浓溶剂热量回收系统的制作方法

文档序号:20962709发布日期:2020-06-02 20:53阅读:363来源:国知局
技术简介:
本专利针对传统浓溶剂余热未回收导致能源浪费的问题,通过换热器实现浓溶剂与稀溶剂的热交换,回收多余热量并降低稀溶剂能耗。系统集成温度控制阀(TIC)和浓度控制阀(DIC)等装置,优化热能利用效率。
关键词:浓溶剂热回收,热交换系统,余热利用

本实用新型涉及浓溶剂热量回收系统设备技术领域,特别涉及一种浓溶剂热量回收系统。



背景技术:

溶剂回收是lyocell纤维(即溶解性纤维)生产的重要工序,满足溶剂回收利用的需求。回收过程中,要对过滤后低浓度的溶剂多次蒸发,获得高浓度溶剂。

以申请号为201610143820.5的发明名称“一种纤维素溶剂nmmo水溶液的蒸发浓缩工艺及装置”为例,其工艺流程特征是"串联预热、一效进料、顺流蒸发、浓效联热"。包括一效蒸发器、二效蒸发器、三效蒸发器、四效蒸发器、五效蒸发器和只为一效蒸发器进料而串联预热的一级预热器、二级预热器、三级预热器、四级预热器、五级预热器。末效蒸发器排出浓溶剂。

然而,由末效蒸发器出来的浓溶剂温度较高,浓溶剂的温度远高于下游车间所需的浓溶剂温度而不能直接使用。因此,浓溶剂中多余的热量无法利用,造成热量浪费,导致能源损失。

因此,如何回收利用浓溶剂中的多余热量,是本技术领域人员亟待解决的问题。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型提供了一种浓溶剂热量回收系统,以回收利用浓溶剂中的多余热量。

为实现上述目的,本实用新型提供如下技术方案:

一种浓溶剂热量回收系统,包括:

换热器,所述换热器中包括相互换热的第一换热流道及第二换热流道;

浓溶剂进管,所述浓溶剂进管的一端用于与蒸发浓缩装置的末效蒸发器的浓溶剂出口连通,所述浓溶剂进管的另一端与所述第一换热流道的进口连通;

浓溶剂出管,所述浓溶剂出管与所述第一换热流道的出口连通;

稀溶剂进管及稀溶剂出管,所述第二换热流道的两端分别通过所述稀溶剂进管及所述稀溶剂出管连接于稀溶剂供给管道上。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,还包括设置于所述稀溶剂进管或所述稀溶剂出管上的tic阀;

根据所述浓溶剂出管中的浓溶剂温度控制所述tic阀的开度,所述浓溶剂出管中的浓溶剂温度与所述tic阀的开度成正比。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,所述tic阀设置于所述稀溶剂进管上。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,稀溶剂管段上设置有用于调节开度的开关控制阀;

所述稀溶剂管段为所述稀溶剂供给管道位于所述稀溶剂进管的进口与所述稀溶剂出管出口之间的管段。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,还包括用于冲洗所述第一换热流道的冲洗管道结构;

所述冲洗管道结构包括冲洗水进管及冲洗管出管,所述冲洗水进管及所述冲洗管出管中的一个与所述第一换热流道的进口连通,所述冲洗水进管及所述冲洗管出管中的另一个与所述第一换热流道的出口连通;

所述第一换热流道与所述浓溶剂进管的连接处设置有浓溶液进口开关阀,所述第一换热流道与所述浓溶剂出管的连接处设置有浓溶液出口开关阀;

所述第一换热流道与所述冲洗水进管的连接处设置有冲洗进口开关阀,所述第一换热流道与所述冲洗管出管的连接处设置有冲洗出口开关阀。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,还包括连通所述浓溶剂进管与所述浓溶剂出管的连通管道;

所述连通管道上设置有控制其通断的连通开关阀。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,还包括用于排空所述换热器内流体的排空管道;

所述排空管道上设置有用于控制其通断的排空阀。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,还包括与所述浓溶剂出管连通的浓溶剂回流管,所述浓溶剂回流管用于将浓溶剂回流至所述末效蒸发器;

所述浓溶剂出管上设置有dic阀;

根据所述浓溶剂回流管中的浓溶剂浓度控制所述dic阀的开闭;

当所述浓溶剂浓度低于预设浓度时,所述dic阀关闭,当所述浓溶剂浓度高于预设浓度时,所述dic阀开启。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,所述浓溶剂回流管上设置有控制其通断的开关控制阀。

可选地,上述浓溶剂热量回收系统中,所述稀溶剂进管与所述稀溶剂出管上均设置有控制其通断的开关控制阀。

本实用新型提供的浓溶剂热量回收系统,结合浓溶剂进管及浓溶剂出管使得由末效蒸发器的浓溶剂出口流出的浓溶剂经过换热器的第一换热流道,结合稀溶剂进管及稀溶剂出管使得稀溶剂供给管道内的稀溶剂经过换热器的第二换热流道,通过第一换热流道及第二换热流道的相互换热,实现了对浓溶剂的散热降温及稀溶剂的吸热升温操作,以便于对浓溶剂中多余的热量进行回收利用,避免热量浪费;并且,使得稀溶剂升温,减少稀溶剂在蒸发浓缩装置中浓缩的过程中所需的热量,减少能源损失。

附图说明

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简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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。

图1为本实用新型实施例中的浓溶剂热量回收系统的结构示意图。

具体实施方式

本实用新型公开了一种浓溶剂热量回收系统,以回收利用浓溶剂中的多余热量。

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。

请参考图1所示,本实用新型实施例提供了一种浓溶剂热量回收系统,包括换热器2、浓溶剂进管1、浓溶剂出管3、稀溶剂进管6及稀溶剂出管7。换热器2中包括相互换热的第一换热流道及第二换热流道;浓溶剂进管1的一端用于与蒸发浓缩装置的末效蒸发器的浓溶剂出口连通,浓溶剂进管1的另一端与第一换热流道的进口连通;浓溶剂出管3与第一换热流道的出口连通;第二换热流道的两端分别通过稀溶剂进管6及稀溶剂出管7连接于稀溶剂供给管道上。

本实用新型实施例提供的浓溶剂热量回收系统,结合浓溶剂进管1及浓溶剂出管3使得由末效蒸发器的浓溶剂出口流出的浓溶剂经过换热器2的第一换热流道,结合稀溶剂进管6及稀溶剂出管7使得稀溶剂供给管道内的稀溶剂经过换热器2的第二换热流道,通过第一换热流道及第二换热流道的相互换热,实现了对浓溶剂的散热降温及稀溶剂的吸热升温操作,以便于对浓溶剂中多余的热量进行回收利用,避免热量浪费;并且,使得稀溶剂升温,减少稀溶剂在蒸发浓缩装置中浓缩的过程中所需的热量,减少能源损失。

可以了解的是,第二换热流道通过稀溶剂进管6及稀溶剂出管7连接于稀溶剂供给管道上,因此,稀溶剂进管6连接于靠近稀溶剂供给管道的进口处的位置,稀溶剂出管7连接于靠近稀溶剂供给管道的出口处的位置,使得第二换热流道能够分流稀溶剂供给管道传输的稀溶剂。

其中,稀溶剂管道优选为蒸发浓缩装置的进液管道,即没有经过蒸发浓缩装置浓缩的稀溶剂。也可以将稀溶剂管道设置为蒸发浓缩装置的非末效蒸发器的溶剂出口管,即,还没有经过末效蒸发器的溶剂,其相对于末效蒸发器的浓溶剂出口流出的浓溶剂相比,该溶剂的浓度较低。

为了避免对浓溶剂过渡冷却,本实施例中的浓溶剂热量回收系统,还包括设置于稀溶剂进管6或稀溶剂出管7上的tic阀a;根据浓溶剂出管3中的浓溶剂温度控制tic阀a的开度。

本实施例中,浓溶剂出管3中的浓溶剂温度与tic阀a的开度成正比。即,浓溶剂出管3中的浓溶剂温度越高,tic阀a的开度越大,以便于提高稀溶剂经过第二换热流道的流量,提高换热效果;浓溶剂出管3中的浓溶剂温度越低,tic阀a的开度越小,以便于减少稀溶剂经过第二换热流道的流量,降低换热效果。其中,当浓溶剂温度低于预设温度时,tic阀a关闭,当浓溶剂温度高于预设温度时,tic阀a开启。其中,预设温度可以为下游车间所需的浓溶剂温度,也可以使预设温度高于或低于下游车间所需的浓溶剂温度,具体情况依据加工需求而定,在此不做具体限制。

进一步地,tic阀a设置于稀溶剂进管6上。

为了进一步提高控制精度,稀溶剂管段12上设置有用于调节开度的开关控制阀c;稀溶剂管段12为稀溶剂供给管道位于稀溶剂进管6的进口与稀溶剂出管7出口之间的管段。即,开关控制阀c与tic阀a共同控制流入第二换热流道的流量。当浓溶剂出管3中的浓溶剂温度很高时,可以关闭开关控制阀c,使tic阀a处于完全开启状态,以便于将稀溶剂供给管道提供的稀溶剂全部输送至第二换热流道中。

在第一换热流道内冷却的浓溶剂容易冷却结晶,为了去除在换热器2中冷却结晶的溶剂结晶,浓溶剂热量回收系统还包括用于冲洗第一换热流道的冲洗管道结构;冲洗管道结构包括冲洗水进管4及冲洗管出管5,冲洗水进管4及冲洗管出管5中的一个与第一换热流道的进口连通,冲洗水进管4及冲洗管出管5中的另一个与第一换热流道的出口连通。将外部水源通过冲洗水进管4进入第一换热流道,并由冲洗管出管5流出,冲洗过程中,水流会将附着在第一换热流道内的结晶清楚。在冲洗过程中,冲洗水流可以与浓溶剂在第一换热流道的流动方向相同,即,冲洗水进管4与第一换热流道的进口连通,冲洗管出管5与第一换热流道的出口连通;也可以使冲洗水流可以与浓溶剂在第一换热流道的流动方向相反,即,冲洗管出管5与第一换热流道的进口连通,冲洗水进管4与第一换热流道的出口连通。

可以理解的是,为了避免在浓溶剂热量回收过程中浓溶剂流入冲洗水进管4及冲洗管出管5,冲洗水进管4及冲洗管出管5上均设置有开关阀。也可以使冲洗水进管4的进口及冲洗管出管5出口均与外部设备连接,通过外部设备的关闭,实现洗水进管4及冲洗管出管5的关闭。第一换热流道与浓溶剂进管1的连接处设置有浓溶液进口开关阀,第一换热流道与浓溶剂出管3的连接处设置有浓溶液出口开关阀;第一换热流道与冲洗水进管4的连接处设置有冲洗进口开关阀,第一换热流道与冲洗管出管5的连接处设置有冲洗出口开关阀。其中,在冲洗过程中,浓溶液进口开关阀及浓溶液出口开关阀关闭,冲洗进口开关阀及冲洗出口开关阀开启,使得冲洗水沿着冲洗水进管4进入第一换热流道,并由冲洗管出管5流出。非冲洗过程中,浓溶液进口开关阀及浓溶液出口开关阀开启,冲洗进口开关阀及冲洗出口开关阀关闭,使得浓溶液沿着浓溶剂进管1进入第一换热流道,并由浓溶剂出管3流出。

本实施例中,冲洗水优选为热水,以便于提高去除结晶的效率。

浓溶剂热量回收系统还包括连通浓溶剂进管1与浓溶剂出管3的连通管道10;连通管道10上设置有控制其通断的连通开关阀。通过连通管道10,可以使得浓溶剂不经过换热器2而直接输出,在冲洗过程中维持蒸发浓缩装置的正常运行。即,冲洗进口开关阀及冲洗出口开关阀开启时,连通开关阀开启;冲洗进口开关阀及冲洗出口开关阀关闭时,连通开关阀关闭。优选地,浓溶液进口开关阀及浓溶液出口开关阀同步开启及关闭,连通开关阀、冲洗进口开关阀及冲洗出口开关阀同步开启及关闭。

本实施例提供的浓溶剂热量回收系统,还包括用于排空换热器2内流体的排空管道8;排空管道8上设置有用于控制其通断的排空阀。在排空管道8与换热器2的第一换热流道连通时,通过开启排空阀,使得排空管道8与第一换热流道连通,以便于将第一换热流道内的液体(浓溶剂或冲洗水)排空,方便浓溶剂热量回收系统进行检修。同样地,在排空管道8与换热器2的第二换热流道连通时,通过开启排空阀,使得排空管道8与第二换热流道连通,以便于将第二换热流道内的液体排空。也可以起到泄压作用,以便于冲洗及正常使用状态之间的切换操作。并且,可以在冲洗之前,将第一换热流道中的浓溶剂排空,提高冲洗效果;也可以在冲洗完成需要切换至浓溶剂热量回收状态时,将第一换热流道中的冲洗水排空,以避免第一换热流道中的冲洗水稀释浓溶剂。

更进一步地,浓溶剂热量回收系统还包括与浓溶剂出管3连通的浓溶剂回流管9,浓溶剂回流管9用于将浓溶剂回流至末效蒸发器;浓溶剂出管3上设置有dic阀b;根据浓溶剂回流管9中的浓溶剂浓度控制dic阀b的开闭。当浓溶剂浓度低于预设浓度时,dic阀b关闭;从而避免浓度不达标的浓溶剂流至下游车间。当浓溶剂浓度高于或等于预设浓度时,dic阀b开启。即,使得浓度达标的浓溶剂流至下游车间。其中,dic阀b检测浓溶剂回流管9中的浓溶剂浓度,如果浓度不达标,浓溶剂需要回流到蒸发浓缩装置中,重新蒸发浓缩至达标浓度。其中,预设浓度可以为达标浓度,也可以高于达标浓度。

本实施例中,浓溶剂回流管9上设置有控制其通断的开关控制阀。通过将开关控制阀关闭,使得经过换热器2冷却的浓溶剂全部由浓溶剂出管3流出。间隔预定时间后,开启开关控制阀,使得经过换热器2冷却的浓溶剂部分分流至浓溶剂回流管9内,通过dic阀b检测浓溶剂回流管9中的浓溶剂浓度,再调节浓溶剂出管3的流量。

也可以不设置开关控制阀,即,浓溶剂回流管9与浓溶剂出管3对流出换热器2的浓溶剂进行分流。

出于方便检修的考虑,稀溶剂进管6与稀溶剂出管7上均设置有控制其通断的开关控制阀。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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