一种腐蚀性液体降温冷却系统

本发明涉及一种腐蚀性液体降温冷却系统，属于化工及能源技术领域。

背景技术：

现代化工过程中要用到大量强腐蚀性液体（如氢氟酸）作为工业原料，同时需要对腐蚀性液体进行降温，但由于其腐蚀性只能用一些防腐材料（如塑料、聚四氟乙烯等），而这些材料的导热系数往往很小，这给冷却降温装置的设计带来很大的困难。例如在荧光粉生产过程中要用到大量0-5℃低温氢氟酸，但是氢氟酸对现有常规换热设备材料（尤其是金属材料）具有强烈腐蚀性，尤其是当氢氟酸与碳钢、不锈钢及多种合金钢材发生反应时，会快速释放大量氢气产生爆炸。目前，耐氢氟酸性能较可靠的材料主要是pvc材料及聚四氟乙烯材料，但这两种材料的导热系数都很小，只有0.17w/m和0.256w/m，这将导致换热设备体积庞大。

国际上对罐内冷却过程进行过一些研究，主要有管内盘管的循环水冷却法、冷却罐气相喷水冷却法、冷却罐液相蒸汽搅拌冷却法和原料对流换热冷却法等不同的冷却方法，但是这些方法要么存在腐蚀性液体对换热设备有腐蚀，要么换热较差，导致换热设备庞大。所以研发一种新型且高效的腐蚀性液体的降温冷却系统很有必要。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题及不足，本发明提供一种腐蚀性液体降温冷却系统。本降温冷却系统，具有结构简单，运行可靠，安全高效的特点：1、本系统主要有低温制冷系统、高压冷空气制备系统和腐蚀性气体收集净化系统组成，低温制冷系统中蒸发器改造后即为冷风机。2、本系统中冷空气通过空气分布器直接与腐蚀性液体接触，降温冷却效率相对于间接换热冷却效率可以大幅度提高。3、冷空气带出的腐蚀性挥发气体通过防腐排风罩的收集直接排入吸收塔中吸收、净化，不会排入大气造成污染或者对化工生产过程操作人员造成伤害。本发明通过以下技术方案实现。

一种腐蚀性液体降温冷却系统，包括低温制冷系统、高压冷空气制备系统、腐蚀性气体收集净化系统、腐蚀液体储罐10和若干管道；所述低温制冷系统包括压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3和冷风机4，所述高压冷空气制备系统包括鼓风机5、加压风机6、单向阀7、冷空气输送管8和冷空气分布器9，所述腐蚀性气体收集净化系统包括防腐排风罩11、吸收塔12和排风机13，压缩机1制冷剂出口与冷凝器2进口连接，冷凝器2出口液态制冷剂经膨胀阀3膨胀后连接至冷风机4制冷剂进口，冷风机4出口与压缩机1进口连接，鼓风机5入口与大气连接，鼓风机5出口与冷风机4空气进口连接，冷风机4冷空气出口接至加压风机6入口，加压风机6出口通过冷空气输送管8与腐蚀液体储存罐10内部底部的冷空气分布器9连接，冷空气输送管8上安装单向阀7防止腐蚀性液体流出，腐蚀性液体储罐10顶部安装防腐排风罩11收集腐蚀性液体储罐10表面喷出的带有腐蚀性的空气，防腐排风罩11直接通入吸收塔12，空气经吸收塔净化达标后由排风机13抽走。

所述冷风机4为低温制冷系统的蒸发器，它通过蛇形换热管吸收鼓风机鼓入空气的热量来生成冷风。

所述冷空气分布器9材质与腐蚀液体储罐10材质相同，冷空气分布器9为密封底盘表面设有若干空心的圆柱体结构的空气小管，空气小管与腐蚀液体储罐10底面垂直。

所述吸收塔12通过喷淋方式吸收腐蚀性气体。

本发明的工作原理为：

外界空气通过鼓风机5吸入后送入低温制冷系统的冷风机4，经降温后的冷空气再被加压风机6增压，冷空气经管道通入浸没在腐蚀性液体储罐10底部的冷空气分布器9，冷空气分布器9喷入需降温的腐蚀性液体底部，冷空气在液体内与之直接接触换热，将腐蚀性液体冷却降温到所需温度，吸热升温后的空气从液面流出，被腐蚀液体储罐10上方防腐排风罩11收集，集中到吸收塔12中处理达标后排放。

本发明的有益效果是：

（1）利用低温空气作为冷却介质，系统简单，空气与腐蚀性液体不发生化学反应，安全可靠。

（2）冷空气直接与腐蚀性液体接触，换热效率相较于间接接触可以提高很多，而且冷空气从空气分布器喷出后会提高空气与腐蚀性液体间的对流换热系数，降温冷却效果会更明显。

（3）升温后的带有腐蚀性气体的空气经吸收塔净化处理后排放，对环境无污染。

附图说明

图1是本发明系统结构示意图。

图中：1-压缩机，2-冷凝器，3-膨胀阀，4-冷风机，5-鼓风机，6-罗茨加压风机，7-单向阀，8-冷空气输送管，9-冷空气分布器，10-腐蚀液体储存罐，11-防腐排风罩，12-吸收塔，13-排风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步说明。

实施例1

如图1所示，该腐蚀性液体降温冷却系统，包括低温制冷系统、高压冷空气制备系统、腐蚀性气体收集净化系统、腐蚀液体储罐10和若干管道；所述低温制冷系统包括压缩机1、冷凝器2、膨胀阀3和冷风机4，所述高压冷空气制备系统包括鼓风机5、加压风机6、单向阀7、冷空气输送管8和冷空气分布器9，所述腐蚀性气体收集净化系统包括防腐排风罩11、吸收塔12和排风机13，压缩机1制冷剂出口与冷凝器2进口连接，冷凝器2出口液态制冷剂经膨胀阀3膨胀后连接至冷风机4制冷剂进口，冷风机4出口与压缩机1进口连接，鼓风机5入口与大气连接，鼓风机5出口与冷风机4空气进口连接，冷风机4冷空气出口接至加压风机6入口，加压风机6出口通过冷空气输送管8与腐蚀液体储存罐10内部底部的冷空气分布器9连接，冷空气输送管8上安装单向阀7防止腐蚀性液体流出，腐蚀性液体储罐10顶部安装防腐排风罩11收集腐蚀性液体储罐10表面喷出的带有腐蚀性的空气，防腐排风罩11直接通入吸收塔12，空气经吸收塔净化达标后由排风机13抽走。

其中冷风机4为低温制冷系统的蒸发器，它通过蛇形换热管吸收鼓风机鼓入空气的热量来生成冷风；冷空气分布器9材质与腐蚀液体储罐10材质相同，使用聚四氟乙烯制成，冷空气分布器9为密封底盘表面设有若干空心的圆柱体结构的空气小管，空气小管与腐蚀液体储罐10底面垂直；吸收塔12通过喷淋方式吸收腐蚀性气体。

从冷风机4吸热后的液态制冷剂进入压缩机1加压，高温高压的液态制冷剂经过冷凝器2降温，冷凝器2采用水冷方式对制冷剂进行冷却，降温后的制冷剂流经膨胀阀3降压，最后流入冷风机4完成制冷剂的一个循环。外界空气通过鼓风机5吸入后通过管道来到低温制冷装置的冷风机4将热量传递给液态制冷剂，从冷风机4出来的的冷空气进入罗茨加压风机6增压，从罗茨加压风机6出口流出的低温高压的空气经冷空气输送管8通入氢氟酸腐蚀液体储罐10内的空气分布器9，在冷空气输送管8上安装一个单向阀7，防止氢氟酸通过冷空气输送管8流入到罗茨加压风机6和其它冷风输送管道内，冷空气从空气分布器9喷出直接与罐内的氢氟酸接触，带走氢氟酸的热量，冷空气吸热后温度升高且含有一定量氢氟酸挥发成分，使用防腐排风罩11收集，经管道输送至吸收塔中吸收、净化，最后再通过排风机13排入大气，此为冷空气的循环。最终达到氢氟酸降温冷却的效果。

以上结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。