导体冷凝。冷凝器的形体设计更是多式多样，而现有技术中对于大多数冷凝器的设计，侧重点只在于冷凝，而对于待冷却物质中含有的其他杂质却无无法除去，如采用现有技术中的冷凝器对冶炼、化工、环保、制酸等领域中含有高粉细微颗粒和高水分的烟气进行冷却时，在烟气冷凝过程中，并不能将烟气中的水分和细微颗粒除去，从而水分和细微颗粒还是会伴随烟气一起流出。在对上述烟气进行检测分析时，烟气中含有水分和颗粒杂质会导致检测仪器出现故障，甚至可能损害仪器或降低仪器寿命，因此需要将烟气中的水分和颗粒杂质除去。

发明内容

本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，包括冷凝器，所述冷凝器内具有冷凝腔，所述冷凝腔内设置有废液收集腔以及分别与废液收集腔连通的进气管、出气管和排液管，所述进气管和出气管设置在废液收集腔顶部，所述排液管设置在废液收集腔底部，所述冷凝腔内还设置有制冷管。

本发明的一种具体实施方式中，还包括控温单元，所述控温单元包括测温热电偶、温控仪和继电器，所述测温热电偶设置在冷凝腔内，所述继电器与冷凝器电连接，所述测温热电偶、温控仪和继电器电连接，所述测温热电偶能够检测冷凝腔内的温度并能够将温度检测数据传输至温控仪，所述温控仪根据接收到的温度检测数据向继电器发出控制信号，所述继电器根据接收的控制信号能够控制冷凝器启动或停止制冷。

本发明的一种具体实施方式中，还包括报警装置，所述报警装置与温控仪连接，当所述温控仪接收到的温度检测数据超过了设定的阈值时，所述温控仪向报警装置发出控制信号，所述报警装置根据接收的控制信号发出警报。

本发明的一种具体实施方式中，还包括散热装置，所述散热装置设置在冷凝器的两端，所述散热装置包括散热器和轴流散热风扇。

本发明的一种具体实施方式中，所述冷凝腔内设置有冷凝罐，所述冷凝罐底部形成所述废液收集腔，所述进气管和出气管的下端位于冷凝罐内，上端从冷凝器中伸出；所述排液管上端连接在冷凝罐底部，下端从冷凝器伸出；所述制冷管设置在冷凝罐外部。

本发明的一种具体实施方式中，所述废液收集腔的高度为冷凝罐高度的的1/4-1/2。

本发明的一种具体实施方式中，所述废液收集腔底部呈锥形设置，底部锥形的边与水平方形呈20°～45°夹角。

本发明的一种具体实施方式中，所述冷凝罐的数量为若干个，若干个冷凝罐串联使用，所述冷凝罐的高度为250-360mm。

本发明的一种具体实施方式中，所述进气管和出气管为直管或螺旋管，所述进气管、出气管和排液管的伸出端均设置有密封套。

本发明的一种具体实施方式中，所述冷凝器外部设置有隔热保温层，所述制冷管为铸铝螺旋紫铜制冷管。

本发明至少具有以下有益效果之一：

本发明通过在冷凝器内设置冷凝罐，冷凝罐内部下端形成废液收集腔，冷凝罐上部设置进气管和出气管，从而当冶炼、化工、环保、制酸等领域中含有高粉细微颗粒、高水分的气体从进气管进入，经冷凝器有效降温，从而使气体中的水蒸气凝结，凝结后的水分和细微颗粒沉降在废液收集腔，经冷凝后的气体从出气管排出，达到高效的除湿、除细微颗粒处理效果，使得气体中水分、细微颗粒含量低，气体温度显著下降；同时由于冷凝罐下端呈锥形设置，这样一来方便收集的液体存放、沉淀、分离，再经由排水管排出冷凝罐外，本申请中的冷凝装置具有较好的制冷效果以及除去水分和细微颗粒的效果。

本发明还通过在冷凝器内设置若干个冷凝罐，通过将若干个冷凝罐串联使用，从而气体经过多次冷凝，能够进一步提高冷凝效果，并还通过将进气管或出气管设置成螺旋形状，增加了气体的冷凝时间以及冷凝面积，提高了冷凝效果，使得气体中的水蒸气尽可能多的凝结，凝结后的水分和细微颗粒沉降在废液收集腔，提高了分离的效果。

本发明通过设置控温单元来监测冷凝器内的温度，根据待冷凝气体的温度来调节冷凝器的冷凝温度，控制恒定温度，此外本发明还有温度报警输出功能，可以将此报警输出信号用作工业中相应的控制的控制源。本发明在冷凝器的两端还设置散热装置，提高了散热效果。

附图说明

图1为本发明优选实施例的结构示意图；

图2为本发明优选实施例的控温检测原理示意图；

附图标记：11、冷凝器；11-1、进气管；11-2、出气管；11-3、排液管；11-4、密封套；11-5、制冷管；11-6、隔热保温层；11-7、废液收集腔；12、控温单元；12-1、测温热电偶；12-2、温控仪；12-3、继电器；13、散热装置；13-1、散热器；13-2、轴流散热风扇。

具体实施方式

下面用具体实施例对本发明做进一步详细说明，但本发明不仅局限于以下具体实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1～2所示，本实施例提高了一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，包括冷凝器11、控温单元12和散热装置13。

所述冷凝器11内部具有冷凝腔，所述冷凝腔内设置有废液收集腔11-7以及分别与废液收集腔11-7连通的进气管11-1、出气管11-2和排液管11-3，具体地，所述冷凝腔内设置有冷凝罐，所述冷凝罐底部形成有废液收集腔11-7，所述进气管11-1和出气管11-2的下端位于冷凝罐内，上端从冷凝器11中伸出；所述排液管11-3上端连接在冷凝罐底部，下端从冷凝器11伸出；所述进气管11-1和出气管11-2设置在废液收集腔11-7顶部并与废液收集腔11-7连通，所述排液管11-3设置在废液收集腔11-7底部且与废液收集腔11-7连通。所述冷凝腔内还设置有制冷管11-5，所述制冷管11-5设置在冷凝罐外部，从而能够对冷凝罐进行冷却。本本实施例中，所述冷凝器11外部设置有隔热保温层11-6，隔热保温层11-6可以采用发泡剂或者泡棉，提高冷凝器的隔热保温效果，所述制冷管11-5为铸铝螺旋紫铜制冷管，提高冷却效果，所述进气管11-1、出气管11-2和排液管11-3的伸出端均设置有密封套11-4。

本实施例中，冷凝罐的数量为三个，三个冷凝罐串联使用，其中两个冷凝罐中的出气管11-2为直管，另一冷凝罐中的出气管11-2为螺旋管，提高了冷凝效果。在其他实施例中，三个冷凝罐单独使用，出气管11-2也可以都为螺旋管或直管或2个直通管道+1个螺旋管道或1个直通管道+2个螺旋管道，冷凝罐罐体的材质为不锈钢316L或304、铜、四氟衬不锈钢304或316L、钛合金、哈氏合金、PVDF、玻璃钢中一种或多种。罐体高度为250-360mm，具体可以根据实际情况而定。

本实施例中，所述废液收集腔11-7的高度为冷凝罐高度的的1/3，在其他实施例中可以为1/4、1/2等。所述废液收集腔11-7底部呈锥形设置，底部锥形的边与水平方形呈30°夹角，在其他实施例中，可以为20°、25°、35°、40°或45°。

本实施例中，所述控温单元12包括测温热电偶12-1、温控仪12-2、继电器12-3、电路板和报警装置，所述测温热电偶12-1设置在冷凝腔内，所述继电器12-3与冷凝器11电连接，所述测温热电偶12-1、温控仪12-2和继电器12-3电连接，所述测温热电偶12-1能够检测冷凝腔内的温度并能够将温度检测数据传输至温控仪12-2，所述温控仪12-2根据接收到的温度检测数据向继电器12-3发出控制信号，所述继电器12-3根据接收的控制信号能够控制冷凝器11启动或停止制冷。所述报警装置与温控仪12-2连接，当所述温控仪12-2接收到的温度检测数据超过了设定的阈值时，所述温控仪12-2向报警装置发出控制信号，所述报警装置根据接收的控制信号发出警报。

本实施例中，所述散热装置13设置在冷凝器11的两端，所述散热装置13包括散热器13-1和轴流散热风扇13-2。

本实施例中，因现场安装条件所限，本发明的冷凝装置背板焊接挂壁耳朵，以实现壁挂安装；冷凝装置壳体面板设有4个或者6个安装孔，适用于机架安装。

本实施例的工作原理为：如图1所示，工业样气由进气管11-1送入冷凝器内进行冷凝，然后从出气管11-2送出，如此三组罐体连续强效冷凝后，样气中水分及粉细微颗粒杂质被去除干净，后进行样气后期的其他处理；凝结后的水分和细微颗粒沉降在废液收集腔，由出水管11-3排出。如图2所示，样气在进入冷凝器冷凝时，位于冷凝器内部的温度检测元件开始对温度检测并反馈给温控仪，温控仪依据监测到的数据和设定的数值发出控制信号，控制继电器动作，实现恒温制冷，本实施例的冷凝温度控制在5℃以下的某个值，控制精度可达士0.5℃。由于冶炼、化工、环保、制酸等领域的高粉细微颗粒、高水分的气体在线检测分析场合对于预处理环节要求的特别严格，尤其对于样气中的水分的处理更为关注，因此通过本实施例中的冷凝装置，能够将冶炼、化工、环保、制酸等领域的高粉细微颗粒、高水分的气体有效降温，从而使气体里的水蒸气凝结，达到高效的除湿、除细微颗粒处理，使得气体中的水分、细微颗粒含量低，气体温度显著下降，使得样气往后段预处理进行提供可能，同时由于罐体下端呈锥形设置，这样一来方便收集的液体存放、沉淀、分离，再排出罐外，本实施例中的冷凝装置安装方便，利用率高，降温、除湿、除细微颗粒效果好。

以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (8)

1.一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，其特征在于，包括冷凝器(11)，所述冷凝器(11)内具有冷凝腔，所述冷凝腔内设置有废液收集腔(11-7)以及分别与废液收集腔(11-7)连通的进气管(11-1)、出气管(11-2)和排液管(11-3)，所述进气管(11-1)和出气管(11-2)设置在废液收集腔(11-7)顶部，所述排液管(11-3)设置在废液收集腔(11-7)底部，所述冷凝腔内还设置有制冷管(11-5)。

2.根据权利要求1所述的一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，其特征在于，还包括控温单元(12)，所述控温单元(12)包括测温热电偶(12-1)、温控仪(12-2)和继电器(12-3)，所述测温热电偶(12-1)设置在冷凝腔内，所述继电器(12-3)与冷凝器(11)电连接，所述测温热电偶(12-1)和继电器(12-3)与温控仪(12-2)电连接，所述测温热电偶(12-1)能够检测冷凝腔内的温度并能够将温度检测数据传输至温控仪(12-2)，所述温控仪(12-2)根据接收到的温度检测数据向继电器(12-3)发出控制信号，所述继电器(12-3)根据接收的控制信号能够控制冷凝器(11)启动或停止制冷。

3.根据权利要求2所述的一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，其特征在于，还包括报警装置，所述报警装置与温控仪(12-2)连接，当所述温控仪(12-2)接收到的温度检测数据超过了设定的阈值时，所述温控仪(12-2)向报警装置发出控制信号，所述报警装置根据接收的控制信号发出警报。

4.根据权利要求1所述的一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，其特征在于，还包括散热装置(13)，所述散热装置(13)设置在冷凝器(11)的两端，所述散热装置(13)包括散热器(13-1)和轴流散热风扇(13-2)。

5.根据权利要求1所述的一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，其特征在于，所述冷凝腔内设置有冷凝罐，所述冷凝罐底部形成所述废液收集腔(11-7)，所述进气管(11-1)和出气管(11-2)的下端位于冷凝罐内，上端从冷凝器(11)中伸出；所述排液管(11-3)上端连接在冷凝罐底部，下端从冷凝器(11)伸出；所述制冷管(11-5)设置在冷凝罐外部。

6.根据权利要求5所述的一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，其特征在于，所述废液收集腔(11-7)的高度为冷凝罐高度的的1/4-1/2。

7.根据权利要求5所述的一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，其特征在于，所述废液收集腔(11-7)底部呈锥形设置，底部锥形的边与水平方形呈20°～45°夹角。

8.根据权利要求5所述的一种用于除去气体中水分和颗粒的冷凝装置，其特征在于，所述冷凝罐的数量为若干个，若干个冷凝罐串联使用，所述冷凝罐的高度为250-360mm。

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