本實用新型涉及乏汽回收再利用技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種汽水加熱系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，在氧化鋁等生產(chǎn)工業(yè)中，溶出機組所產(chǎn)生的乏汽一般是通過煙囪排放到大氣中，而赤泥回水是利用新蒸汽加熱后再做洗滌水使用的，這樣不僅污染環(huán)境，而且浪費能源，導(dǎo)致氧化鋁的運行能耗成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型提出一種汽水加熱系統(tǒng)，該汽水加熱系統(tǒng)可以對乏汽回收利用，節(jié)約能源、改善環(huán)境，且運行成本低。

根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)，包括：用于儲存乏汽的稀釋槽，所述稀釋槽上設(shè)有乏汽出口；用于儲存熱水的緩沖熱水槽，所述緩沖熱水槽上設(shè)有熱水進口；汽水加熱裝置，所述汽水加熱裝置具有熱交換腔，所述汽水加熱裝置上設(shè)有與所述熱交換腔連通的乏汽進口、冷水進口、熱水出口，所述乏汽進口與所述乏汽出口連通，所述熱水出口與所述熱水進口連通，所述汽水加熱裝置高于所述稀釋槽和所述緩沖熱水槽設(shè)置。

根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)，通過設(shè)置的汽水加熱系統(tǒng)，可以對乏汽回收利用，利用乏汽加熱冷水以使用，由此可以節(jié)約能源、改善環(huán)境，并且通過將汽水加熱裝置高于稀釋槽和緩沖熱水槽設(shè)置，從而利用乏汽易于上升的特點，乏汽可以從稀釋槽內(nèi)向上自流至汽水加熱裝置的熱交換腔內(nèi)，同時水可以在自身重力作用下從汽水加熱裝置的熱交換腔內(nèi)自流至緩沖熱水槽內(nèi)，由此可以降低汽水加熱系統(tǒng)的運行成本。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述汽水加熱裝置包括殼體，所述殼體內(nèi)限定出所述熱交換腔，所述乏汽進口、所述冷水進口、所述熱水出口均設(shè)在所述殼體上，所述殼體內(nèi)設(shè)有用于向所述熱交換腔內(nèi)噴淋冷水的噴淋裝置，所述噴淋裝置與所述冷水進口連通。

進一步地，所述冷水進口設(shè)在所述殼體的頂部，所述熱水出口設(shè)在所述殼體的底部，所述乏汽進口設(shè)在所述殼體的側(cè)壁上且鄰近所述殼體的底部設(shè)置。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述汽水加熱裝置還包括至少一個用于打散水滴的傘葉，所述傘葉設(shè)在所述殼體內(nèi)且位于所述噴淋裝置和所述乏汽進口之間。

進一步地，所述傘葉的外表面由上向下并向外傾斜延伸。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述傘葉為多個且沿上下方向間隔分布，多個所述傘葉在由上向下的方向上其最大徑向尺寸依次增大。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述汽水加熱裝置還包括用于固定所述傘葉的支撐件，所述傘葉連接在所述支撐件上，所述支撐件的一端與所述噴淋裝置相連且另一端與所述殼體相連。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述汽水加熱裝置還包括具有空腔的乏汽分布器，所述乏汽分布器設(shè)在所述殼體內(nèi)且所述乏汽進口與所述空腔連通，所述乏汽分布器上形成有多個連通所述空腔與所述熱交換腔的出汽孔。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述殼體上形成有泄壓孔。

根據(jù)本實用新型的一些實施例，所述汽水加熱系統(tǒng)還包括用于輸送冷水的進水管，所述緩沖熱水槽上設(shè)有輔助冷水進口，所述進水管選擇性地與所述冷水進口和所述輔助冷水進口中的一個連通。

附圖說明

圖1是根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)的工作流程示意圖；

圖2是根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)的汽水加熱裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)的噴淋裝置的底部結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)的乏汽分布器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)的乏汽分布器的橫向截面示意圖。

附圖標(biāo)記：

汽水加熱系統(tǒng)100，

稀釋槽1，乏汽出口11，

緩沖熱水槽2，熱水進口21，輔助冷水進口22，

汽水加熱裝置3，殼體30，乏汽進口301，冷水進口302，熱水出口303，泄壓孔304，熱交換腔31，噴淋裝置32，出水孔321，連接板33，傘葉34，支撐件35，乏汽分布器36，空腔360，出汽孔361，支腿37，加強筋板38，

進水管41，第一連接管42，第一通斷閥421，第二連接管43，第二通斷閥431，第一支管44，第三通斷閥441，第二支管45，第四通斷閥451，熱水管46，第五通斷閥461，乏汽管47，

冷水源5。

具體實施方式

下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的 限制。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。

在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接或彼此可通訊；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

下面參考圖1-圖5描述根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)100。

如圖1-圖5所示，根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)100，包括稀釋槽1、緩沖熱水槽2和汽水加熱裝置3。

具體而言，稀釋槽1用于儲存乏汽，稀釋槽1上設(shè)有乏汽出口11。緩沖熱水槽2用于儲存熱水，緩沖熱水槽2上設(shè)有熱水進口21。汽水加熱裝置3具有熱交換腔31，汽水加熱裝置3上設(shè)有與熱交換腔31連通的乏汽進口301、冷水進口302、熱水出口303，乏汽進口301與乏汽出口11連通，熱水出口303與熱水進口21連通。

由此，稀釋槽1內(nèi)的乏汽通過乏汽出口11流出稀釋槽1，并通過乏汽進口301流入汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)。冷水可以通過冷水進口302進入汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)，并與進入熱交換腔31內(nèi)的乏汽進行換熱，冷水可以吸收乏汽的余熱，提高冷水的溫度，由此利用乏汽的余熱可以將溫度較低的冷水加熱成溫度較高的熱水。進入熱交換腔31的冷水與乏汽換熱后變成熱水，該熱水從熱水出口303流出熱交換腔31并通過熱水進口21流入緩沖熱水槽2內(nèi)，熱水儲存在緩沖熱水槽2內(nèi)以備用。

通過回收的乏汽對冷水進行加熱，冷水加熱后變成的熱水可以在工業(yè)生產(chǎn)中使用。此時，既可以回收利用乏汽，避免乏汽直接排入大氣造成的環(huán)境污染，同時也無需利用新蒸汽等其他需要消耗新的能耗的方式加熱工業(yè)生產(chǎn)中需要使用的水，從而可以大幅度的節(jié)省能源，降低生產(chǎn)成本。

而且，同時將汽水加熱裝置3高于稀釋槽1和緩沖熱水槽2設(shè)置。由此，可以利用溫 度較高的乏汽易于上升的特點，乏汽可以從稀釋槽1內(nèi)向上自流至汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)，同時水可以在自身重力作用下從汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)自流至緩沖熱水槽2內(nèi)，由此可以省去用于驅(qū)動乏汽從稀釋槽1向汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)流動的動力裝置，同時也可以省去用于驅(qū)動熱交換內(nèi)的熱水從熱交換腔31向緩沖熱水槽2內(nèi)流動的動力裝置，從而節(jié)約了能耗，可以進一步降低生產(chǎn)成本，且維護費用低。

可以理解的是，乏汽可以為任何工業(yè)生產(chǎn)中所產(chǎn)生的乏汽。例如，在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)中，乏汽可以為溶出機組所產(chǎn)生的乏汽，上述的需要加熱的冷水的水源可以為赤泥回水，即可以利用溶出機組所產(chǎn)生的乏汽加熱赤泥回水，加熱后的赤泥回水可以用作生產(chǎn)中的洗滌水，例如可以供沉降槽洗滌使用。由此，既對溶出機組所產(chǎn)生的乏汽回收利用，避免乏汽直接排放到大氣中而對環(huán)境造成污染，同時利用乏汽的余熱可以加熱赤泥回水，而不需要使用新蒸汽來加熱赤泥回水，從而可以大幅度地節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本。

根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)100，通過設(shè)置的汽水加熱系統(tǒng)100，可以對乏汽回收利用，利用乏汽加熱冷水以使用，由此可以節(jié)約能源、改善環(huán)境，并且通過將汽水加熱裝置3高于稀釋槽1和緩沖熱水槽2設(shè)置，從而利用乏汽易于上升的特點，乏汽可以從稀釋槽1內(nèi)向上自流至汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)，同時水可以在自身重力作用下從汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)自流至緩沖熱水槽2內(nèi)，由此可以降低汽水加熱系統(tǒng)100的運行成本。

下面參照圖1-圖5詳細(xì)描述根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)100。

參照圖2并結(jié)合圖3，汽水加熱裝置3包括殼體30，殼體30內(nèi)限定出熱交換腔31，乏汽進口301、冷水進口302、熱水出口303均設(shè)在殼體30上，殼體30內(nèi)設(shè)有用于向熱交換腔31內(nèi)噴淋冷水的噴淋裝置32，噴淋裝置32與冷水進口302連通，噴淋裝置32的底部形成有多個用于噴淋冷水的出水孔321。由此，乏汽可以通過殼體30上的乏汽進口301進入熱交換腔31內(nèi)，冷水通過冷水進口302先流入噴淋裝置32，噴淋裝置32向熱交換腔31內(nèi)噴淋冷水，由此可以使冷水與乏汽較充分地接觸，提高冷水與乏汽的熱交換效果，提高乏汽的余熱利用率。冷水在下落的過程中與乏汽進行換熱，換熱后冷水溫度升高成為熱水，熱水通過熱水出口303流出汽水加熱裝置3的熱交換腔31，而后流入緩沖熱水槽2內(nèi)備用。

進一步地，冷水進口302可以設(shè)在殼體30的頂部，熱水出口303可以設(shè)在殼體30的底部，乏汽進口301可以設(shè)在殼體30的側(cè)壁上且鄰近殼體30的底部設(shè)置。由此，利用乏汽易上升的特點，乏汽從乏汽進口301流入熱交換腔31以后，乏汽逐漸上升并可以充滿整個熱交換腔31，而冷水從殼體30的頂部流入噴淋裝置32內(nèi)，并通過噴淋裝置32向下噴淋冷水，從而在乏汽上升且同時冷水下落的過程中，可以使乏汽與冷水充分接觸，進一步地提高換熱效率，使得乏汽的余熱得到更為充分的利用。

在本實用新型的進一步實施例中，汽水加熱裝置3還包括至少一個用于打散水滴的傘葉34，傘葉34設(shè)在殼體30內(nèi)且位于噴淋裝置32和乏汽進口301之間。由此，在噴淋裝 置32向下噴淋冷水時，冷水在下落的過程中與傘葉34碰撞，通過冷水與傘葉34的碰撞，可以將冷水滴進一步打散，使得冷水較為均勻地分散在熱交換腔31內(nèi)，此時乏汽和冷水均可以較為均勻地分散在熱交換腔31內(nèi)的各個位置，使得乏汽和冷水更為充分地接觸，可以顯著地提高換熱效率。

其中，傘葉34的外表面可以由上向下并向外傾斜延伸。由此，冷水下落至傘葉34上之后，一部分冷水被打散，另一部分冷水沿著傘葉34的外表面向下滑落，防止冷水堆積在傘葉34上。可選地，傘葉34可以為一個，傘葉34也可以為多個。傘葉34為多個時，多個傘葉34可以沿上下方向間隔分布，多個傘葉34在由上向下的方向上其最大徑向尺寸(所述“最大徑向尺寸”是指每個傘葉34的外邊沿至傘葉34中心軸線的最大徑向距離)依次增大。由此，噴淋裝置32噴淋的冷水在下落的過程中，可以和多個傘葉34發(fā)生碰撞，使得冷水更為均勻地分散在熱交換腔31內(nèi)，并可以保證冷水在下落的過程中與每個傘葉34發(fā)生碰撞，且可以避免冷水堆積在傘葉34上，保證冷水順利下落。

汽水加熱裝置3還可以包括用于固定傘葉34的支撐件35，傘葉34連接在支撐件35上，支撐件35的一端與噴淋裝置32相連且另一端與殼體30相連。例如，支撐件35可以穿過每個傘葉34的中心部分，傘葉34可以通過焊接連接在支撐件35上，支撐件35的上端可以通過焊接連接在噴淋裝置32的底部，支撐件35的下端可以通過連接板33與殼體30相連。具體而言，連接板33可以形成為長條形，支撐件35的下端與連接板33相連，連接板33的兩端分別與殼體30的內(nèi)壁相連?？蛇x地，支撐件35可以為鋼管，由此可以保證支撐件35的強度，并可以減輕支撐件35的重量，降低成本。

可選地，傘葉34可以與噴淋裝置32同軸設(shè)置。由此，可以使噴淋裝置32噴淋的冷水在下落的過程中充分地與每個傘葉34發(fā)生碰撞，進一步地提高冷水的分散效果。

參照圖4和圖5并結(jié)合圖2，汽水加熱裝置3還包括具有空腔360的乏汽分布器36，乏汽分布器36設(shè)在殼體30內(nèi)且乏汽進口301與空腔360連通，乏汽分布器36上形成有多個連通空腔360與熱交換腔31的出汽孔361。由此，從乏汽進口301進入乏汽分布器36的空腔360內(nèi)的乏汽，可以通過多個出汽孔361流入熱交換腔31內(nèi)，通過設(shè)置的多個出汽孔361可以使乏汽均勻地分散至熱交換腔31內(nèi)。其中，乏汽分布器36可以為鋼管，該鋼管的內(nèi)部限定出上述空腔360，多個出汽孔361可以沿乏汽分布器36的周向和軸向均勻分布。

可以理解的是，為了保證系統(tǒng)正常穩(wěn)定的運行，進入熱交換腔31的乏汽與冷水換熱后，需要將多余的乏汽排出，以保持熱交換腔31內(nèi)的壓力保持在正常范圍內(nèi)。由此，在殼體30上可以形成有泄壓孔304，可以通過泄壓孔304及時將多余的乏汽排出熱交換腔31。可選地，泄壓孔304可以形成在殼體30的上端。

另外，參照圖2，汽水加熱裝置3還可以包括用于支撐殼體30的支腿37，支腿37可以為兩個且對稱分布在殼體30的兩側(cè)，兩個支腿37之間可以設(shè)置用于加強支撐的加強筋 板38，加強筋板38的兩端分別與殼體30相連，由此可以增強殼體30的強度和穩(wěn)定性。

參照圖1，汽水加熱系統(tǒng)100還包括用于輸送冷水的進水管41，緩沖熱水槽2上設(shè)有輔助冷水進口22，進水管41選擇性地與冷水進口302和輔助冷水進口22中的一個連通。在汽水加熱系統(tǒng)100正常運行時，進水管41與冷水進口302連通且與輔助冷水進口22截斷，此時流入進水管41內(nèi)的冷水經(jīng)冷水進口302流入熱交換腔31內(nèi)，同時乏汽經(jīng)乏汽進口301流入熱交換腔31內(nèi)，冷水與乏汽進行換熱后變成熱水，熱水從熱水出口303流出熱交換腔31，并經(jīng)熱水進口21流入緩沖熱水槽2內(nèi)備用。

在汽水加熱裝置3出現(xiàn)故障或需要檢修而停止工作時，為了保證熱水的供應(yīng)，此時進水管41與輔助冷水進口22連通且與冷水進口302截斷。流入進水管41內(nèi)的冷水直接流入緩沖熱水槽2內(nèi)，流入緩沖熱水槽2內(nèi)的冷水可以通過新蒸汽或其他的加熱方式進行加熱。

需要在這里說明的是，對于汽水加熱系統(tǒng)100中的汽水加熱裝置3的數(shù)量、稀釋槽1的數(shù)量及緩沖熱水槽2的數(shù)量不作限制，可以根據(jù)需要而設(shè)定。汽水加熱裝置3可以為一個或多個，稀釋槽1可以為一個或多個，緩沖熱水槽2可以為一個或多個。

下面以圖1為示例說明根據(jù)本實用新型一個實施例的汽水加熱系統(tǒng)100的工作過程。

參照圖1(圖中箭頭方向為水、乏汽的流動方向)，汽水加熱裝置3為兩個，稀釋槽1為四個，緩沖熱水槽2為一個，兩個汽水加熱裝置3共用一個稀釋槽1，每個汽水加熱裝置3配備兩個稀釋槽1。其中，每個汽水加熱裝置3上形成有兩個乏汽進口301，每個汽水加熱裝置3配備的兩個稀釋槽1分別通過乏汽管47與對應(yīng)的兩個乏汽進口301連通。每個汽水加熱裝置3上形成有一個熱水出口303，兩個汽水加熱裝置3上的熱水出口303均通過熱水管46與緩沖熱水槽2連通。進水管41的一端與冷水源5(例如，冷水源5可以為赤泥回水)連通且另一端通過第一連接管42與每個汽水加熱裝置3的冷水進口302相連，第一連接管42和兩個汽水加熱裝置3的冷水進口302之間分別連接有第一支管44和第二支管45。

其中，第一連接管42、第二連接管43、第一支管44、第二支管45、熱水管46上分別設(shè)有第一通斷閥421、第二通斷閥431、第三通斷閥441、第四通斷閥451、第五通斷閥461。

在汽水加熱系統(tǒng)100正常運行時，第一通斷閥421、第三通斷閥441、第四通斷閥451、第五通斷閥461均打開，第二通斷閥431關(guān)閉。此時，流入進水管41內(nèi)的冷水流經(jīng)第一連接管42，從第一連接管42流出的冷水分別經(jīng)第一支管44和第二支管45流入兩個汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)，同時乏汽通過乏汽進口301流入熱交換腔31內(nèi)，冷水在兩個水汽水加熱裝置3的熱交換腔31內(nèi)與乏汽換熱后變成熱水，熱水分別從兩個汽水加熱裝置3的熱水出口303經(jīng)熱水管46流入緩沖熱水槽2內(nèi)備用。

在兩個汽水加熱裝置3中的一個出現(xiàn)故障或需要檢修而停止工作時，第一通斷閥421和第五通斷閥461均打開，第三通斷閥441和第四通斷閥451中的一個打開且另一個關(guān)閉(即兩個汽水加熱裝置3中正常工作的打開、停止工作的關(guān)閉)、第二通斷閥431關(guān)閉。此 時，冷水只通過正常工作的汽水加熱裝置3進行加熱。

在兩個汽水加熱裝置3均出現(xiàn)故障或需要檢修而停止工作時，第一通斷閥421、第三通斷閥441、第四通斷閥451、第五通斷閥461均關(guān)閉，第二通斷閥431打開。此時，流入進水管41內(nèi)的冷水經(jīng)第二連接管43直接流入緩沖熱水槽2內(nèi)，流入緩沖熱水槽2內(nèi)的冷水可以通過新蒸汽或其他的加熱方式進行加熱。

以汽水加熱系統(tǒng)100在氧化鋁生產(chǎn)工業(yè)中應(yīng)用為例，該汽水加熱系統(tǒng)100在正常運行時，每小時可以加熱赤泥回水200m³-260m³，赤泥回水的溫度從30℃加熱至82℃。以最低200m³/h計算，每小時利用乏汽加熱的赤泥回水相當(dāng)于節(jié)約0.6MPa的新蒸汽15.8噸，0.6MPa的新蒸汽按每噸160元計算，每年節(jié)約成本約2180萬元。

由此可知，根據(jù)本實用新型實施例的汽水加熱系統(tǒng)100具有改善環(huán)境、能夠大幅度節(jié)約能源等優(yōu)點，且維護費用低、運行成本低。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進行結(jié)合和組合。

盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。