本發(fā)明涉及一種加熱裝置，尤其是涉及一種二氧化碳加熱裝置。

背景技術：

目前，人們在工業(yè)領域積累了豐富放熱氣體和液體物質的加熱方法，二氧化碳的加熱就是其中之一。然而在背景技術中，二氧化碳的加熱問題一直未能很好解決。近年來，采用電加熱氣態(tài)二氧化碳的電加熱器已經出現(xiàn)，但是二氧化碳加熱器在工業(yè)上并沒有得到廣泛應用。主要原因是，采用電加熱直接加熱的方式傳熱效率受到限制，且氣態(tài)狀況下，其加熱的均勻性和穩(wěn)定性都難以控制，氣態(tài)直接加熱，加熱二氧化碳的量上不去。不能滿足一些行業(yè)二氧化碳需求量大的情況。網(wǎng)上除了一些二氧化碳加熱棒的報道之外，并沒有見到合理的可行的二氧化碳加熱方法和裝置，以及一些相關文獻報道。說明大流量的二氧化碳加熱仍然是一個難題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種二氧化碳加熱裝置，使二氧化碳加熱量能大大提升，加熱溫度能穩(wěn)定控制。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種二氧化碳加熱裝置，其特征在于，包括：

恒溫水浴箱，用于存儲恒溫熱水；

內部充滿液態(tài)二氧化碳的換熱管，布置在恒溫水浴箱中，通過熱水對流換熱將換熱管內的液態(tài)二氧化碳進行加熱；

補水水箱，與恒溫水浴箱連接，用于控制恒溫水浴箱內水位高度；

電加熱器，布置在恒溫水浴箱內，對恒溫水浴箱內的熱水加熱；

攪拌器，布置在恒溫水浴箱內，用于保證了恒溫水浴箱內溫度的恒定和均勻。

所述的換熱管布置在恒溫水浴箱中部，包括對稱分布的左側盤管和右側盤管。

所述的攪拌器布置在左側盤管和右側盤管之間的恒溫水浴箱中。

所述的電加熱器設有4個，布置在盤管上部和下部。采用電加熱器多點布置和攪拌器叫板的技術措施。例如，適當開關個別電加熱器；增加攪拌器的攪拌頻率；補充或者排放一定的熱水等。

所述的恒溫水浴箱內設置有熱電偶測溫計，并在底部設置污水排放口。

所述的換熱管進出口設有上法蘭和下法蘭，分別與二氧化碳存儲罐和減壓閥連接。

將一定溫度的熱水通過電加熱器恒溫加熱，并通過攪拌器的攪拌作用，迅速將底部熱水與上部熱水混合均勻，熱水將熱量傳遞給換熱管的管壁，通過管壁的導熱作用，將熱量最終傳遞給換熱管內部的液態(tài)二氧化碳，使二氧化碳溫度升高，被加熱后的二氧化碳從換熱管出口流出。

該裝置在整個換熱過程中，使二氧化碳都處于液態(tài)流動狀態(tài)，熱水溫度控制在60～80度，避免水蒸氣大量氣化蒸發(fā)和二氧化碳在換熱管內氣化。

本發(fā)明利用電加熱器加熱熱水和加熱液態(tài)二氧化碳的方法，利用了液體對流換熱的換熱系數(shù)遠遠大于氣體換熱系數(shù)的原理。這樣在傳遞相同熱量的情況下，能極大地減少換熱面積，容易實現(xiàn)加熱量的大步提升。這里需要解釋一下，一定流量及壓力的液態(tài)二氧化碳，確定了進出口溫度后，其吸熱量是恒定的，那么電加熱輸入功率基本恒定。這樣只有考慮恒溫水浴箱的水溫與受熱面積的關系。當受熱面積確定后，二氧化碳吸熱量就只與水箱水溫有關，也就是說水溫的高低決定二氧化碳吸熱量。為此只要調節(jié)并保持水溫就可保證二氧化碳吸熱量。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：能大量連續(xù)地進行二氧化碳的加熱，在換熱面積一定的情況下，能通過增加或者降低水浴箱熱水的溫度，保證二氧化碳流量波動情況下出口二氧化碳溫度的一致性。通過對液態(tài)二氧化碳加熱，減少了換熱面積。方便了裝置的布置，解決了本領域長期渴望解決的技術問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結構示意圖。

其中1為上法蘭、2為補水水箱、3為水浴箱、4為換熱管、5為電加熱器、6為攪拌器、7為下法蘭、8為污水排放口。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。

如圖1所示，一種工業(yè)二氧化碳的加熱裝置，包含了恒溫水浴箱3、補水水箱2、一根換熱管4、電加熱器5和攪拌器6，換熱管4布置在恒溫水浴箱3中部，電加熱器5布置在換熱管4上部和下部，水攪拌器6布置在換熱管4中間；補水水箱2控制水浴箱3里水位的高度，水浴箱3里充滿了一定的恒溫熱水，管子內部充滿液態(tài)二氧化碳。電加熱器5將熱水加熱，熱水通過對流換熱加熱換熱管4壁面并將熱量傳遞給管子內部液態(tài)二氧化碳。

本發(fā)明裝置的加熱方法，在一個恒溫水浴箱里設置了一根換熱管4，該換熱管4分為左側盤管和右側盤管。兩側盤管之間布置了一根攪拌器6。盤管內部充滿液態(tài)二氧化碳，熱量通過電加熱器傳遞給熱水，熱水通過管子將液態(tài)二氧化碳加熱。攪拌器保證了恒溫水浴箱內溫度的恒定和均勻的工藝。

所述的水浴箱內部不同位置設置了熱電偶測溫計，底部設置有污水排放口8。換熱管4進出口設置了上法蘭1和下法蘭7，分別與二氧化碳儲罐和減壓閥相連。

工作時，一定溫度的熱水被電加熱器5恒溫加熱，通過攪拌器6的攪拌作用，迅速將底部熱水與上部熱水混合均勻，熱水將熱量傳遞給管壁，通過管壁的導熱作用，將熱量最終傳遞給管子內部的液態(tài)二氧化碳，使二氧化碳溫度升高，被加熱后的二氧化碳從盤管出口流出，去下一工序。

附圖說明：換熱管4分別與上法蘭1和下法蘭7相連，形成液態(tài)二氧化碳的流通同道，換熱管4處在水浴箱3的中心位置，換熱管4的中心位置，設置了攪拌器6，換熱管的下部布置了電加熱器5，恒溫水浴箱3的上部是補水水箱2，下部是排水口8，工作時，補水水箱2和排水口將恒溫水浴箱3的水位控制在一定的合適高度，電加熱器5將熱水加熱，并保證熱水溫度控制在一定范圍。熱水將熱量傳遞給換熱管4進而加熱換熱管4內部的液態(tài)二氧化碳。由液態(tài)二氧化碳儲罐流入的二氧化碳，在流經換熱管吸熱后，由工藝介質出口流出。