PVC生产中脱盐水加热系统的制作方法

pvc生产中脱盐水加热系统
技术领域
1.本实用新型涉及pvc生产技术领域，尤其涉及一种pvc生产中脱盐水加热系统。


背景技术：

2.目前，国内电石法pvc生产企业，采用的是乙炔法合成氯乙烯，再通过悬浮法聚合生成聚氯乙烯。乙炔法是以乙炔和氯化氢在装满触媒的转化器中进行合成反应，该合成反应为放热反应，生产过程中必须及时将反应热移走，移走转化反应热的热水具有独立的热水循环系统。热水循环系统的运行流程如下：转化反应热的热水从转化器排出至转化热水槽中贮存，通过转化热水泵送入冷却器中，热水经冷却后，再送回至转化器中用于循环转移转化反应热。在上述热水循环系统中，转化反应热的利用较为不合理，转化反应产生的大量反应热通过热水循环系统带走，热水贮存在转化热水槽中，部分以蒸汽的形式直接发散至大气中，蒸汽外排后，导致需要向热水循环系统中大量补水，增加热水的损耗量和补水的使用量；热水则通过多台冷却器进行散热降温，造成转化反应热的余热不曾充分回收和利用，造成了大量的热量损耗。
3.在聚氯乙烯的聚合生产过程中，按照工艺要求，需要向聚合釜中不断加入加热后的脱盐水。脱盐水一般来自工程车间，利用离心泵进行管道输送，初始水温较低，基本与环境温度无明显差异，因此，为满足聚合生产需要，脱盐水的温度需要加热至85℃以上。目前，脱盐水加热一般采用热电锅炉加热，脱盐水常温送入热电锅炉，在热电锅炉使用过程中，需用大量的煤燃烧来提供热量对脱盐水进行加热，能耗较高，生产成本较高。
4.因此，如何提供一种能回收转化反应热的同时，降低能耗和成本的脱盐水加热系统，成为技术人员亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种pvc生产中脱盐水加热系统，用以解决现有pvc生产中转化反应热回收利用不合理，转化热水和反应热的损耗较大，脱盐水加热能耗较高，以及生产成本较高的问题。
6.本实用新型提供一种pvc生产中脱盐水加热系统，包括：依次连通设置的原脱盐水槽、脱盐水泵、换热器和热电锅炉；换热器的加热流体为转化热水，换热器的热流体入口通过热水泵与转化热水槽连通，换热器的热流体出口与转化热水回水槽连通。
7.进一步优选的，热水泵采用多级叶轮设置；热水泵的泵体的顶部设置有储汽机构，储汽机构包括储汽室，储汽室与泵体之间通过排汽管连通，储汽室中远离排汽管的一端设置有出汽管。
8.进一步优选的，换热器包括串联设置的第一换热器和第二换热器；第一换热器的脱盐水入口与脱盐水泵的出口连接，第二换热器的脱盐水出口与热电锅炉的入水口连接。
9.进一步优选的，换热器包括并联设置的第一换热器和第二换热器。
10.进一步优选的，换热器和热电锅炉之间还设置有热脱盐水储槽和热脱盐水泵；换
热器的脱盐水出口与热脱盐水储槽的入口连接，热脱盐水储槽的出口与热脱盐水泵的入口连接，热脱盐水泵的出口与热电锅炉的入水口连接。
11.进一步优选的，脱盐水泵的出口与换热器的脱盐水出口之间设置有短路管，短路管上设置有控制阀。
12.进一步优选的，原脱盐水槽和脱盐水泵之间设置有过滤器。
13.进一步优选的，出汽管上设置有自动排气阀。
14.进一步优选的，出汽管上远离储汽室和自动排气阀的一端设置有冷凝管；冷凝管环设在出汽管的外侧壁上，且冷凝管的两端设置有连接冷却水管道的冷水入口和冷水出口；冷凝管用于给出汽管进行降温冷却。
15.与现有技术相比，本实用新型提供的pvc生产中脱盐水加热系统，回收利用了转化热水中的余热，节省了用于冷却转化热水的循环水使用量，将转化热水沸腾放空蒸汽浪费的热量重新利用，避免了热能和水资源的浪费和损耗。同时，脱盐水进行预热后再加热的方式，保证了脱盐水在进入热电锅炉时的温度能达到70℃左右，能显著节约热电锅炉的加热煤使用量，降低了脱盐水加热的能耗和成本，也达到节能降耗减排的目的。
16.上述脱盐水加热系统中，对热水泵进行了改造，增加了热水泵的打水量，提高了转化热水的循环能力，在耗电较少的情况下实现了增压增量的效果，显著降低了热水泵的电耗，也降低了转化热水利用机构的能耗。
17.上述脱盐水加热系统既能回收生产反应工段的反应余热，又能改善脱盐水的低温进料方式，同时节约了转化热水的冷却量，完成了对余热的回收和能量之间的相互转换，优化了用能平衡，降低了公用工程能耗和运行成本，也显著降低了产品单耗。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1为本实用新型一实施方式提供的pvc生产中脱盐水加热系统的结构示意图；
20.图2为本实用新型一实施方式提供的热水泵与储汽机构的安装示意图；
21.图3为本实用新型另一实施方式提供的pvc生产中脱盐水加热系统的结构示意图；
22.图4为本实用新型另一实施方式提供的储汽机构的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.1-原脱盐水槽、2-脱盐水泵、3-换热器、4-热电锅炉、5-热水泵、6-转化热水槽、7-转化热水回水槽、8-热脱盐水储槽、9-热脱盐水泵、10-短路管、11-过滤器、31-第一换热器、32-第二换热器、51-泵体、101-控制阀、521-储汽室、522-排汽管、523-出汽管、524-自动排气阀、525-冷凝管、5251-冷水入口、5252-冷水出口。
具体实施方式
25.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面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它实施例，也属于本实用新型保护的范围。
26.如图1所示，本实用新型提供一种pvc生产中脱盐水加热系统，包括：依次连通设置的原脱盐水槽1、脱盐水泵2、换热器3和热电锅炉4；换热器3的加热流体为转化热水，换热器3的热流体入口通过热水泵5与转化热水槽6连通，换热器3的热流体出口与转化热水回水槽7连通。
27.脱盐水水站产出的三级脱盐水储存在原脱盐水槽1中，经脱盐水泵2送至换热器3中，利用转化热水带出的转化反应余热来提高脱盐水的温度，完成了对脱盐水的预热，然后再将预热后的脱盐水送入热电锅炉4中升温至工艺温度。预热后的脱盐水进入热电锅炉4后，能节省热电锅炉4的加热煤的使用量，达到节能降耗的目的。转化热水的热量用于加热脱盐水，能使得转化反应热被充分回收利用。换热器3排出的转化热水在换热器3释放热能后，温度降低，送至转化热水回水槽7中储存，之后能再次送往转化器用于移除转化反应热。
28.进一步优选的，热水泵5采用多级叶轮设置。传统的热水泵5的叶轮大多为单层叶轮结构，限制了热水泵5的流量和扬程，进而会限制换热器3的热交换效率和脱盐水的预热效果。因此，将热水泵5设置成多级叶轮结构，能大大增加其有效打水面积，还能在逐级叶轮间增压，从而提高热水泵5的流量和扬程，也提高了转化热水的循环能力。
29.如图2所示，进一步优选的，热水泵5的泵体51的顶部设置有储汽机构，储汽机构包括储汽室521，储汽室521与泵体51之间通过排汽管522连通，储汽室521中远离排汽管522的一端设置有出汽管523。
30.热水泵5将高温热水抽入泵体51时，热水中夹带者大量蒸汽，泵体51内的压力容易升高，会对泵体51造成损伤，也严重地降低了热水泵5的工作效率。因此，在泵体51的顶部设置储汽机构，高温热水中的蒸汽能够通过排汽管522进入储汽室521，并通过储汽室521另一端的出汽管523排出热水泵5工作区域，保证了泵体51内压力稳定，避免高温热水中的蒸汽影响到热水泵5吸水问题，降低了热水泵5故障率，同时有利于延长热水泵5的使用寿命。
31.如图3所示，进一步优选的，换热器3包括串联设置的第一换热器31和第二换热器32；第一换热器31的脱盐水入口与脱盐水泵2的出口连接，第二换热器32的脱盐水出口与热电锅炉4的入水口连接。第一换热器31用于对来自原脱盐水槽1的脱盐水进行预热，第二换热器32用于对经过第一换热器31预热的脱盐水进一步加热。通过将转化热水对脱盐水的加热阶段分成预热和加热两部分，从而使得脱盐水的升温速度更快，缩短了脱盐水升至工艺温度所需的时间。
32.进一步优选的，换热器3包括并联设置的第一换热器31和第二换热器32。以并联的形式设置第一换热器31和第二换热器32，可以根据加工量的变化及时调整转化热水的流量，也能在某一换热器3出现故障时，保证换热器3能只切换不停工，避免了系统停车的情况，也方便对换热器3进行检修和更换零件时，脱盐水能够正常被加热，保证脱盐水加热系统的正常运行。
33.进一步优选的，换热器3和热电锅炉4之间还设置有热脱盐水储槽8和热脱盐水泵9；换热器3的脱盐水出口与热脱盐水储槽8的入口连接，热脱盐水储槽8的出口与热脱盐水泵9的入口连接，热脱盐水泵9的出口与热电锅炉4的入水口连接。
34.热脱盐水储槽8的设置主要是对脱盐水进入热电锅炉4的量进行调控，同时也起到
一定的缓冲作用，换热器3中脱盐水的量可大可小，根据转化热水的热值和流量进行调控，经过热脱盐水储槽8的调控后，预热后的脱盐水以工艺要求的量进入热电锅炉4和后续工艺设备中，能保证后续设备的平稳进行，且不受脱盐水加热系统中脱盐水流量波动的影响。
35.进一步优选的，脱盐水泵2的出口与换热器3的脱盐水出口之间设置有短路管10，短路管10上设置有控制阀101。为了使得在换热器3需要检修或更换时，脱盐水能够正常被热电锅炉4加热，保证后续的设备正常运行，脱盐水泵2的出口与换热器3的脱盐水出口之间设置有短路管10，在换热器3能够正常预热脱盐水的情况下，短路管10上的控制阀101关闭，当需要对换热器3进行检修或更换时，打开短路管10上的控制阀101，关闭换热器3的进料阀，从而短接换热器3，脱盐水通过短路管10流向热电锅炉4，通过热电锅炉4对脱盐水进行加热。
36.进一步优选的，原脱盐水槽1和脱盐水泵2之间设置有过滤器11。为了去除脱盐水中的杂质，原脱盐水槽1和脱盐水泵2之间还设置有过滤器11，过滤器11能用于去除脱盐水中的杂质，提高脱盐水的纯度。
37.如图4所示，进一步优选的，出汽管523上设置有自动排气阀524。在一种具体的实例中，上述出汽管523用于将储汽室521中的蒸汽送往pvc生产中的其他用汽设备。在储汽室521内的压力达到设定值时，自动排气阀524打开，储汽室521中收集的蒸汽通过出汽管523向外释出，维持了储汽室521内压力的稳定，储汽室521中蒸汽的定压释放，能使得热水泵5长时间运转而不影响工作性能，延长了热水泵5的使用寿命。
38.在另一种具体的实例中，出汽管523上远离储汽室521和自动排气阀524的一端设置有冷凝管525；冷凝管525环设在出汽管523的外侧壁上，且冷凝管525的两端设置有连接冷却水管道的冷水入口5251和冷水出口5252；冷凝管525用于给出汽管523进行降温冷却。冷凝管525利用冷却水将蒸汽进行冷凝，产生的冷凝水可以通过管道送至转化热水回水槽7中，最终仍是回用于转化器上的热水循环撤热，能有效减少蒸汽放空造成的损耗，也能减少转化器的补水的添加量。
39.需要说明的是，该脱盐水加热系统中，管道外壁及换热器、储槽等设备的外壁均设置有保温层。具体实施过程中，保温层可采用玻璃棉、复合硅酸盐、聚氨酯、岩棉、橡塑海绵等，保温材质的耐温度数大于100℃。保温层的设置，能够减少输送和储存期间的热量损失，有利于降低系统的加热能耗。
40.一种pvc生产中脱盐水加热系统，具体工作时，储存在原脱盐水槽1中的脱盐水经过过滤器11，去除脱盐水中的杂质后，经脱盐水泵2送至串联或并联设置的第一换热器31和第二换热器32中，利用换热器3中的加热流体转化热水的热量预热后，预热后的脱盐水送至热脱盐水储槽8进行暂储，然后通过热脱盐水泵9以工艺要求的量送入热电锅炉4中进行进一步加热，最终达到工艺要求温度的脱盐水进行后续生产设备中使用。
41.上述脱盐水泵2的出口与换热器3的脱盐水出口之间设置有短路管10，在换热器3能够正常预热脱盐水的情况下，短路管10上的控制阀101关闭，当需要对换热器3进行检修或更换时，打开短路管10上的控制阀101，关闭换热器3的进料阀，从而短接换热器3，脱盐水通过短路管10流向热电锅炉4，通过热电锅炉4对脱盐水进行加热。
42.上述第一换热器31和第二换热器32的热流体入口通过热水泵5与转化热水槽6连通，转化热水在换热器3释放热能后，温度降低，送至转化热水回水槽7中储存，之后能再次
送往转化器用于移除转化反应热。上述热水泵5采用多级叶轮结构，增加其有效打水面积，也提高了转化热水的循环能力。
43.上述热水泵5在运行时，热水进入热水泵5的泵体51后，高温热水中夹带的蒸汽能够通过排汽管522进入储汽室521，并通过储汽室521另一端的出汽管523排出热水泵5工作区域，保证了泵体51内压力稳定。在出汽管523的另一端设置有冷凝管525；冷凝管525环设在出汽管523的外侧壁上，并通过冷水入口5251和冷水出口5252向其中循环输送冷却水给出汽管523进行降温冷却，蒸汽冷凝产生的冷凝水可以通过管道送至转化热水回水槽7中，最终仍是回用于转化器上的热水循环撤热，能有效减少蒸汽放空造成的损耗，也能减少转化器的补水的添加量。
44.需要说明的是，在本实用新型中，部分设备的详细结构并未详述，但属于本领域技术人员已知的现有技术，故在此不再赘述。
45.需要说明的是，系统内部的输送管道上在不同单元或装置、设备间设置有压力传感器、流量计或温度传感器，同时也设置有不同阀门，如泄压阀、调压阀、安全阀等用于调节和稳定整个系统压力的阀门。
46.最后应说明的是，以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解；其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种pvc生产中脱盐水加热系统，其特征在于，包括：依次连通设置的原脱盐水槽、脱盐水泵、换热器和热电锅炉；所述换热器的加热流体为转化热水，所述换热器的热流体入口通过热水泵与转化热水槽连通，所述换热器的热流体出口与转化热水回水槽连通；所述热水泵采用多级叶轮设置；所述热水泵的泵体的顶部设置有储汽机构，所述储汽机构包括储汽室，所述储汽室与所述泵体之间通过排汽管连通，所述储汽室中远离所述排汽管的一端设置有出汽管。2.根据权利要求1所述的pvc生产中脱盐水加热系统，其特征在于，所述换热器包括串联设置的第一换热器和第二换热器；所述第一换热器的脱盐水入口与所述脱盐水泵的出口连接，所述第二换热器的脱盐水出口与所述热电锅炉的入水口连接。3.根据权利要求1所述的pvc生产中脱盐水加热系统，其特征在于，所述换热器包括并联设置的第一换热器和第二换热器。4.根据权利要求1-3任一项所述的pvc生产中脱盐水加热系统，其特征在于，所述换热器和所述热电锅炉之间还设置有热脱盐水储槽和热脱盐水泵；所述换热器的脱盐水出口与所述热脱盐水储槽的入口连接，所述热脱盐水储槽的出口与所述热脱盐水泵的入口连接，所述热脱盐水泵的出口与所述热电锅炉的入水口连接。5.根据权利要求4所述的pvc生产中脱盐水加热系统，其特征在于，所述脱盐水泵的出口与所述换热器的脱盐水出口之间设置有短路管，所述短路管上设置有控制阀。6.根据权利要求4所述的pvc生产中脱盐水加热系统，其特征在于，所述原脱盐水槽和所述脱盐水泵之间设置有过滤器。7.根据权利要求1所述的pvc生产中脱盐水加热系统，其特征在于，所述出汽管上设置有自动排气阀。8.根据权利要求7所述的pvc生产中脱盐水加热系统，其特征在于，所述出汽管上远离所述储汽室和所述自动排气阀的一端设置有冷凝管；所述冷凝管环设在所述出汽管的外侧壁上，且所述冷凝管的两端设置有连接冷却水管道的冷水入口和冷水出口；所述冷凝管用于给所述出汽管进行降温冷却。

技术总结
本实用新型提供一种PVC生产中脱盐水加热系统，属于PVC生产技术领域，包括：依次连通设置的原脱盐水槽、脱盐水泵、换热器和热电锅炉；换热器的加热流体为转化热水，换热器的热流体入口通过热水泵与转化热水槽连通，换热器的热流体出口与转化热水回水槽连通；热水泵采用多级叶轮设置；热水泵的泵体的顶部设置有储汽机构，储汽机构包括储汽室，储汽室与泵体之间通过排汽管连通，储汽室中远离排汽管的一端设置有出汽管。本实用新型的脱盐水加热系统回收利用了转化反应热，使用转化反应热对脱盐水进行预热后，再使用热电锅炉加热，节约了热电锅炉的煤使用量，降低了脱盐水加热的能耗，避免了转化反应的热量损耗，也降低了生产成本。也降低了生产成本。也降低了生产成本。


技术研发人员：苏忠山 杨文利 孙涛 张显峰 杨文 韩兆刚
受保护的技术使用者：内蒙古宜化化工有限公司
技术研发日：2023.04.11
技术公布日：2023/7/14