一种液氯气化器及应用该液氯气化器的汽化工艺
阅读说明：本技术 一种液氯气化器及应用该液氯气化器的汽化工艺 (Liquid chlorine gasifier and vaporization process applying same ) 是由 田丰 顾冠中 刘建平 于 2021-08-25 设计创作，主要内容包括：本申请涉及一种液氯气化器及应用该液氯气化器的汽化工艺,涉及液体汽化的领域,其包括一段气化器和二段气化器,所述一段气化器和二段气化器内设有同一个汽化管道,所述汽化管道依次穿过一段气化器和二段气化器,所述二段气化器上设有加热装置。本申请具有在保证汽化效果的同时降低了能源损耗,实现了节能环保的效果。(The application relates to a liquid chlorine gasifier and a vaporization process using the same, and relates to the field of liquid vaporization, which comprises a first section gasifier and a second section gasifier, wherein the same vaporization pipeline is arranged in the first section gasifier and the second section gasifier, the vaporization pipeline sequentially passes through the first section gasifier and the second section gasifier, and a heating device is arranged on the second section gasifier. The gasification device has the advantages that the energy consumption is reduced while the gasification effect is ensured, and the effects of energy conservation and environmental protection are realized.)
技术领域
本申请涉及液体汽化的领域，尤其是涉及一种液氯气化器及应用该液氯气化器的汽化工艺。
背景技术
液化气体气化使用是一种应用较为广泛的液化气生产工艺，主要有液氯、液氨等。
相关技术中一般采用盘管式水浴气化器来进行对液氯进行气化，但该方式在使用时，由于气化器内的容积过大，且气化器的加热装置一般在气化器的上层，使得气化器的上层和下层之间水温温差较大，使得加热装置会消耗较多的能源，造成能源浪费。
发明内容
为了改善气化器加热装置能源浪费较大的问题，本申请提供一种液氯气化器及应用该液氯气化器的汽化工艺。
第一方面，本申请提供的一种液氯气化器，采用如下的技术方案：
一种液氯气化器，包括一段气化器和二段气化器，所述一段气化器和二段气化器内设有同一个汽化管道，所述汽化管道依次穿过一段气化器和二段气化器，所述二段气化器上设有加热装置。
通过采用上述技术方案，一段气化器对汽化管道内的液氯进行预热，加热装置对二段气化器内的水进行加热，使得二段气化器内的水温能够使液氯汽化，随后液氯沿着汽化管道进行二段气化器，与二段气化器内的水进行换热，并完成汽化。气化器分为一段气化器和二段气化器后，加热装置仅需加热二段气化器内的水，可节省能源，同时热量损失也会小，一段气化器则可对液氯进行预热，以保证汽化效果，在保证汽化效果的同时降低了能源损耗，实现了节能环保。
可选的，所述一段气化器的侧壁上连通有出水管，所述出水管远离一段气化器的一端连通有冷凝通道，所述冷凝通道上连通有回水管，所述回水管远离冷凝通道的一端与一段气化器连通。
通过采用上述技术方案，一段气化器内的水与液氯换热后，通过出水管将水导入至冷凝管道，用于车间冷凝使用，在车间冷凝使用后水温再次升高，此时通过回水管将水导回一段气化器，再次用于与液氯换热，对一段气化器内的水的冷量进行综合利用，减少能源的浪费，同时与一段气化器与二段气化器分开设置相配合，进一步实现了节能环保。
可选的，所述二段气化器上设有混合组件，所述混合组件包括混合管和设于混合管上的混合泵，所述混合管的两端均与二段气化器连通。
通过采用上述技术方案，混合泵通过混合管将二段气化器一处的水抽至二段气化器的另一处，便于二段气化器内水的混合，减少二段气化器内水的温度差。
可选的，所述一段气化器和二段气化器上均设有补水管，所述补水管上设有控制阀，所述一段气化器和二段气化器上均设有液位计，所述液位计与对应的控制阀电连接。
通过采用上述技术方案，液位计对一段气化器或二段气化器内的水位进行监测，若水位低于液位值则发电信号，使得控制阀打开，给一段气化器或二段气化器补水，减少因水位过低而影响对物料换热效果的可能。
可选的，所述一段气化器和二段气化器之间设有保温套筒，所述保温套筒的一端与一段气化器连接，另一端与二段气化器连接，所述保温套筒内设有真空区域，所述真空区域位于一段气化器和二段气化器之间。
通过采用上述技术方案，保温套筒便于在一段气化器与二段气化器之间形成真空区域，真空区域则便于减少一段气化器和二段气化器的热量或冷量损失的可能，同时还可减少一段气化器内的水与二段气化器内的水之间进行换热的可能。
可选的，所述一段气化器和二段气化器的侧壁上均设有连接环，所述保温套筒的一端与一个连接环抵接，另一端与另一个连接环抵接，所述保温套筒与连接环通过螺栓连接。
通过采用上述技术方案，连接环与保温套筒之间通过螺栓连接，便于在一段气化器或二段气化器出现损坏时进行更换。
可选的，所述保温套筒的两端均设有密封环，所述连接环上设有供密封环插入的密封槽，所述密封环与密封槽相适配，所述密封槽与密封环之间设有密封圈，所述密封圈的截面为圆形，所述密封圈位于密封槽的侧壁与底壁的交界处。
通过采用上述技术方案，密封环与密封槽的设置，增加空气自保温套筒与连接环之间通过所需经过的路径长度，进而提升密封性。在密封槽与密封环之间增加密封圈，进一步提升保温套筒与连接环之间的密封性，保持真空区域的真空度。密封圈的截面为圆形，且密封圈位于密封槽的侧壁与底壁的铰接处，当保温块插于保温槽内时，保温块的侧边与密封圈抵接并挤压密封圈，密封圈变形，使得密封圈与保温槽的侧壁和底壁抵接的同时，还与保温块的侧壁和外壁抵接，进一步增加空气在保温套筒与连接环之间流通需要经过的路径长度，进而提升保温套筒与连接环之间的密封性。
可选的，所述保温套筒的侧壁上设有抽真空管，所述抽真空管内设有抽气扇，所述保温套筒内设有用于驱动抽气扇转动的驱动装置。
通过采用上述技术方案，驱动装置驱动抽气扇转动，将保温套筒内的空气抽离，便于后期形成真空区域。
可选的，所述驱动装置包括相互啮合的齿轮和齿条，所述齿轮通过转杆与保温套筒转动连接，所述齿条沿保温套筒的轴向设于二段气化器的侧壁上，所述抽气扇包括转轴和设于转轴侧壁上的抽气叶片，所述转轴与抽真空管转动连接，所述转杆与转轴通过锥齿轮实现传动。
通过采用上述技术方案，将二段气化器插于保温套筒内时，齿条跟随移动，并带动齿轮转动，齿轮再带动转轴转动，进而带动抽气叶片转动，对保温套筒内的空气进行抽离，在安装二段气化器和保温套筒的同时，抽离真空套筒内的空气，便于后续形成真空区域。
第二方面，本申请提供的一种液氯汽化工艺，采用如下的技术方案：
包括如下步骤：
预热步骤，将液氯导入汽化管道，液氯在汽化管道内与一段气化器内的水进行换热，换热后沿着汽化管道流出一段气化器，一段气化器内的水换热后的温度为3至10℃。
回水步骤，出水管将一段气化器内的水导入冷凝通道，供车间冷凝使用，车间使用后，水温回至13至22℃，并通过回水管导回一段气化器。
气化步骤，加热装置对二段气化器内的水进行加热，使得二段气化器内的水温维持82±7℃，液氯沿着汽化管道流入二段气化器，与二段气化器内的水进行换热，并实现汽化，汽化后的液氯沿着汽化管道流出二段气化器。
通过采用上述技术方案，液氯先沿着汽化管道进入一段气化器，与一段气化器内的水进行换热以实现预热，随后穿出一段气化器并进入二段气化器，与二段气化器内的水进行换热以实现汽化。同时出水管将一段气化器内经过换热的水导入冷凝通道，供车间冷凝使用，车间使用后，水再通过回水管回至一段气化器，继续与汽化管道内的液氯进行换热。一段气化器与二段气化器分开设置，减少加热装置所需消耗的能量，而一段气化器既可对液氯进行预热以保证汽化效果，还可通过出水管和回水管对经过换热的水进行再次利用，进一步减少的能量的损耗。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
通过一段气化器和二段气化器的设置，在保证汽化效果的同时降低了能源损耗，实现了节能环保；
通过一段气化器、二段气化器、出水管和回水管的设置，一段气化器与二段气化器分开设置，减少加热装置所需消耗的能量，而一段气化器既可对液氯进行预热以保证汽化效果，还可通过出水管和回水管对经过换热的水进行再次利用，进一步减少的能量的损耗。
附图说明
图1是本申请实施例1中体现整体的结构示意图。
图2是本申请实施例2中体现整体的结构示意图。
图3是图2中A部的局部放大图。
图4是图2中B部的局部放大图。
图5是图2中C部的局部放大图。
附图标记说明：1、一段气化器；11、汽化管道；12、液位计；13、补水管；131、控制阀；14、连接环；141、密封槽；142、密封圈；2、二段气化器；21、出水管；22、冷凝通道；23、回水管；24、水泵；25、混合组件；251、混合管；252、混合泵；3、保温套筒；31、密封块；32、抽真空管；321、单向阀；33、驱动装置；331、齿轮；332、齿条；333、转杆；34、抽气扇；341、转轴；342、转动环；3421、固定杆；343、抽气叶片；35、驱动组件；36、搅拌器；361、搅拌轴；3611、花键；3612、键槽；362、搅拌叶片。
具体实施方式
以下结合附图1-5对本申请作进一步详细说明。
第一方面，本申请公开一种液氯气化器。
实施例1：
参照图1，一种液氯气化器包括自下而上依次设置的一段气化器1和二段气化器2，一段气化器1设于地面上，一段气化器1与二段气化器2之间通过保温套筒3连接。一段气化器1和二段气化器2内穿设有同一个汽化管道11，用于供液氯通过，二段气化器2上设有加热装置，用于对二段气化器2内的水进行加热。液氯沿着汽化管道11先进入一段气化器1，与一段气化器1内的水进行换热以实现预热，随后穿出一段气化器1并进入二段气化器2，与二段气化器2内的水换热以实现汽化。
汽化管道11位于一段气化器1和二段气化器2内的部分呈盘状环绕设置。一段气化器1的侧壁上连通有出水管21，出水管21远离一段气化器1的一端连通有冷凝通道22，出水管21上固定连接有水泵24，水泵24安装于地面上，用于将一段气化器1内的水导入冷凝通道22内，供车间冷凝使用。冷凝通道22远离出水管21的一端连通有回水管23，回水管23远离冷凝通道22的一端与一段气化器1连通，水在车间使用后，再通过回水管23流回一段气化器1进行再次利用。
一段气化器1和二段气化器2内均固定连接有液位计12，用于测量一段气化器1或二段气化器2内的液位高度，对一段气化器1或二段气化器2进行补水；当液位计12可采用顶装翻板液位计12。一段气化器1和二段气化器2的顶壁上均连通有补水管13，补水管13上固定有控制阀131。液位计12与控制阀131电连接，当液位计12检测到一段气化器1或二段气化器2内的液位过低时，则发出电信号，使得对应的控制阀131打开，进行补水；当一段气化器1或二段气化器2内的液位达到标准高度时，液位计12再发出电信号，控制阀131关闭，停止补水。
一段气化器1和二段气化器2之间焊接有同一个保温套筒3，保温套筒3内开设有真空区域，真空区域位于一段气化器1和二段气化器2之间，用于将一段气化器1与二段气化器2完全隔开，以减少一段气化器1与二段气化器2之间发生热交换的可能，同时还可减少一段气化器1或二段气化器2的热量流失。实际安装中，汽化管道11自一段气化器1穿出，再穿过真空区域并进入二段气化器2，且汽化管道11位于真空区域的部分采用波纹管，波纹管具备一定的可延展性，便于在连接保温套筒与二段气化器2之前，先将一段气化器1和二段气化器2之间的汽化管道11连接完成。
初始状态时，一段气化器1内的水的温度可以为15至20℃，与汽化管道内的物料换热后，水温降至5至8℃，送至冷凝管道内使用后，自回水管23排出的水的水温为15至20℃。二段气化器2内的水温始终保持为80±5℃，以保证汽化效果。上述温度更适用于液氯，其他物料则需根据对应的沸腾温度来调整温度。一段气化器1可设置多个，以实现逐步汽化的效果，同时每个一段气化器1内的水可根据实际需要进行再利用。二段气化器2内设有加热装置，加热装置可采用蒸汽加热的方式实现。
为降低二段气化器2内的水温差，二段气化器2上还设有混合组件25。混合组件25包括混合管251和混合泵252，混合管251的一端与二段气化器2的顶部侧壁连通，另一端则与二段气化器2的底部侧壁连通，混合泵252则固定于混合管251上，用于将二段气化器2顶部的水抽至二段气化器2的底部，使得二段气化器2顶部与底部的水充分混合，使得二段气化器2内整体的热量均为均匀。
本申请实施例1一种液氯气化器的实施原理为：工作时，将物料导入汽化管道11，物料沿着汽化管道11进入一段气化器1，与一段气化器1内的水进行热交换，随后再沿着汽化管道11穿过真空区域，并进入二段气化器2，与二段气化器2内的水进行热交换，进而使得自汽化管道11排出的为气体。在物料汽化的过程中，水泵24将一段气化器1内的水导入冷凝通道22，供车间冷凝使用，使用后再通过回水管23将水导回一段气化器1。
实施例2：
本申请还公开一种多级气化器。与实施例的不同之处在于，保温套筒3与一段气化器1、二段气化器2的连接方式发生了变化。参照图2和图3，一段气化器1和二段气化器2的侧壁上均焊接有连接环14，保温套筒3的一端与一段气化器1上的连接环14抵接，另一端与二段气化器2上的连接环14抵接。保温套筒3与连接环14之间通过螺栓固定连接。保温套筒3沿自身轴向的两端均一体成型有密封环，连接环14上则开设有供密封环插入的密封槽141，密封环与密封槽141相适配。密封槽141与密封环之间抵接有密封圈142，密封圈142设有两个，位于密封槽141底壁与两个侧壁的交界处，且密封圈142的截面为圆形。
安装时，先将一段气化器1固定于地面上，随后将保温套筒3套于一段气化器1的顶部，并使保温套筒3与一段气化器1上的连接环14抵接，随后将二段气化器2插于保温套筒3内，并使保温套筒3与二段气化器2上的连接环14抵接，最后通过螺栓将保温套筒3与一段气化器1、保温套筒3与二段气化器2之间固定连接。
保温套筒3与连接环14抵接的过程中，密封环插入密封槽141，且密封环逐渐与密封圈142抵接，将密封圈142的截面由圆形挤压为L形，使得每个密封圈142均同时与密封块31的两个侧壁抵接，提升保温套筒3与连接环14之间的密封性。
参照图3和图4，保温套筒3的侧壁上固定连接有抽真空管32，抽真空管32上设有单向阀321，用于阻止空气进入保温套筒3内。保温套筒3设有驱动装置33，抽真空管32内设有抽气扇34，驱动装置33用于驱动抽气扇34转动，将保温套筒3内的空气抽出。驱动装置33包括相互啮合的齿轮331和齿条332，齿条332沿保温套筒3的轴向固定连接于二段气化器2的侧壁上，齿条332位于二段气化器2的底部，齿轮331则通过转杆333与保温套筒3的内壁转动连接。抽气扇34包括转轴341和抽气叶片343，转轴341上同轴转动连接有转动环342，转动环342的侧壁上固定连接有固定杆3421，固定杆3421远离转动环342的一端与抽真空管32的内壁固定连接，固定杆3421沿转动环342的周向阵列有多个，可以是三个，也可以是四个。抽气叶片343固定连接于转轴341的侧壁上，且沿转轴341的周向阵列有多个，可以是三个，也可以是四个。转杆333与转轴341之间通过锥齿轮331连接，使得转杆333转动可带动转轴341转动，进而带动抽气叶片343转动。
参照图2和图5，安装时，先将一段气化器1固定于地面上，然后将保温套筒3套于一段气化器1上，随后将二段气化器2插于保温套筒3内，此时齿条332与齿轮331啮合，在二段气化器2运动的过程中，齿条332带动齿轮331转动，齿轮331再带动抽气叶片343转动，将保温套筒3内的空气抽离。在一段气化器1、保温套筒3和二段气化器2均固定后，将抽真空管32与抽真空设备连接，将保温套管内抽至对应的真空度，以形成真空区域。抽气叶片343的转动，可预先抽离部分空气，减少抽真空设备的工作量，进而减少抽真空设备的能源消耗。
二段气化器2的顶壁上设有驱动组件35，驱动组件35可以是电机。一段气化器1和二段气化器2内均设有搅拌器36，搅拌器36包括搅拌轴361和搅拌叶片362，搅拌轴361与对应的气化器转动连接，搅拌叶片362固定连接于搅拌轴361的侧壁上，且沿搅拌轴361的周向阵列有多个，可以是三个，也可以是四个。驱动组件35的输出轴与二段气化器2上的搅拌轴361同轴固定，一段气化器1上的搅拌轴361的顶端和二段气化器2上的搅拌轴361的底端均位于真空区域内，二段气化器2上的搅拌轴361的底端固定连接有花键3611，一段气化器1上的搅拌轴361的顶端开设有供花键3611插入的键槽3612，以便于驱动组件35同时驱动两个搅拌轴361进行转动。二段气化器2与保温套筒3安装时，花键3611刚好插入键槽3612。工作时，驱动组件35两个搅拌轴361转动，搅拌轴361带动搅拌叶片362转动，将一段气化器1或二段气化器2内的水搅拌均匀，与混合组件25配合，进一步消除一段气化器1或二段气化器2内的水温差。
本申请实施例2一种液氯气化器的实施原理为：安装时，先将一段气化器1固定于地面上，随后将保温套筒3套于一段气化器1的顶部，并使保温套筒3与一段气化器1上的连接环14抵接，此时实用螺栓将保温套筒3与一段气化器1上的连接环14固定连接。随后将二段气化器2插于保温套筒3内，插入的过程中并使保温套筒3与二段气化器2上的连接环14抵接，最后通过螺栓将保温套筒3与一段气化器1、保温套筒3与二段气化器2之间固定连接。齿条332与齿轮331啮合并带动齿轮331转动，齿轮331再带动抽气叶片343转动，将保温套筒3内的空气抽出。直至保温套筒3与二段气化器2的连接环14抵接，此时采用螺栓将保温套筒3与二段气化器2上的连接环14固定连接。在二段气化器2插入保温套筒3内的过程中，花键3611逐渐插入键槽3612，以便两个搅拌轴361能够同步转动。
保温套筒3与连接环14抵接的过程中，密封环插入密封槽141，且密封环逐渐与密封圈142抵接，将密封圈142的截面由圆形挤压为L形，使得每个密封圈142均同时与密封块31的两个侧壁抵接，提升保温套筒3与连接环14之间的密封性。
第二方面，本申请还公开一种液氯汽化工艺。
包括如下步骤：
预热步骤，将液氯导入汽化管道11，液氯在汽化管道11内与一段气化器内的水进行换热，换热后沿着汽化管道11流出一段气化器1，一段气化器内的水换热后的温度为5至8℃。
回水步骤，出水管21将一段气化器内的水导入冷凝通道22，供车间冷凝使用，车间使用后，水温回至15至20℃，并通过回水管23导回一段气化器。
气化步骤，加热装置对二段气化器2内的水进行加热，使得二段气化器2内的水温维持80±5℃，液氯沿着汽化管道11流入二段气化器2，与二段气化器2内的水进行换热，并实现汽化，汽化后的液氯沿着汽化管道11流出二段气化器2。
补水步骤，液位计12对一段气化器11或二段气化器2内的水位进行监测，当液位计12检测到一段气化器1或二段气化器2内的液位过低时，则发出电信号，使得对应的控制阀131打开，进行补水；当一段气化器1或二段气化器2内的液位达到标准高度时，液位计12再发出电信号，控制阀131关闭，停止补水。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
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