一种用于氢氟酸生产的热能循环系统的制作方法

本发明涉及氢氟酸生产领域，特别是涉及一种用于氢氟酸生产的热能循环系统。

背景技术：

1、氢氟酸是氟化氢气体的水溶液，具有无色、发烟的腐蚀性液体，有剧烈刺激性气味，然而氢氟酸是一种重要的化工原料，广泛应用于冶炼、化工、玻璃、陶瓷、电子等行业。氢氟酸是以萤石和硫酸作为原料，经过复杂的化学反应制成，在制取氢氟酸时需要加热至250℃，然后需要进行蒸馏用于获得高浓度的氢氟酸，然而氢氟酸易挥发，蒸馏过程只能进行低温加热，现有氢氟酸的蒸馏是通过电加热器进行加热，这样的会增加生产成本，利用制取氢氟酸的热能可有效降低蒸馏氢氟酸的热能，可有效节约生产成本。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决背景技术中的问题，提供了一种用于氢氟酸生产的热能循环系统，热能循环系统能利用加热的尾气，进行热量控制，既能提供热量的利用率，又能节约生产成本。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种用于氢氟酸生产的热能循环系统，包括集热装置、控温装置和换热装置，所述集热装置安装在燃气炉内，集热装置包括炉圈、吸热板、储水罐、水泵和耐高温水管，所述炉圈安装在燃气炉内，多块吸热板依次水平铰接在炉圈内，所述吸热板中部加工有中空的流道，吸热板两端均连接有耐高温水管，多块吸热板两侧的耐高温水管分别连接有分水管和集水管，所述分水管与储水罐连接，所述水泵安装在分水管上，所述集水管与控温装置连接，控温装置安装在蒸馏塔外侧，所述控温装置包括水箱、混流器、补水管和温度传感器，所述水箱倾斜设置，所述集水管的出水端与水箱较高一端连接，水箱内沿倾斜方向依次安装有多块竖直设置的隔板，多块隔板将水箱分隔成多个储水腔，每个储水腔内均安装有混流器和温度传感器，每个储水腔上方均连接有一根补水管，补水管另一端连接有补水罐，所述水箱较低一端与换热装置连接，所述换热装置安装在蒸馏塔内。

4、所述换热装置包括换热水管和连接在排液管，所述换热水管呈蛇形从下往上安装在蒸馏塔内，换热水管上沿高度方向通过三通阀依次安装有多根排液管，所述三通阀上连接有温度检测器，每根排液管上均安装有阀门。

5、所述炉圈包括上卡板和下卡板，上卡板表面和下卡板底面加工有与每块吸热板对齐的卡槽，所述卡槽内安装有支撑吸热板的支撑滚珠，所述炉圈外侧的侧壁上安装有与每块吸热板连接的卡箍，卡箍上连接有摆臂，多根摆臂与同一根拉杆连接，所述拉杆穿过燃气炉后连接有伸缩装置。

6、所述耐高温水管端部连接有耐高温接头，所述耐高温接头包括中空的过渡管和连接在过渡管两侧的密封接头，所述过渡管两端的端部分别安装有朝向一致的导流嘴。

7、所述耐高温水管外侧安装保温套管。

8、所述混流器包括转轴和连接在转轴上的搅动辊，所述转轴顶部穿过水箱后连接有电机，所述搅动辊连接在转轴底部，且搅动辊至于储水腔内。

9、所述补水罐上部的侧壁上连接有与储水罐联通的溢流管，溢流管一侧的补水罐内壁上内安装液位计，溢流管内安装有电磁阀，所述液位计与电磁阀的控制器连接。

10、本发明提供的用于氢氟酸生产的热能循环系统具有的有益效果是：

11、(1)通过设置集热装置、控温装置和换热装置，可将燃气炉的热量回收，并传递至蒸馏塔，为蒸馏塔提供对氢氟酸蒸馏的热量，能有效降低生产成本投入，同时极大的提高了热量的利用率；

12、(2)通过设置炉圈和吸热板，可根据蒸馏塔所需的热量调节热水的生产速度，即能保证燃气炉的热量供应，同时又为蒸馏塔提供，极大的利用了热量；

13、(3)通过设置倾斜的水箱和混流器，能根据蒸馏塔所需的温度调节水温，以保证氢氟酸的正常生产。

14、为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

15、图1为本发明实施例提供的结构示意图。

16、图2为本发明实施例提供的集热装置的结构示意图。

17、图3为本发明实施例提供的炉圈的内部结构示意图。

18、图4为本发明实施例提供的炉圈外侧的侧视结构示意图。

19、图5为本发明实施例提供的耐高温接头的结构示意图。

20、图6为本发明实施例提供的控温装置的结构示意图。

21、图7为本发明实施例提供的换热装置的结构示意图。

22、图8为本发明实施例提供的补水罐内部的结构示意图。

23、附图标记：1、集热装置；11、炉圈；111、上卡板；112、下卡板；113、卡槽；114、支撑滚珠；115、卡箍；116、摆臂；117、拉杆；118、伸缩装置；12、吸热板；13、储水罐；14、水泵；15、耐高温水管；151、过渡管；152、密封接头；153、导流嘴；16、流道；17、分水管；18、集水管；19、保温套管；2、控温装置；21、水箱；22、混流器；221、转轴；222、搅动辊；223、电机；23、补水管；24、温度传感器；25、隔板；26、储水腔；27、补水罐；271、溢流管；272、液位计；273、电磁阀；3、换热装置；31、换热水管；32、三通阀；33、温度检测器；34、排液管；35、阀门；4、燃气炉；5、蒸馏塔。

24、如图1～图8所示，本实施例提供的用于氢氟酸生产的热能循环系统包括集热装置1、控温装置2和换热装置3，所述集热装置1安装在燃气炉4内，集热装置1包括炉圈 11、吸热板 12、储水罐 13、水泵14和耐高温水管15，所述炉圈11安装在燃气炉4内，多块吸热板12依次水平铰接在炉圈11内，所述吸热板12中部加工有中空的流道16，吸热板12两端均连接有耐高温水管15，多块吸热板12两侧的耐高温水管15分别连接有分水管17和集水管18，所述分水管17与储水罐13连接，所述水泵14安装在分水管17上，水泵14将储水罐13内的水送入分水管17，再由分水管17传入对应的吸热板12，吸热板12吸收燃气炉4的热量，再送往集水管18，为了减少热量流失，耐高温水管15外侧安装保温套管19，所述集水管18与控温装置2连接，控温装置2安装在蒸馏塔5外侧，将温控装置安装在蒸馏塔5外侧，能减少送往蒸馏塔5的热量拨动，有效提高了温度控制效率，所述控温装置2包括水箱 21、混流器 22、补水管23和温度传感器24，所述水箱21倾斜设置，所述集水管18的出水端与水箱21较高一端连接，水箱21内沿倾斜方向依次安装有多块竖直设置的隔板25，多块隔板25将水箱21分隔成多个储水腔26，每个储水腔26内均安装有混流器22和温度传感器24，每个储水腔26上方均连接有一根补水管23，补水管23另一端连接有补水罐27，多个储水腔26能提高调温的精度，所述水箱21较低一端与换热装置3连接，所述换热装置3安装在蒸馏塔5内，所述换热装置3包括换热水管31和连接在排液管34，所述换热水管31呈蛇形从下往上安装在蒸馏塔5内，换热水管31上沿高度方向通过三通阀32依次安装有多根排液管34，所述三通阀32上连接有温度检测器33，每根排液管34上均安装有阀门35，温度检测器33能实时监测换热水管31内的温度，在其温度低于设定温度后，可通过阀门35及时将温度低于设定温度的水排出。

25、为了方便控制加热温度，如图3、图4所示，所述炉圈11包括上卡板111和下卡板112，上卡板111表面和下卡板112底面加工有与每块吸热板12对齐的卡槽113，所述卡槽113内安装有支撑吸热板12的支撑滚珠114，支撑滚珠114能减少摩擦力，使闸板能顺畅的转动，所述炉圈11外侧的侧壁上安装有与每块吸热板12连接的卡箍115，卡箍115与卡板固定连接，卡箍115上连接有摆臂116，多根摆臂116与同一根拉杆117连接，所述拉杆117穿过燃气炉4后连接有伸缩装置118，伸缩装置118为现有能实现伸缩的工作器件，伸缩装置带动拉杆117位移，拉杆117带动摆臂116转动，摆臂116通过卡箍115带动吸热板12转动。

26、由于闸板被燃烧炉直接煅烧，如图5所示，为了避免热传递造成管路泄漏，所述耐高温水管15端部连接有耐高温接头，所述耐高温接头包括中空的过渡管151和连接在过渡管151两侧的密封接头152，所述过渡管151两端的端部分别安装有朝向一致的导流嘴153，导流嘴153可引导水的流向，配合水泵14和导流嘴153，能减少煅烧产生的温度传递，与传统密封圈配合能延长耐高温接头的使用寿命。

27、为了能提高对水温的控制，如图6所示，所述混流器22包括转轴221和连接在转轴221上的搅动辊222，所述转轴221顶部穿过水箱21后连接有电机223，所述搅动辊222连接在转轴221底部，且搅动辊222至于储水腔26内，使用时电机223带动转轴221转动，转轴221带动搅动辊222进行搅拌，使补水管23补入的常温水与热水混合，能有效提高对温度的控制。

28、为了避免补水罐27的灌满，如图8所示，所述补水罐27上部的侧壁上连接有与储水罐13联通的溢流管271，溢流管271一侧的补水罐27内壁上内安装液位计 272，溢流管271内安装有电磁阀 273，所述液位计272与电磁阀273的控制器连接，当液位计272监测温度较高时，电磁阀273开启，将补水罐27内多余的水送往储水罐13。

29、本发明的使用方法是：

30、使用时，水泵14将储水罐13内的水传送至分水管17，分水管17通过耐高温水管15再传入吸热板12，水在经过流道16时，吸热板12吸收燃气炉4产生的热量，水的温度升高后再由耐高温水管15传入集水管18，集水管18将热水传入水箱21，并沿水箱21对流向换热装置3，在热水流动过程中，温度传感器24检测温度，若水温较高，补水管23上的电磁阀273开启，将补水罐27内的常温水混入热水中，进行温度调节，同时电机223带动转轴221转动，以提高混合的效率，进而进行温度调节，若水温正常，则补水管23上的电磁阀273不开启，水温调节后，流向换热装置3，换热水管31将将热水的温度传递至蒸馏塔5，对氢氟酸进行蒸发，当换热水管31内的水温降低后，经过排液管34流入补水罐27，当补水罐27内的水达到一定高度后，再经过溢流管271流回储水罐13。

31、以上所述仅是本发明优选的实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何基于本发明所提供的技术方案和发明构思进行的改造和替换都应涵盖在本发明的保护范围内。应当注意，在附图中所图示的结构或部件不一定按比例绘制，同时本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述，以避免不必要地限制本发明。