[实用新型]一种氢气和水蒸气混合体的冷凝分离装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及硬质合金加工领域，特别涉及一种氢气和水蒸气混合体的冷凝分离装置。

背景技术

在硬质合金的生产加工中，需要将氧化钨还原成钨粉，还原的过程是：首先将氧化钨放入钨粉还原炉中，通入大量氢气，钨粉还原炉对氧化钨进行加热，氧化钨与氢气发生化学反应，氢气的氢离子与氧化钨的氧离子结合生成水，从而还原出钨粉。由于通入的氢气是过量的，为了经济效益，多余的氢气是需要回收的。氢气的回收过程是：首先将氢气和水蒸汽混合体进行冷却成氢气和冷凝饱和水蒸气混合体，将氢气和冷凝饱和水蒸气混合体通入气液分离装置中，将水去除，氢气回收再利用。

氢气的回收涉及到两个方面，一方面是将氢气和水蒸气混合体冷却，另一方面是将水去除。传统一般先使用冷凝器先对常温的氢气和水蒸气混合体进行冷凝，使其转变为氢气和饱和水蒸气混合体，一般氢气和饱和水蒸气混合体的温度在0°-5°，然后使用捕滴器将氢气和饱和水蒸气混合体的水去除，从而回收氢气。但是，现有的进行氢气和水蒸气混合体的冷凝分离的设备具有浪费能源的缺陷，氢气通过捕滴器后直接回收，此时氢气的温度还很低，其冷能白白损失，不利于节约能耗。

发明内容

为克服现有技术的不足及存在的问题，本实用新型提供一种氢气和水蒸气混合体的冷凝分离装置，可将氢气和水蒸气混合体的冷凝与气液分离两道工序良好结合，且有效利用余冷，节能环保。

本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种氢气和水蒸气混合体的冷凝分离装置，包括冷凝器、气液分离器和预冷器，冷凝器上设有低温入口和冷凝出口，水分离器上设有进气口和出气口，预冷器上设有预冷媒入口、预冷媒出口、常温入口和低温出口，低温出口与低温入口连接，冷凝出口与进气口连接，出气口与预冷媒入口连接，常温入口、低温出口、低温入口、冷凝出口、进气口、出气口、预冷媒入口和预冷媒出口形成依次连通的气流通道，所述冷凝器上还设有冷媒入口和冷媒出口。

所述冷凝器包括冷凝机体和第一热交换管，冷凝机体内设有冷凝气体容腔，第一热交换管位于冷凝气体容腔中，冷凝气体容腔连通低温入口和冷凝出口，第一热交换管连通冷媒入口和冷媒出口。

所述预冷器包括预冷机体和第二热交换管，预冷机体内设有预冷气体容腔，第二热交换管位于预冷气体容腔中，预冷气体容腔连通常温入口和低温出口，第二热交换管连通预冷媒入口和预冷媒出口。

所述水分离器包括捕滴器，出气口和进气口分别位于捕滴器的上端相对的两侧，捕滴器的底部连接有出水管，所述出水管连接有稳压水封机构，稳压水封机构包括竖直布置的水封筒，出水管由水封筒的顶端插入，且延伸至水封筒的下段，出水管的底端与水封筒的底面之间留有供液体通过的间隙，水封筒的顶端设有排水管。

所述水封筒的顶面与出水管的外侧壁密封，且水封筒通过水封筒的顶面和出水管的外侧壁与出水管相固定。

所述捕滴器包括圆筒和捕滴板，圆筒为竖直布置，捕滴板竖直布置于圆筒的中心位置，进气口和出气口分别正对于捕滴板的两面，捕滴板的顶边和侧边与圆筒密封，捕滴板的底边与圆筒之间设有空隙。

本实用新型设有预冷器，从气液分离器流出的低温氢气通入预冷器中，与通入预冷器中的常温氢气和水蒸气混合体进行热交换，常温氢气和水蒸气混合体的温度降低，然后再通入冷凝器中冷凝，大大降低了能耗，有效利用余冷资源，环保节能效果显著；还有气液分离器可自动排水，且系统内保持一定压力，系统压力稳定，运行安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中冷凝器的剖视结构示意图；

图3是本实用新型中预冷器的剖视结构示意图；

图4是本实用新型中气液分离器的剖视结构示意图。

图中：1-冷凝器，11-低温入口，12-冷凝出口，13-冷媒入口，14-冷媒出口，15-冷凝机体，16-冷凝气体容腔，17-第一热交换器，2-气液分离器，21-进气口，22-出气口，23-捕滴器，231-圆筒，232-捕滴板，24-出水管，25-水封筒，26-排水管，3-预冷器，31-常温入口，32-低温出口，33-预冷媒入口，34-预冷媒出口，35-预冷机体，36-预冷气体容腔，37-第二热交换器。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员的理解，以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细描述。