一种超低温精馏热泵系统的制作方法

1.本实用新型涉及精馏设备领域，具体是一种超低温精馏热泵系统。


背景技术：

2.传统的精馏工艺主要用于两种或者几种的溶剂的分离，这在化工生产中是个很常见的化工单元，但是传统的工艺，塔釜采用生蒸汽作为热源，塔顶采用循环水冷却，这就造成能源的极度浪费，同时由于有些有机溶剂采用常压精馏，常压精馏塔釜的有些溶剂蒸发温度很高，为了形成传热温差就需要更高温度的蒸汽对物料进行加热，这样塔釜再沸器的制造成本增加，同时涉及到压力容器，安全风险也显著增加。


技术实现要素：

3.针对现有的问题，本实用新型提供一种超低温精馏热泵系统，通过设置真空泵机组，使得系统在负压状态下运行，降低废水各物质的沸点和冷凝点，并引入换热介质在冷凝器和再沸器之间换热传递，实现塔顶和塔底的热量互换，从而达到节能的目的，减少了能源的浪费，节省了生产成本，且在负压状态下，实现低温蒸馏，消除了整体运行中的高温高压的安全隐患，可以有效的解决背景技术中提出的问题。
4.为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案：
5.一种超低温精馏热泵系统，包括精馏塔和与精馏塔连接的进料管，精馏塔的釜顶和釜底分别与冷凝器和再沸器顶部连接，再沸器的底部与蒸馏塔的釜底之间通过循环泵连接，冷凝器上连接有用于输入换热介质的引入管，冷凝器和再沸器的顶部之间通过气管道连接，冷凝器和再沸器的底部之间通过加热介质管连接，精馏塔的釜顶和冷凝器的底部分别与轻物质收集罐连接，轻物质收集罐与真空泵机组连接。
6.作为本实用新型再进一步的方案：气管道从冷凝器到再沸器上依次安装有旋涡压缩机和气液分离器。
7.作为本实用新型再进一步的方案：加热介质管靠近再沸器的一端安装有冷却风扇。
8.作为本实用新型再进一步的方案：加热介质管位于冷却风扇靠近冷凝器的一侧安装有膨胀阀。
9.作为本实用新型再进一步的方案：轻物质收集罐与精馏塔的顶部之间通过回流管连接且回流管上安装有出料回流泵，回流管上连接有轻物质出料管。
10.作为本实用新型再进一步的方案：所述回流管位于轻物质出料管与蒸馏塔之间段安装有回流流量控制阀组，轻物质出料管上安装有出料流量控制阀组。
11.作为本实用新型再进一步的方案：所述换热介质为氟利昂。
12.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型通过设置真空泵机组，使得系统在负压状态下运行，降低废水各物质的沸点和冷凝点，并引入换热介质在冷凝器和再沸器之间换热传递，实现塔顶和塔底的热量互换，从而达到节能的目的，减少了能源的浪
费，节省了生产成本，且在负压状态下，实现低温蒸馏，消除了整体运行中的高温高压的安全隐患。
附图说明
13.图1为一种超低温精馏热泵系统的整体结构示意图。
14.图中：1、精馏塔；2、冷凝器；3、再沸器；4、循环泵；5、引入管；6、加热介质管路；7、冷却风扇；8、轻物质收集罐；9、出料回流泵；10、回流管；11、轻物质出料管；12、回流流量控制阀组；13、出料流量控制阀组；14、真空泵机组；15、涡旋压缩机；16、气液分离器；17、膨胀阀；18、进料管；19、气管道。
具体实施方式
15.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
16.实施例1
17.在本实施例中，结合图1说明本实施方式，本实施方式提供了一种超低温精馏热泵系统，包括精馏塔1和与精馏塔1连接的进料管18，精馏塔1的釜顶连接冷凝器2，精馏塔1的釜底连接再沸器3，精馏塔1的釜底与再沸器3通过循环泵4连接，塔釜物料循环蒸发，冷凝器2上连接有用于输入换热介质的引入管5，换热介质为氟利昂，再沸器3与冷凝器2的之间的热量交换通过加热介质管路6连接，加热介质管路6上安装有冷却风扇7和膨胀阀17，当加热介质管路6上的涡旋压缩机15开启，管路内的加热介质氟利昂进入再沸器3的壳体内，在壳体内开始液化，部分液化后进入冷却风扇7内完全液化，之后进入膨胀阀17中雾化，雾化后的氟利昂进入冷凝器2的壳体内气化完成一个内部循环。
18.冷凝器2的底部与轻物质收集罐8连接，轻物质收集罐8通过出料回流泵9与精馏塔1顶部连接，出料回流泵9与精馏塔1之间连接有回流管10，所述回流管10上连接有轻物质出料管11，所述回流管10位于轻物质出料管11与精馏塔1之间段安装有回流流量控制阀组12，轻物质出料管11上安装有出料流量控制阀组13，轻物质收集罐8与真空泵机组14连通，真空泵机组14对整个系统抽真空，降低精馏塔1内的压力，从而降低物料各个组分进入到精馏塔1内的沸点和冷凝点，换热介质在冷凝器2中吸收热量，吸收热量后的换热介质放出热量为塔底提供能量，从而实现塔顶和塔底的低温换热，节省能耗，降低生产成本，消除了整体运行中的高温高压的安全隐患。
19.气管道19位于冷凝器2与再沸器3之间依次安装有涡旋压缩机15和气液分离器16，换热介质经过涡轮压缩机压缩形成高温高压气体，提高换热介质温度，并通过气液分离器16对气体和液体分离，并把气体排入到再沸器3内，实现热量的交换。
20.实施例2
21.以氟利昂r22为换热介质，氟利昂r22作为换热介质先吸收了塔顶的热量然后把热量再传递给塔釜用，这样塔釜无须再补充生蒸汽，塔顶也无须用循环冷却水冷却，这样塔顶和塔釜的公用工程的能耗均节省了。
22.具体实施为：在精馏塔的正常操作中，两种互溶的有机溶剂分离，根据两者的沸点不同进入精馏塔内进行分离，在塔内不断的纯化，塔顶得到较纯的低沸点的物质，塔底得到较纯的高沸点的物质，在冷凝器内引入氟利昂r22，通过真空泵的调节，使得塔底的高沸点的物质沸点温度达到45℃，塔顶的低沸点的物质冷凝温度达到36℃左右，氟利昂r22在塔顶的气化温度设置在40℃，气化吸收热量正好将塔顶的热量吸收，同时也有传热温差，氟利昂r22吸收热量后，气化，气化温度为40℃，通过涡旋压缩机将低温低压的气体压缩为高温高压的气体，从40℃压缩到65℃，然后再塔低的再沸器内放出热量，给塔釜提供能量。
23.以100公斤的甲醇水，将传统工艺与改造后的工艺运行费用进行对比，得到表1：
24.表1
[0025][0026]
根据实验测试，采用本实用新型的超低温精馏热泵系统，整体能耗降低80％以上。
[0027]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序，而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
[0028]
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种超低温精馏热泵系统，包括精馏塔和与精馏塔连接的进料管，其特征在于，精馏塔的釜顶和釜底分别与冷凝器和再沸器顶部连接，再沸器的底部与蒸馏塔的釜底之间通过循环泵连接，冷凝器上连接有用于输入换热介质的引入管，冷凝器和再沸器的顶部之间通过气管道连接，冷凝器和再沸器的底部之间通过加热介质管连接，精馏塔的釜顶和冷凝器的底部分别与轻物质收集罐连接，轻物质收集罐与真空泵机组连接。2.根据权利要求1所述的一种超低温精馏热泵系统，其特征在于，所述气管道从冷凝器到再沸器上依次安装有旋涡压缩机和气液分离器。3.根据权利要求1所述的一种超低温精馏热泵系统，其特征在于，所述加热介质管靠近再沸器的一端安装有冷却风扇。4.根据权利要求3所述的一种超低温精馏热泵系统，其特征在于，所述加热介质管位于冷却风扇靠近冷凝器的一侧安装有膨胀阀。5.根据权利要求1所述的一种超低温精馏热泵系统，其特征在于，所述轻物质收集罐与精馏塔的顶部之间通过回流管连接且回流管上安装有出料回流泵，回流管上连接有轻物质出料管。6.根据权利要求5所述的一种超低温精馏热泵系统，其特征在于，所述回流管位于轻物质出料管与蒸馏塔之间段安装有回流流量控制阀组，轻物质出料管上安装有出料流量控制阀组。7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种超低温精馏热泵系统，其特征在于，所述换热介质为氟利昂。

技术总结
本实用新型涉及精馏设备领域，具体公开了一种超低温精馏热泵系统，包括精馏塔和进料管，精馏塔的釜顶和釜底分别与冷凝器和再沸器顶部连接，再沸器的底部与蒸馏塔的釜底之间通过循环泵连接，冷凝器上连接有用于输入换热介质的引入管，冷凝器和再沸器之间循环连接，精馏塔的釜顶和冷凝器的底部分别与轻物质收集罐连接，轻物质收集罐与真空泵机组连接，本实用新型通过设置真空泵机组，使得系统在负压状态下运行，降低废水各物质的沸点和冷凝点，引入换热介质在冷凝器和再沸器之间换热传递，实现塔顶和塔底的热量互换，达到节能的目的，减少了能源的浪费，节省了生产成本，且实现低温蒸馏，消除了整体运行中的高温高压的安全隐患。患。患。


技术研发人员：王乔龙 展铝 王冬烨 夏兴洪
受保护的技术使用者：江苏嘉尚环保科技有限公司
技术研发日：2022.11.10
技术公布日：2023/8/17