[发明专利]一种冷凝系统及冷凝方法

说明书

本发明涉及一种冷凝系统，包括：压缩设备、余热回收设备、散热设备、干燥设备、第一换热设备、第二换热设备、汽液分离设备。还涉及一种冷凝方法。其优点在于，进行余热回收，有效利用压缩设备压缩后的高温高压气体的余热，散热设备功耗降低；对渗透汽化气体进行分级冷凝；渗透汽化气体直接与制冷剂进行换热冷凝，与现有的通过水或其他溶剂间接进行换热冷凝相比较，能够节省设备投资、运行能耗和占地面积。

技术领域

本发明涉及渗透汽化技术领域，尤其涉及一种应用于渗透汽化膜系统的冷凝系统及冷凝方法。

背景技术

渗透汽化(Pervaporation，PV)是一种新型膜分离技术。该技术用于液体混合物的分离，其突出优点是能够以低的能耗实现蒸馏、萃取、吸附等传统方法难于完成的分离任务。它特别适用于普通精馏难于分离或不能分离的近沸点、恒沸点混合物的分离；对有机溶剂及混合溶剂中微量水的脱除，对废水中少量有机污染物的分离有明显的经济上和技术上的优势。渗透汽化膜分离技术是利用有机溶剂和水(或溶剂中的不同组分)在致密膜中的溶解性(热力学性质)和扩散性(动力学性质)的不同，使水(或某一组分)透过膜，然后在膜的另一侧汽化，从而实现分离过程；水(或某一组分)在膜的另一侧汽化后需经冷凝后再排放。

然而，渗透汽化膜分离技术存在一些缺陷。如渗透汽化系统膜组件进料需加热至特定温度，需要消耗能量。渗透汽化系统膜组件另一侧汽化后的气体则需冷凝，冷凝设备在制冷循环过程中冷凝器散发的热量直接排入大气中，损失了热量，造成了热污染。

此外，渗透汽化膜组件真空侧透过的是混合气体，如何实现目标物的高效回收是现有技术存在的难题。

因此，亟需一种对制冷循环过程中的热量回收、提高冷凝效率和目标物的回收率、减少能耗和占地面积的用于渗透汽化膜系统的冷凝系统。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种冷凝系统及冷凝方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种冷凝系统，应用于渗透汽化膜系统，包括：

压缩设备；

余热回收设备，所述余热回收设备与压缩设备通过管路连通，在连通所述余热回收设备与所述压缩设备的管路上设置有第一阀门；

散热设备，所述散热设备分别与所述压缩设备和所述余热回收设备通过管路连通，在该管路上设置有第二阀门；

干燥设备，所述干燥设备与所述散热设备通过管路连通；

第一换热设备，所述第一换热设备与所述干燥设备通过管路连通，在该管路上设置有第三阀门和第一膨胀阀门；

第二换热设备，所述第二换热设备分别与所述干燥设备和所述第一换热设备通过管路连通，在连通所述第二换热设备和所述干燥设备的管路上设置有第四阀门和第二膨胀阀门；

汽液分离设备，所述气液分离设备分别与所述压缩设备、所述第一换热设备和所述第二换热设备通过管路连通。

优选地，所述余热回收设备包括：

进料进口；

进料出口，所述进料出口与所述进料进口连通，形成进料管路；

制冷剂第一进口，所述制冷剂第一进口与所述压缩设备通过管路连通，在该管路上设置有所述第一阀门；

制冷剂第一出口，所述制冷剂第一出口与所述制冷剂第一进口连通，形成制冷剂第一管路，所述制冷剂第一出口与所述散热设备通过管路连通；

所述进料管路与所述制冷剂第一管路不连通。

优选地，所述散热设备包括：