[实用新型]一种双换热热泵精馏系统

说明书

本实用新型公开了一种双换热热泵精馏系统，利用循环泵将原料液充入精馏塔，开启蒸汽发生器产生加热蒸汽，在第二换热器中加热原料液，受热后的原料液在精馏塔蒸发产生蒸汽，并进入第一换热器加热来自冷凝罐的液态水，液态水受热后在一定的压力下蒸发产生蒸汽，再经过蒸汽压缩机压缩增温后，替代蒸汽发生器进入第二换热器加热原料液，最终冷凝成为液态水进入冷凝水罐。该发明通过采用双换热模式有效避免了料液杂质腐蚀破坏热泵系统蒸汽压缩机，同时利用系统内部蒸汽潜热，显著降低了蒸发能耗，具有运行稳定性强、能耗低、运行费用低等优点，适用于热敏性物料的蒸发浓缩。

技术领域

本实用新型涉及节能环保技术领域，具体地涉及一种双换热热泵精馏系统。

背景技术

随着化工领域工艺的不断发展和提高，特别是精细化工行业中出现了一个非常重要的环节——分离，液体中不同组分的分离多采用“精馏”工艺。“精馏”就是利用工艺反应生成的液体混合物中各组分沸点的差别，使液体混合物中一部分气化并形成蒸气部分而后再冷凝，从而实现其所含组分的分离，是一种典型传质分离的工艺单元操作。

精馏装置最主要的核心装置是“精馏塔”，同时精馏塔也是最消耗能源的一环，其耗能可以占到整套工艺流程中总耗能的60%以上，所以精馏塔的效率高低，直接决定了工艺流程的合理性和经济性。为了降低整套工艺流程的能耗和提高精馏塔的效率，现在越来越多的精馏工艺中引入了“热泵精馏”技术。“热泵精馏”的核心理念是利用机械功的方式，通过提高精馏塔塔顶的低温热媒品质，并将其作为塔釜再沸器的热源来源，实现塔顶、塔釜热量的循环利用模式，在热泵精馏技术中，用于对塔顶低温热媒做功的压缩机就是最核心、最关键的设备。

热泵精馏工艺中，很多化工产品的沸点都不高，有的在100℃左右，有的比水的沸点要低，所以很多时候产品会以气液两相物态的形式出现，即蒸汽中裹挟着一部分液态组分，精馏塔顶热媒介，也就是工艺蒸汽与普通蒸汽是完全不同的。

另外，热泵精馏工艺中，进行分离的液态混合物，一般是化工成品或半成品，如甲醇、乙醇等等精细化工成品、半成品，不会是以水为主体液态物质，所以其蒸发出来的蒸汽应该是工艺性气体热媒介，是具有酸、碱、盐等化学特性的工艺蒸汽，而不是纯净水蒸汽。也就是说是不同于水蒸发出来的水蒸汽，而是带有物理、化学特性的工艺蒸汽。这些工艺蒸汽的物理特性与化学特性，与普通的蒸汽是有区别的，包括密度、熵值等指标与普通蒸汽差别很大。且带有一定的腐蚀性。如果直接进入蒸汽压缩机，将会对蒸汽压缩机进行腐蚀破坏，最终导致系统瘫痪，甚至会引发安全事故。因此，如何提高热泵精馏系统的耐腐蚀性具有重要的价值和意义。

发明内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种有效避免了料液杂质腐蚀破坏热泵系统蒸汽压缩机，同时利用系统内部蒸汽潜热的双换热热泵精馏系统。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种双换热热泵精馏系统，包括，第一循环泵，所述第一循环泵的进口与第一控制阀相连；冷凝罐，所述冷凝罐左侧底部出口与第一控制阀相连；第一换热器，所述第一换热器的冷侧进口与第一循环泵的出口相连，其冷侧出口与冷凝罐的左侧进口相连，所述第一换热器的热侧出口通过第八控制阀与冷凝罐相连与第一循环泵之间形成循环回路；精馏塔，所述精馏塔的顶部出口与第一换热器的热侧进口相连，所述精馏塔的底部出口经第三控制阀与第三循环泵的进口相连；蒸汽发生器，所述蒸汽发生器通过第五控制阀与第二换热器热侧进口相连，所述第二换热器热侧出口经第四控制阀与冷凝罐的顶部进口相连。

作为本实用新型一种双换热热泵精馏系统的优选方案，所述精馏塔的左侧进口与第二循环泵相连，所述第二循环泵和精馏塔相连的管道上设置有第二控制阀。

作为本实用新型一种双换热热泵精馏系统的优选方案，所述第三循环泵出口与第二换热器冷侧进口相连，所述第二换热器冷侧出口与精馏塔右侧进口相连。

作为本实用新型一种双换热热泵精馏系统的优选方案，所述冷凝罐顶部出口经第七控制阀与蒸汽压缩机进口相连，所述蒸汽压缩机出口经第六控制阀与第二换热器热侧进口相连。