本實(shí)用新型涉及一種用于流體的加熱器，尤其涉及一種腐蝕性流體的加熱器、腐蝕性流體的過(guò)流加熱系統(tǒng)和鹽霧加熱蒸發(fā)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在化工行業(yè)中，常常涉及對(duì)腐蝕性液體、霧狀體、氣體的快速加熱要求。

例如：在鹽化工行業(yè)中，需對(duì)高濃度鹽溶液或鹽水霧在高速流動(dòng)或噴射過(guò)程中進(jìn)行過(guò)流式快速加熱(即：鹽溶液或鹽水霧在流動(dòng)過(guò)程中被加熱)，以便水分在高溫環(huán)境下迅速蒸發(fā)，達(dá)到鹽溶液濃縮、結(jié)晶析出的目的。

在電鍍行業(yè)中也有對(duì)酸、堿溶液過(guò)流式加熱的需求。

尤其在反滲透海水淡化處理領(lǐng)域中，每天都在產(chǎn)生數(shù)以萬(wàn)噸計(jì)的濃鹽水直接排放到海中，不僅造成巨大的資源浪費(fèi)，同時(shí)還將造成近海濃鹽水污染，影響海洋生態(tài)平衡。采用噴霧蒸發(fā)法對(duì)濃鹽水進(jìn)行深化處理，可在蒸發(fā)淡水的同時(shí)濃縮鹽溶液，直至使鹽結(jié)晶析出，從而實(shí)現(xiàn)無(wú)排放海水淡化處理，具有巨大的應(yīng)用前景。

采用普通電加熱器對(duì)鹽溶液或鹽霧進(jìn)行過(guò)流式快速加熱存在以下弊端：

1、由于水的熱容量很大，因此加熱速度很慢，普通加熱器依靠熱傳導(dǎo)提升水溫，不能適應(yīng)高速流動(dòng)或噴射的鹽溶液的升溫速度要求；

2、鹽溶液或酸堿液體具有強(qiáng)烈的腐蝕性，鎧裝電熱器的外殼即使采用高牌號(hào)不銹鋼制成，也不能長(zhǎng)期工作，外殼一旦腐蝕穿孔，就會(huì)導(dǎo)致漏電故障，因此普通電熱器不適宜在腐蝕性溶液中進(jìn)行內(nèi)熱式加熱

3、金屬鎧裝加熱器表面容易結(jié)垢，在溶液中運(yùn)行一段時(shí)間后鹽垢會(huì)逐漸加厚，導(dǎo)致傳熱速度進(jìn)一步降低。

4、外熱式加熱的效率極低，能耗高，傳熱速度慢，不適宜溶液的過(guò)熱式加熱。

5、現(xiàn)有外熱式紅外燈管加熱器依靠紅外線對(duì)介質(zhì)遠(yuǎn)距離加熱，但因燈管遠(yuǎn)離介質(zhì)，驅(qū)動(dòng)燈管本身發(fā)生紅外線的大量熱量不能被利用于對(duì)介質(zhì)加熱，故效率低、加熱速度慢。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于流體的加熱器、過(guò)流加熱系統(tǒng)和鹽霧加熱蒸發(fā)系統(tǒng)，克服了現(xiàn)有技術(shù)中的問(wèn)題，所述加熱器能夠適應(yīng)腐蝕性液體的過(guò)流式加熱，所述鹽霧加熱系統(tǒng)應(yīng)用所述加熱器使得加熱器直接與鹽霧接觸，是一種全方位、立體的過(guò)流加熱蒸發(fā)方式。

根據(jù)上述目的，本實(shí)用新型提供一種用于流體的加熱器，包括紅外石英燈管及密封于所述燈管內(nèi)腔中的鎢絲，所述鎢絲通過(guò)燈腳從所述紅外石英燈管的端部伸出與引出線接合以通過(guò)所述引出線獲取電力，所述引出線被引出線護(hù)套所包裹，所述引出線護(hù)套由耐腐蝕、耐熱材料制成。

在一實(shí)施例中，所述紅外石英燈管在所述端部的位置套有封裝套管，以形成以所述端部為底和以所述密封套管為壁的腔體，所述燈腳與所述引出線的接合部位位于所述腔體內(nèi)，所述腔體內(nèi)填充有密封膠以密封所述燈腳與所述引出線的結(jié)合部位。

在一實(shí)施例中，所述引出線為耐熱等級(jí)大于200℃的導(dǎo)線。

在一實(shí)施例中，所述引出線為鐵氟龍導(dǎo)線或聚四氟乙烯絕緣導(dǎo)線。

在一實(shí)施例中，所述封裝套管為陶瓷或熱固性模壓塑料。

在一實(shí)施例中，所述密封膠為耐熱等級(jí)大于200℃的有機(jī)硅密封膠或其他無(wú)機(jī)材料密封膠。

在一實(shí)施例中，所述加熱器還包括封裝套管掛鉤，固定在所述封裝套管外表面，用于懸掛所述加熱器。

在一實(shí)施例中，所述加熱器還包括控溫儀，用于控制所述鎢絲的功率。

本實(shí)用新型還提供一種過(guò)流式的流體加熱系統(tǒng)，包括至少一個(gè)前述的加熱器，所述流體加熱系統(tǒng)還包括：容器，用于存放所述流體，所述容器包括輸入口和輸出口，所述輸入口設(shè)置在所述容器底部，以供待加熱流體進(jìn)入，所述輸出口設(shè)置在與所述輸入口相對(duì)的所述容器頂部，以供加熱后的流體輸出，所述加熱器浸入所述流體內(nèi)部。

本實(shí)用新型還提供一種用于鹽霧的加熱蒸發(fā)系統(tǒng)，所述加熱蒸發(fā)系統(tǒng)包括：蒸發(fā)塔，所述蒸發(fā)塔內(nèi)設(shè)有噴嘴以將待加熱的腐蝕性鹽水噴入所述蒸發(fā)塔內(nèi)，以形成鹽霧，所述蒸發(fā)塔內(nèi)還設(shè)有至少一個(gè)前述加熱器，用于對(duì)所述鹽霧進(jìn)行加熱，所述蒸發(fā)塔頂部設(shè)有水蒸氣出口，供加熱蒸發(fā)后的水蒸氣排出。

在一實(shí)施例中，所述蒸發(fā)塔內(nèi)設(shè)有燈架，用于懸掛所述加熱器。

本實(shí)用新型提出了一種用于流體的加熱器、過(guò)流加熱系統(tǒng)和鹽霧加熱蒸發(fā)系統(tǒng)，所述加熱器采用石英外殼，燈腳與耐高溫引出線釬焊連接后進(jìn)行密封防水處理，然后將引出線導(dǎo)出容器接通控溫系統(tǒng)。當(dāng)加熱器浸沒(méi)在流體溶液中時(shí)即形成過(guò)流加熱系統(tǒng)。當(dāng)加熱器放置在鹽霧蒸發(fā)塔內(nèi)進(jìn)行內(nèi)熱式過(guò)流加熱時(shí)，即形成鹽霧加熱蒸發(fā)系統(tǒng)。

附圖說(shuō)明

圖1用于流體的加熱器的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖

圖2鎧裝電熱元件過(guò)流式加熱結(jié)構(gòu)示意圖

圖3鎧裝電熱元件對(duì)式加熱結(jié)構(gòu)示意圖

圖4過(guò)流式的流體加熱系統(tǒng)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖

圖5用于鹽霧的加熱蒸發(fā)系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖

為清楚起見(jiàn)，以下給出附圖標(biāo)記的簡(jiǎn)要說(shuō)明：

101：紅外石英燈管

102：鎢絲

103：燈腳

104、405：引出線

105：引出線護(hù)套

106：焊接點(diǎn)

107：封裝套管

108：腔體

109：密封膠

110：封裝套管掛鉤

111：引出線導(dǎo)體

201：鎧裝式電熱元件

301、401、503：加熱器

402：容器

403：輸入口

404：輸出口

406、506：控溫儀

407：流量控制閥

501：蒸發(fā)塔

502：噴嘴

504：水蒸氣出口

505：燈架

507：鹽水壓力變送器

508：水管

509：抽風(fēng)機(jī)

510：冷凝管

具體實(shí)施方式

本實(shí)用新型基本構(gòu)思是將加熱器和用于接通電源的引出線密封，加熱器的燈管外殼采用抗腐蝕的石英材料，由此適應(yīng)浸入腐蝕性液體加熱的需求。

根據(jù)上述實(shí)用新型基本構(gòu)思，請(qǐng)參看圖1，圖1示出了本實(shí)用新型用于流體的加熱器的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述加熱器包括紅外石英燈管101及密封于燈管101內(nèi)腔中的鎢絲102，鎢絲102通過(guò)燈腳103從紅外石英燈管101的端部伸出與引出線104接合，以通過(guò)引出線104獲取電力，引出線104被引出線護(hù)套105所包裹，引出線護(hù)套105由耐腐蝕、耐熱材料制成。耐腐蝕、耐熱材料可以是鐵氟龍、或聚四氟乙烯、或其他耐熱等級(jí)大于200℃的絕緣材料。

紅外石英燈管101是由純石英材料制成的，且能夠透過(guò)紅外線。引出線104可根據(jù)不同應(yīng)用溫度，選擇不同耐熱等級(jí)的銅芯絕緣導(dǎo)線，工況在100℃以下的可選擇鐵氟龍導(dǎo)線，工況在200左右的可選擇聚四氟乙烯絕緣導(dǎo)線。引出線護(hù)套105使引出線具有雙重絕緣，保證引出線可在腐蝕性液體、霧狀體或氣體中可靠工作。

石英材料化學(xué)性質(zhì)極其穩(wěn)定，具有比高牌號(hào)不銹鋼更良好的耐酸、堿、鹽腐蝕性，能夠適應(yīng)在腐蝕性介質(zhì)中工作，且紅外石英燈管表面光滑，不易結(jié)垢，不會(huì)因表面結(jié)垢降低效率，石英材料還具有良好的耐冷熱沖擊性能，試驗(yàn)表明，將表面溫度達(dá)到800℃的燈管直接插入冷水中，燈管也不會(huì)開(kāi)裂，能夠適應(yīng)內(nèi)熱式加熱的工況。

在本實(shí)用新型的一實(shí)施例中，燈腳103與引出線104中的導(dǎo)體111在焊接點(diǎn)106釬焊連接，封裝套管107套在紅外石英燈管101端部的位置上以形成以所述端部為底和以密封套管107為壁的腔體108，焊接點(diǎn)106位于腔體108內(nèi)，腔體108內(nèi)填充有密封膠109以密封焊接點(diǎn)106。密封膠109可以是有機(jī)硅密封膠系列的，也可以是其他類型的絕緣密封粘合材料，封裝套管107材質(zhì)可以是耐腐蝕金屬(高牌號(hào)不銹鋼等)，也可以是陶瓷、熱固性模壓塑料。加工時(shí)，可將密封膠灌注在封裝套管之中，固化后即形成耐水的灌封部件，將燈腳與引出線釬焊后的裸露部位密封起來(lái)與液體隔離，在電源與溶液之間形成可靠的絕緣層。

在另一實(shí)施例中，所述加熱器還包括封裝套管掛鉤110，固定在封裝套管107外表面，用于懸掛所述加熱器。

加工上述加熱器的主要步驟包括：

根據(jù)應(yīng)用工況的要求，選取“單向出腳”或“雙向出腳”的紅外石英燈管101(此處以“單向出腳”燈管為例)作加工；

將引出線104與燈腳103釬焊在一起，保證引出線104與燈腳103接觸良好；

將引出線104穿過(guò)封裝套管107，并使封裝套管107與紅外石英燈管101定位固定；

將絕緣密封膠109注入封裝套管107，該密封膠109固化后即形成耐水的灌封部件，即可將燈腳103與引出線105釬焊后的裸露部位密封起來(lái)與液體隔離，在電源與溶液之間形成可靠的絕緣層，又起到將紅外石英燈管101與封裝套管107粘合固定的作用；

紅外石英燈管101整體通過(guò)封裝套管掛鉤110懸掛安裝在液體容器或蒸發(fā)塔內(nèi)。引出線104則導(dǎo)出容器外，與控溫儀連接，即可通電控溫加熱，實(shí)現(xiàn)液體或鹽霧的內(nèi)熱式過(guò)流快速加熱。

在電鍍行業(yè)、化工行業(yè)、制鹽行業(yè)均有酸、堿、鹽等腐蝕性液體的大流量連續(xù)過(guò)流式加熱的需求。傳統(tǒng)方案請(qǐng)參見(jiàn)圖2鎧裝電熱元件過(guò)流式加熱結(jié)構(gòu)示意圖，是將鎧裝式電熱元件201安置在所需加熱的液體內(nèi)，依靠鎧裝式電熱元件201的表面溫度對(duì)液體的傳導(dǎo)實(shí)現(xiàn)對(duì)液體的加熱。鎧裝電熱元件雖然也是一種內(nèi)熱式的加熱方式，但由于電熱元件與液體的接觸面積有限，熱傳導(dǎo)速度很慢，加熱容器的容積必須足夠大、電熱元件的功率也必須足夠大才能滿足要求。同時(shí)，由于鎧裝電熱元件是在腐蝕性液體中工作，因此鎧裝材料必須采用高牌號(hào)不銹鋼，即使如此，仍然壽命不長(zhǎng)。另外，金屬鎧裝材料在熱態(tài)酸堿鹽環(huán)境下工作，金屬表面易與酸堿鹽發(fā)生反應(yīng)，形成不溶的“垢層”，長(zhǎng)期工作后，會(huì)降低導(dǎo)熱效率，影響熱量的傳導(dǎo)速度。傳統(tǒng)方案還包括如圖3所示的流體加熱系統(tǒng)，直接將加熱器301置于流體外部。

為了克服傳統(tǒng)方案的問(wèn)題，運(yùn)用上述可浸入腐蝕性液體的加熱器，本實(shí)用新型還提供一種過(guò)流式的流體加熱系統(tǒng)，請(qǐng)參看圖4，圖4示出了本實(shí)用新型過(guò)流式的流體加熱系統(tǒng)的一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述過(guò)流式的流體加熱系統(tǒng)，包括至少一個(gè)前述的加熱器401，所述流體加熱系統(tǒng)還包括：容器402，用于存放所述流體，容器402包括輸入口403和輸出口404，輸入口403設(shè)置在容器402底部，以供待加熱流體進(jìn)入，輸出口404設(shè)置在與輸入口403相對(duì)的容器402頂部，以供加熱后的流體輸出，加熱器401浸入流體內(nèi)部。

所述過(guò)流式的流體加熱系統(tǒng)的使用方法如下：

加熱器401安置在容器402中，加熱器引出線405從容器402內(nèi)導(dǎo)出，與控溫儀406連接；

打開(kāi)流量控制閥407，溶液從容器底部的輸入口403進(jìn)入溶液存放容器402，將加熱器401淹沒(méi)。加熱器401在控溫儀406的控制下通電對(duì)溶液加熱。溶液受熱后產(chǎn)生對(duì)流作用，熱溶液上升，從容器402上部的輸出口404輸出，冷溶液則通過(guò)流量控制閥407從容器底部源源不斷進(jìn)入容器402進(jìn)行液位補(bǔ)充，從而實(shí)現(xiàn)液體的過(guò)流式加熱。

在所述過(guò)流式的流體加熱系統(tǒng)中，由于加熱器發(fā)出的紅外線驅(qū)動(dòng)容器中的水分子高速振動(dòng)而發(fā)熱，水分子無(wú)需接觸燈管，凡紅外線照射到的水分子均能獲得能量振動(dòng)發(fā)熱，是一種對(duì)容器中的水分子立體加熱的方式，因此加熱速度快，能夠適應(yīng)溶液的升溫速度要求；

同時(shí)，燈管淹沒(méi)于溶液之中，不僅遠(yuǎn)處的水分子能獲得紅外線加熱，與燈管接觸的水分子同時(shí)能直接從高溫管壁獲得熱量，是一種內(nèi)熱式的加熱方法，加熱器發(fā)出的紅外線的熱量同時(shí)被物體吸收，紅外線分子振動(dòng)發(fā)熱與傳導(dǎo)輻射加熱同步進(jìn)行，因此效率更高，升溫速度更快。

所述本實(shí)用新型所涉及的過(guò)流式的流體加熱系統(tǒng)可用于酸、堿、鹽等腐蝕性液體的大流量連續(xù)過(guò)流式加熱。

在海水淡化等領(lǐng)域，需要對(duì)鹽霧進(jìn)行蒸發(fā)，進(jìn)而將水和鹽類物質(zhì)分離，而傳統(tǒng)的加熱蒸發(fā)系統(tǒng)是：向蒸發(fā)塔內(nèi)輸送熱風(fēng)，是一種外熱式的加熱方式，效率很低，加熱速度很慢，低溫鹽霧具有很大的容量，熱空氣不能滿足鹽霧升溫的要求；或者，在蒸發(fā)塔內(nèi)安置電熱元件，使鹽霧接觸到高溫電熱元件后加熱。這是一種接觸式傳導(dǎo)加熱的方式，由于電熱元件不可能密布于蒸發(fā)塔內(nèi)，大量鹽霧不能與電熱元件接觸，因此加熱效率也很低，不能達(dá)到瞬間提升鹽霧溫度的目的。

本實(shí)用新型利用前述加熱器，還提供一種用于鹽霧的加熱蒸發(fā)系統(tǒng)，請(qǐng)參看圖5，圖5示出了本實(shí)用新型用于鹽霧的加熱蒸發(fā)系統(tǒng)一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。所述加熱蒸發(fā)系統(tǒng)包括：

蒸發(fā)塔501，蒸發(fā)塔501內(nèi)設(shè)有噴嘴502以將待加熱的腐蝕性鹽水噴入蒸發(fā)塔501內(nèi)，以形成鹽霧，蒸發(fā)塔501內(nèi)還設(shè)有至少一個(gè)前述的加熱器503，用于對(duì)鹽霧進(jìn)行加熱，蒸發(fā)塔501頂部設(shè)有水蒸氣出口504，供加熱蒸發(fā)后的水蒸氣排出。

在本實(shí)用新型用于鹽霧的加熱蒸發(fā)系統(tǒng)另一實(shí)施例中，加熱器503通過(guò)塔內(nèi)的燈架505按一定的密度安置在蒸發(fā)塔501中，加熱器引出線順著燈架505從蒸發(fā)塔501內(nèi)導(dǎo)出，與控溫儀506連接。利用鹽水壓力變送器507，將高壓鹽水從水管508輸送進(jìn)入噴嘴502，鹽水通過(guò)噴嘴502后變?yōu)楦咚龠\(yùn)動(dòng)的鹽霧，霧滴直徑在50微米左右，均勻地分布在蒸發(fā)塔501內(nèi)。加熱器503在整個(gè)蒸發(fā)塔內(nèi)均勻地發(fā)射紅外線。

由于在整個(gè)蒸發(fā)塔內(nèi)均有紅外線存在，因此所有的霧滴無(wú)論是否與燈管接觸，均能受到紅外線的作用，霧滴中的水分子能夠在瞬間接受能量，在紅外線的驅(qū)動(dòng)下高速振動(dòng)而發(fā)熱。這是一種全方位、立體的過(guò)流加熱方式，蒸發(fā)塔內(nèi)的鹽霧溫度迅速上升，能夠在幾分鐘內(nèi)使蒸發(fā)塔內(nèi)的鹽霧溫度從20℃以下提升到60℃以上，水蒸氣即從鹽霧中大量逸出。

在另一實(shí)施例中，所述用于鹽霧的加熱蒸發(fā)系統(tǒng)還包括抽風(fēng)機(jī)509，用于在蒸發(fā)塔頂部形成負(fù)壓，以抽出水蒸氣。更優(yōu)地，所述用于鹽霧的加熱蒸發(fā)系統(tǒng)還包括冷凝管510，用于將抽出的水蒸氣轉(zhuǎn)變?yōu)槔淠?/p>

在另一實(shí)施例中，未被蒸發(fā)的鹽霧則被濃縮，跌落到蒸發(fā)塔底部，成為高濃度鹽水，該高濃度鹽水的水溫也可達(dá)到60℃左右。如其濃度尚未達(dá)到飽和程度，則由壓力變送器507將熱態(tài)濃鹽水吸入增壓后再?gòu)膰娮?02噴射到蒸發(fā)塔中，形成新的鹽霧再度重復(fù)蒸發(fā)，直至濃縮到預(yù)定的濃度后，將濃縮鹽水導(dǎo)出蒸發(fā)塔，在結(jié)晶流水線上形成結(jié)晶鹽。更優(yōu)地，當(dāng)熱態(tài)濃鹽水被回收重新在蒸發(fā)塔噴射時(shí)，控溫儀自動(dòng)降低加熱器的加熱功率，降低了能耗，并使蒸發(fā)塔溫度保持恒定，因此，熱態(tài)濃鹽水重復(fù)噴射是一種自動(dòng)的能量回收方式。

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