一种化学反应余热蒸汽循环利用烘箱系统的制作方法

本实用新型涉及化工生产中的余热蒸汽利用领域，更具体地说，它涉及一种化学反应余热蒸汽循环利用烘箱系统。

背景技术：

化工生产是指对原料进行化学加工，最终获得有价值产品的生产，化工生产中的化学反应分为吸热反应和放热反应。有些物质如苯氧乙烷与苯酚在催化剂作用下发生的加成反应是放热反应，反应过程中会产生大量的反应热，而产生的反应热会减缓该化学反应的速率。为加快化学反应速度，需要将产生的反应热带走。

如专利公告号为CN201779870U的中国专利提出的反应放热回收热能利用装置，包括反应器，反应器外设有夹套，夹套上设有传热介质进口和传热介质出口，传热介质进口和传热介质出口之间连接有冷却循环系统，冷却循环系统包括循环泵，循环泵的出口连接至传热介质进口。当反应放热时，冷却循环系统工作，给夹套内通入低温导热油，控制其反应温度。其低温导热油在夹套内通过热交换后温度升高，升温后的导热油通过热交换器，并在汽水分离包中产生蒸汽，蒸汽通过供汽电磁阀供汽给用户使用。

但是，在实际应用中，上述专利在进行汽水分离前，需要将产生的余热蒸汽通过热交换器进行热交换，而余热蒸汽在热交换时会损失部分的热量，热量利用率低，浪费能源。

技术实现要素：

针对实际运用中在进行汽水分离前，需要将产生的余热蒸汽通过热交换器进行热交换，而余热蒸汽在热交换时会损失部分的热量，热量利用率低，浪费能源这一问题，本实用新型的目的在于提出一种化学反应余热蒸汽循环利用烘箱系统，具体方案如下：

一种化学反应余热蒸汽循环利用烘箱系统，包括依次循环连接的反应釜、汽水分离器以及冷却水池，所述反应釜外设有夹套，所述夹套上开设有进冷口以及出热口，所述汽水分离器包括汽水进口、蒸汽出口以及冷凝水出口，所述冷却水池包括热进口以及冷出口，所述进冷口、出热口分别与所述冷出口、汽水进口相连通，所述冷凝水出口与所述热进口相连通，所述冷却水池与所述反应釜之间设置有水泵，所述汽水分离器上设置有放空阀；

所述系统还包括烘箱，所述烘箱开设有进汽口以及排水口，所述蒸汽出口与所述进汽口相连通，所述烘箱与所述汽水分离器之间设置有总阀。

通过上述技术方案，水泵工作，将冷却水池中的循环水泵入夹套内，循环水在夹套内流动后升温并流出，带走反应釜的反应热，加快反应釜内的反应速度。升温后循环水进入汽水分离器内部进行汽液分离，分离出余热蒸汽和冷凝水。

分离后的冷凝水到达冷却水池，冷却水池对循环水进行喷淋降温，降温后循环水再次进入夹套内并工作，循环上述过程。循环水可以循环利用，节约能源。

将盛放有待熔化原料的物料桶放入烘箱内，打开总阀。分离后的余热蒸汽通过蒸汽排管通入烘箱内，对盛放在物料桶内的原料直接进行加热，余热蒸汽中的热量被充分利用，从而节约能源。

进一步的，所述烘箱内设置有至少一组多个的蒸汽排管，多个所述蒸汽排管之间相互连通并与所述蒸汽出口相连通，所述蒸汽排管上开设有余热排汽孔，所述余热排汽孔位于所述烘箱底部设置。

通过上述技术方案，汽水分离器将分离后的余热蒸汽通入蒸汽排管内，余热蒸汽从烘箱底部的余热排汽孔排出并通入烘箱内，增加余热蒸汽的余热利用率，进一步节约能源。

进一步的，一组多个的所述蒸汽排管均匀分布于所述烘箱底部布置，每一所述蒸汽排管上的所述余热排汽孔有多个且均匀分布。

通过上述技术方案，均匀分布的蒸汽排管以及开设的多个余热排汽孔使得热蒸汽的通入分布均匀，均匀对烘箱内物体进行加热，提高余热的利用率。

进一步的，所述蒸汽排管有多组，多组所述蒸汽排管与所述汽水分离器之间均设置有分路阀。

通过上述技术方案，通过设置分路阀，可以调整蒸汽排管的蒸汽通入位置、速率等，烘箱的工作方式简单多变。

进一步的，所述烘箱底部设置有盛有溢流水的水沟，所述水沟上开设有出水口，所述排水口位于所述烘箱的底部并伸入溢流水中设置，所述出水口的底部高于所述排水口设置。

通过上述技术方案，此时水沟、溢流水、出水口以及烘箱的排水口形成微压溢流水封，保证了烘箱内部的冷凝水能够进入水沟中并通过出水口溢出，也避免余热蒸汽从排水口泄露，确保烘箱内处于微压状态，保证烘箱安全。

进一步的，所述系统还包括与所述烘箱连通设置的外供热源。

通过上述技术方案，当待熔化原料量较多或者熔点较高、余热蒸汽的热量不足以熔化待熔化原料时，外供热源向烘箱内通入附加热，保证待熔化原料充分熔化。

进一步的，所述外供热源包括附加热蒸汽源，所述烘箱内设置有蒸汽盘管，所述附加热蒸汽源与所述蒸汽盘管相连通，所述蒸汽盘管位于所述烘箱底部并开设有多个附加热排汽孔。

通过上述技术方案，附加热蒸汽源的附加热蒸汽通过蒸汽盘管进入烘箱内部，结构简单，方便操作。高温蒸汽在化工生产中较为常见，易于获取，高效经济。

进一步的，所述附加热蒸汽源与所述蒸汽盘管之间设置有蒸汽减压阀。

通过上述技术方案，高压的附加蒸汽途径蒸汽减压阀进行减压，减压后的附加热蒸汽通过蒸汽盘管进入烘箱，对物料桶及其内原料进行加热，结构简单，操作方便，保护烘箱。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

（1）通过设置夹套、循环水以及水泵，冷的循环水在夹套内流动后升温并流出，带走反应釜的反应热，给反应釜降温，加快反应釜内的反应速度；

（2）通过设置冷却水池，冷却水池对升温后循环水进行喷淋冷却以降温，降温后的循环水再次进入夹套内，带走化学反应的反应热，循环利用循环水，节约能源；

（3）通过设置汽水分离器以及烘箱，汽水分离器分离后得到余热蒸汽，余热蒸汽通过蒸汽排管通入烘箱内，直接对盛放在物料桶内的原料加热，原料升温并熔化，余热蒸汽中的热量被充分利用，从而节约能源。

附图说明

图1为化学反应余热蒸汽循环利用烘箱系统的整体示意图。

附图标记：1、反应釜；2、夹套；21、进冷口；22、出热口；3、汽水分离器；31、汽水进口；32、蒸汽出口；33、冷凝水出口；4、冷却水池；41、热进口；42、冷出口；5、水泵；6、烘箱；61、进汽口；62、排水口；7、蒸汽排管；8、水沟；81、出水口；9、附加热蒸汽源；91、蒸汽盘管；92、蒸汽减压阀；10、放空阀；20、总阀；30、分路阀；40、压力表。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不仅限于此。

在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性或称方位性的概念均是针对正在描述的图所处的位置状态而言的，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。

如图1所示，一种化学反应余热蒸汽循环利用烘箱系统，包括依次循环连接的反应釜1、汽水分离器3以及冷却水池4，反应釜1外设有夹套2。反应原料在反应釜1内工作，发生化学反应并放出反应热。夹套2上开设有进冷口21以及出热口22，冷的循环水从进冷口21进入夹套2内，循环水流通并升温，升温后的循环水从出热口22流出，形成高温的汽水混合物。冷的循环水升温吸热，带走反应釜1的反应热，给反应釜1降温，加快反应釜1内的反应速度。

如图1所示，汽水分离器3包括汽水进口31、蒸汽出口32以及冷凝水出口33，汽水进口31与出热口22相连通，汽水分离器3上设置有放空阀10。汽水混合物进入汽水分离器3内部进行汽液分离，分离出余热蒸汽、冷凝水并从蒸汽出口32、冷凝水出口33流出。

如图1所示，冷却水池4包括热进口41以及冷出口42，热进口41与冷凝水出口33相连通，冷出口42与进冷口21相连通，冷却水池4与反应釜1之间设置有水泵5。分离后的冷凝水到达冷却水池4，冷却水池4对循环水进行喷淋冷却以得到低温的循环水。水泵5工作，将降温后循环水泵5入夹套2内，循环水在夹套2内流动并吸热，重复上述工作。本方案的循环水可以循环利用，简单方便，节能环保。

如图1所示，汽水分离器3还连通设置有烘箱6，烘箱6上开设有进汽口61以及排水口62，排水口62开设在烘箱6底部，进汽口61与蒸汽出口32相连通，烘箱6与汽水分离器3之间设置有总阀20。先打开放空阀10，将盛放有待熔化原料的物料桶放入烘箱6内，关闭烘箱6，并关闭放空阀10。打开总阀20，此时分离后的余热蒸汽靠自有压力进入烘箱6，无需外部动力，节省动力，节约能源。分离后的余热蒸汽通过蒸汽排管7通入烘箱6内，对盛放在物料桶内的原料加热，原料升温并熔化。本方案将余热蒸汽直接通入烘箱6内进行加热，余热蒸汽中的热量被充分利用，从而节约能源。

如图1所示，烘箱6内设置有一组多个的蒸汽排管7，一组多个的蒸汽排管7均匀分布于烘箱6底部并相互连通设置。一组多个的蒸汽排管7与蒸汽出口32相连通，在蒸汽排管7开设有余热排汽孔（为简单示意，图中未标出）。汽水分离器3将分离后的余热蒸汽通入蒸汽排管7内，余热蒸汽从烘箱6底部的余热排汽孔排出并通入烘箱6内，从底部开始对物料桶及其内原料进行加热；同时，热气密度低，会自动向上流动，对物料桶及其内原料进行充分加热，促进原料熔化。

本实施例中，一组中有六根高压蒸汽排管7以及六根低压蒸汽排管7。

如图1所示，每一蒸汽排管7上的余热排汽孔有多个，多个余热排汽孔均匀分布在蒸汽排管7上。本实施例中，每一根蒸汽排管7上的余热排汽孔有20个。开设的多个余热排汽孔使得热蒸汽的通入分布均匀，有利于均匀对物料桶及其内原料进行加热，促进原料熔化，提高余热蒸汽的利用率。多个余热排汽孔还可以避免蒸汽排管7堵塞。

如图1所示，本实施例中，蒸汽排管7有两组，两组蒸汽排管7与汽水分离器3之间均设置有分路阀30，用以调整蒸汽排管7的蒸汽通入位置、速率等。

如图1所示，烘箱6底部设置有水沟8，水沟8上开设有出水口81，水沟8内盛有溢流水，溢流水的水位位于出水口81底部，排水口62伸入溢流水中设置，特别的，排水口62伸入溢流水2cm。此时水沟8、溢流水、出水口81以及烘箱6的排水口62形成微压溢流水封，保证了烘箱6内部的冷凝水能够进入水沟8中并通过出水口81溢出；也避免余热蒸汽从排水口62泄露，确保烘箱6内处于微压状态，保证烘箱6安全。

如图1所示，当待熔化原料量较多或者熔点较高时，余热蒸汽的热量会不足以熔化待熔化原料。系统还设置了外供热源，外供热源与烘箱6连通、向烘箱6内通入附加热，提高烘箱6内热量，保证待熔化原料充分可以充分熔化。

外供热源包括设置在烘箱6底部的附加热蒸汽源9，烘箱6内设置有蒸汽盘管91，附加热蒸汽源9与蒸汽盘管91相连通，蒸汽盘管91上均匀开设有多个附加热排汽孔（为简单示意，图中未标出）。本实施例中，每一根蒸汽盘管91上的附加热排汽孔有20个。附加热蒸汽源9的附加热蒸汽通过蒸汽盘管91进入烘箱6内部，结构简单，方便操作。同时，蒸汽在化工生产中较为常见，易于获取，高效经济。

如图1所示，当附加热蒸汽源9为高压蒸汽源时，高压蒸汽的压力高温度高，温度可达250℃，而有些原料的熔点较低，比如仅为50℃。此时若直接将高压蒸汽通入烘箱6内进行加热容易造成烘箱6内压力过大，需要对高压蒸汽进行减压。因此，在附加热蒸汽源9与蒸汽盘管91之间设置有蒸汽减压阀92。高压的附加蒸汽途径蒸汽减压阀92进行减压，减压后的附加热蒸汽通过蒸汽盘管91进入烘箱6，对物料桶及其内原料进行加热，结构简单，操作方便，保护烘箱6。

在汽水分离器3与烘箱6之间、附加热蒸汽源9与烘箱6之间，每一蒸汽盘管91上均设置有压力表40，随时监测烘箱6以及蒸汽盘管91内的压力值。

本实用新型的工作原理及有益效果在于：

反应原料在反应釜1内工作，发生化学反应并放出反应热。

水泵5工作，将冷却水池4中的循环水泵5入夹套2内，低温的循环水在夹套2内流动后升温并流出，带走反应釜1的反应热，给反应釜1降温，加快反应釜1内的反应速度。反应热随着升温后循环水一起形成高温的汽水混合物。

汽水混合物进入汽水分离器3内部进行汽液分离，分离出余热蒸汽和冷凝水。

分离后的冷凝水到达冷却水池4，冷却水池4对循环水进行喷淋冷却以得到低温的循环水，降温后循环水再次进入夹套2内，带走化学反应的反应热并降温，循环上述过程。本方案的循环水可以循环利用，节能环保。

先打开放空阀10，将盛放有待熔化原料的物料桶放入烘箱6内，关闭烘箱6，并关闭放空阀10、打开总阀20。此时，分离后的余热蒸汽靠自有压力进入烘箱6内，无需外部动力，节省动力，节约能源。

分离后的余热蒸汽通过蒸汽排管7通入烘箱6内，对盛放在物料桶内的原料加热，原料升温并熔化。本方案将余热蒸汽直接通入烘箱6内进行加热，余热蒸汽中的热量被充分利用，从而节约能源。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。