[發明專利]一種集束電加熱式低溫再沸器

有效

• 申請號: 201711237279.5
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107998682B
• 公開（公告）日: 2020-04-28
• 發明（設計）人: 李虎林;田葉盛;姜永悅;周建躍;吉永喆;龍磊;蔡揚
• 申請（專利權）人: 上?；ぱ芯吭河邢薰?/a>
• 主分類號: B01D3/32
• 分類號: B01D3/32;B01D3/14
• 代理公司: 上?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

本發明涉及一種集束電加熱式低溫再沸器，包括塔釜儲液容器、電加熱器元件及相應控制系統，所述的塔釜儲液容器由n個尺寸相同的圓柱體并聯組成，n≥1；所述的電加熱器元件包覆于圓柱體外壁，對圓柱體內的低溫液體進行加熱汽化；所述的控制系統用于精確控制電加熱器的加熱負荷。與現有技術相比，本發明通過塔釜外壁面加熱實現內部液體汽化，使得對于易燃易爆或腐蝕性介質的加熱操作更加安全可靠，且可實現塔釜低持液、甚至接近于干釜操作；另一方面，本發明通過控制軸向空間上不同區域的加熱量，實現軸向空間特定的溫度場分布，從而滿足更加精準的加熱控制需求，克服了傳統均勻加熱無法分區域調節加熱量的缺陷。

技術領域

本發明涉及一種低溫液體加熱設備，尤其涉及一種低溫精餾塔的再沸器裝置，在同位素分離、香精香料、同分異構體等行業均可得到廣泛運用。

背景技術

精餾是工業上應用最廣泛的混合物分離操作方法，廣泛應用于石油、化工、輕工、食品、冶金等多種領域。精餾操作時，精餾塔內不斷的進行著氣液兩相的相互作用，從而使得重組分濃縮于塔釜，輕組分富集于塔頂；其中，塔內氣相流體一般由塔釜液經加熱汽化而形成，因而再沸器裝置是精餾塔實現正常生產運行的關鍵部件之一。在諸多精餾操作類別中，1902年由林德教授發明的低溫精餾，又稱深冷分離法，廣泛應用于氣體混合物的分離與提純，如空分、同位素氣體分離等。

在現有傳統的電加熱式精餾塔再沸器裝置中，運用最多是浸入式電加熱器，即電加熱器元件浸沒在被加熱介質中。該種再沸器加熱方式具有能效高、易于控制等優點，其所散發的熱量幾乎全部被塔釜液所吸收，因而廣泛應用于石油、化工等領域。然而在實際操作過程中，該加熱方式要求塔釜液需要保持一定的液位高度，保證液體浸沒加熱管，若液位過低，致使電加熱器元件裸露在液體之外，造成加熱管空燒，從而導致裸露的電加熱元件表面溫度過高而損壞，甚至引發安全事故。因此，若要保證電加熱器元件的操作安全，則會使得釜內液體殘留持液量較多，無法形成徹底蒸發。在一些特殊精餾操作中，如低溫精餾、間歇精餾等，如果產品屬于高沸點組分，從塔釜中抽提，傳統的浸沒式塔釜再沸器由于釜液殘留較多，造成釜液更新較慢，尤其對于平衡時間長達半年以上的同位素分離而言，將直接影響操作平衡時間及產品收率，甚至可能導致產品不合格。再者，尤其低溫液體受熱極易汽化，傳統浸沒式加熱管的熱量幾乎被塔釜液體全部吸收，使得塔釜儲液容器的軸向空間上形成均勻分布的溫度場，較難形成精準的分區域加熱控制，因而也對穩定操作要求高的同位素分離裝置提出了極大的挑戰。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種集束電加熱式低溫再沸器裝置，解決了傳統再沸器裝置釜液殘留多，溫度場分布不能精確調控的缺點。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種集束電加熱式低溫再沸器，包括塔釜儲液容器、電加熱器元件及相應控制系統，其特征在于，所述的塔釜儲液容器由n個尺寸相同的圓柱體并聯組成，n≥1；所述的電加熱器元件包覆于圓柱體外壁，對圓柱體內的低溫液體進行加熱汽化；所述的控制系統用于精確控制電加熱器的加熱負荷。

每個圓柱體外壁包覆不少于2個相同規格的電加熱器元件。

所述的控制系統連接并控制圓柱體外壁上包覆的所有電加熱器元件，所述的控制系統通過PLC或DCS進行調節控制，控制精度達到±0.1W。

多個并聯的圓柱體中有一個與低溫精餾塔垂直相連接，其余均布在低溫精餾塔四周。

多個并聯的圓柱體分別通過管道與精餾塔塔體相連接，相交處均采用圓弧彎管連接，且上部連接管道與水平方向的夾角r為10～30°。