[发明专利]一种热管式热能回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及热能回收领域，尤其涉及一种热管式热能回收装置。

背景技术

目前，制糖企业普遍采用比较节能的五效压力-真空蒸发热力方案浓缩糖汁，末效真空汁汽通过水喷射冷凝器抽吸，直接用水混合冷凝，形成-0.075～0.078MPa真空，满足生产工艺要求，喷射冷凝水冷却后循环回用，减少外排。但是需要大量的冷却水，产生的真空压力不稳定。

为回收利用低温低压蒸汽热能，多家制糖企业和科研工作者曾经多次尝试使用列管式换热器、板式换热器加热甘蔗汁回收热能。但由于列管式换热器、板式换热器传热速率较低，换热效果较差，没有达到预期效果，并且甘蔗汁中细小蔗渣容易堵塞换热管，更容易堵塞换热板，难于清理，至今无法投入生产应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种热管式热能回收装置，利用汁汽中的热量给其他工序的甘蔗汁加热，同时产生真空，便于末效蒸发罐中的甘蔗汁沸腾，节约了大量冷却水，也避免了重力热管堵塞的问题。

本发明的技术方案是一种热管式热能回收装置，包括冷凝箱，该冷凝箱中竖直套设有一组热管组件，每个热管组件包括U型的外框、横向设置于所述外框内壁的隔板以及竖直穿过所述隔板的重力热管，所述隔板下部空间为汽室，隔板上部空间为冷凝室，所述汽室侧壁开有下入口、下出口和排水口，所述冷凝室侧壁开有上入口和上出口；所述下入口连接末效蒸发罐，所述下出口连接冷却系统，所述排水口连接等压排水组件。所述热管组件有8~50组，紧密固定在一起。末效蒸发罐中的低温低压汁汽从下入口进入到汽室，低温低压汁汽中的热量通过重力热管传递到冷凝室；汽室中不凝缩的气体从所述下出口进入所述冷却系统中集水池后散发到空中；汽室中的汽凝水从所述排水口进入所述等压排水组件处理。甘蔗汁从所述上入口进入冷凝室，重力热管在冷凝室中的一端将热量释放，热量传递到温度较低的甘蔗汁中，被加热的甘蔗汁从所述上出口流出，达到了利用低温低压汁汽给甘蔗汁加热的目的，同时，汁汽降温后，汽室中形成真空，连接所述汽室的末效蒸发罐产生负压，便于所述末效蒸发罐沸腾，无需用水喷淋冷却，节约了大量的水，也避免了重力热管堵塞的问题。

进一步地，每个热管组件上有两排重力热管，两排重力热管呈品字形排列。

进一步地，所述等压排水组件包括连接排水口的汽凝水集箱、连接所述汽凝水集箱的液位调节阀以及连接所述液位调节阀的汽凝水泵；所述汽凝水集箱的顶部通过回汽管连通汽室，所述液位调节阀的控制端分两路连通所述汽凝水集箱。所述汽室中的汽凝水从所述排水口进入汽凝水集箱中，排水口中出水时夹带的气体从所述回汽管回到所述汽室中。当汽凝水集箱中的水位在设定的最低水位以下时，液位调节阀处于关闭状态，汽凝水泵不抽水，避免抽空；当汽凝水集箱中的水位在设定最低水位与最高水位之间时，液位调节阀处于半关闭状态，汽凝水泵适量抽水，汽室与汽凝水集箱中的气压相等；当汽凝水集箱中的水位在设定的最高水位之上时，液位调节阀自动打开，汽凝水泵加大抽水，避免汽凝水浸泡热管；等压排水组件与所述汽室连通，保证汽室与汽凝水集箱中的气压相等，排水畅通，从而向末效蒸发罐提供稳定的负压。

    进一步地，所述冷却系统包括连接下出口的冷凝器、该冷凝器底部的集水池以及通过水管来连接所述集水池和冷却塔的排水泵；所述冷却塔底部有水池。汽室中不凝缩的气体从下出口被抽吸进入冷凝器中，从集水池排出，散发到空中，冷却塔底部水池中的水从管道流出，泵送进入所述冷凝器中，对不凝缩的气体进行喷射抽吸，所述集水池中的水通过排水泵抽到冷却塔中冷却，冷却后的水流到冷却塔底部的水池中，泵送到冷凝器，这样循环。及时有效地排出所述汽室中不凝缩的气体。

    进一步地，重力热管位于汽室的一端外侧有翅片，该翅片为螺旋式，所述翅片厚度为1-3mm，增加受热面积。

    进一步地，所述重力热管两端密封，该重力热管中有工质。重力热管位于汽室一端中的工质受热后汽化，移动到冷凝室中释放热量并液化，回到汽室一端的热管中，再次受热，汽化，反复循环，将汽室中汁汽的热量传递到冷凝室中的甘蔗汁中，充分回收利用了热能，同时向末效蒸发罐提供了稳定的负压。

    进一步地，下入口比下出口的位置低，便于低温低压的汁汽进入汽室，便于不凝缩气体排出；上入口比上出口的位置低，便于加热前的甘蔗汁进入冷凝室，有利于稳定汽室内的气压，便于加热后的甘蔗汁流出冷凝室。