一种表面活性剂生产用热交换填充塔及方法
技术领域
本发明涉及填充塔技术领域，特别涉及一种表面活性剂生产用热交换填充塔及方法。
背景技术
表面活性剂一般是低分子量分散剂。表面活性剂分子具有改性作用，特别是降低颜料和树脂溶液间表面张力。表面活性剂结构上含有两种溶解性或极性相反的基团，使表面活性增加。在水性体系中，极性基团是一些亲水基，非极性的则是憎水基或亲油基。在非水性体系中，极性基团是憎油基，非极性的为亲油基。表面活性剂按其化学结构分类，特别是极性基团包括:阴离子、阳离子、电中性粒子和非离子。表面活性剂在生产过程中通常需要使用填充塔作为制备容器，现有表面活性剂生产用热交换填充塔在将热量有效的交换利用时并不能够构成热循环，往往是将热量转移至另外的设备，热量的输送成本和消耗，均会造成热量浪费，且原料进入填充塔时不能够对原料进行热量补足，导致低温原料进入填充塔后导致填充内部环境温度起伏，填充塔内部环境温度依靠填充塔内部安装的加热器加热，实现控温，该控温只能够控制反应部分的温度，导致反应部分温度有较大的波动，控温范围窄，
发明内容
本发明的目的在于提供一种表面活性剂生产用热交换填充塔及方法，采用闭合且循环流动的热交换管实现换热，提高热量回收利用率，节约资源；提升原料的温度，进而缩小原料和填充塔内部之间的温度差，避免填充塔环境受注入原料的低温影响；采用加热器补足管路与填充塔之间的温度差值，实现对填充塔的全面控温，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种表面活性剂生产用热交换填充塔，包括填充塔和热交换管，所述填充塔与热交换管相互连接，所述填充塔包括排气管、外壳、进液管、原料进口管和排液管，所述外壳上端安装有排气管，所述外壳的一侧侧壁上开设有进液管和原料进口管，另一侧侧壁上开设有排液管；
所述热交换管包括第一段管路、第二段管路、第三段管路、第四段管路和第五段管路，所述第一段管路位于填充塔内部且呈U型，第一段管路的一端连接有换液管，所述第一段管路连接有第二段管路，第二段管路缠绕于原料进口管上并与第三段管路相通，所述所述第三段管路缠绕于进液管上并与第四段管路相连接，所述第四段管路位于排气管中部，且与第五段管路相互连接，所述第五段管路缠绕于排液管上并与第一段管路相互连通。
进一步地，所述外壳的中部设有填充层，第一段管路贯穿填充层中部，填充层的上方设有液体分布器，液体分布器与进液管相互连通，液体分布器的上方设有捕物网。
进一步地，所述热交换管为环形闭合管路，且第一段管路、第二段管路、第三段管路、第四段管路和第五段管路上至少安装有一个阀门。
进一步地，所述液体分布器和填充层一侧的外壳侧壁上开设有透明观察窗。
进一步地，所述排气管、进液管、原料进口管和排液管上至少安装有一个阀门。
进一步地，所述第一段管路的两端、第二段管路和第三段管路的连接处均设有加热器，加热器的一侧设有温度感应器，温度感应器电性连接有加热器。
进一步地，所述热交换管、进液管和原料进口管均连接有气液混合泵。
根据本发明的另一个方面，提供一种表面活性剂生产用热交换填充塔热交换的方法，包括以下步骤：
S101：第四段管路与排气管排出的气体换热，第五段管路与排液管排出的液体换热；
S102：第五段管路中的液体介质流动至第一段管路中，对填充塔控温；
S103：填充塔中流出的液体介质流入第二段管路，对原料进口管中即将进入填充塔的原料进行换热；
S104：第二段管路的液体介质再流向第三段管路，对进液管中的液体原料进行换热；
S105：第三段管路再循环流入第二段管路，构成闭合的热交换循环。
进一步地，S102、S103和S104事先通过温度感应器测量液体介质温度，根据液体介质温度和填充塔内部环境温度差值，启动加热器对液体介质加热，补足温度差值，达一定温度的液体介质流入填充塔中。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种表面活性剂生产用热交换填充塔及方法，采用闭合且循环流动的热交换管实现换热，通过排气管、排液管处热交换管中的液体介质吸收热量，温度升高，将排出物料中的热量吸收利用，提高热量回收利用率，节约资源；热交换管中的液体介质与原料进料口管和进液管中的原料换热，提升原料的温度，进而缩小原料和填充塔内部之间的温度差，避免填充塔环境受注入原料的低温影响；采用加热器补足第一段管路、第二段管路、第三段管路与填充塔之间的温度差值，实现对填充塔的全面控温。
附图说明
图1为本发明的表面活性剂生产用热交换填充塔的整体结构图；
图2为本发明的表面活性剂生产用热交换填充塔的填充塔结构图；
图3为本发明的表面活性剂生产用热交换填充塔的填充塔内部结构图；
图4为本发明的表面活性剂生产用热交换填充塔的液体分布器连接图；
图5为本发明的表面活性剂生产用热交换填充塔的热交换管结构图；
图6为本发明的表面活性剂生产用热交换的方法流程图。
图中：1、填充塔；11、排气管；12、外壳；13、进液管；14、原料进口管；15、排液管；16、填充层；17、液体分布器；18、捕物网；19、透明观察窗；2、热交换管；21、第一段管路；22、第二段管路；23、第三段管路；24、第四段管路；25、第五段管路；26、加热器；27、换液管。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1-4，一种表面活性剂生产用热交换填充塔，包括填充塔1和热交换管2，填充塔1与热交换管2相互连接，热交换管2、进液管13和原料进口管14均连接有气液混合泵，热交换管2为环形闭合管路，且第一段管路21、第二段管路22、第三段管路23、第四段管路24和第五段管路25上至少安装有一个阀门，填充塔1包括排气管11、外壳12、进液管13、原料进口管14和排液管15，外壳12上端安装有排气管11，排气管11、进液管13、原料进口管14和排液管15上至少安装有一个阀门，外壳12的一侧侧壁上开设有进液管13和原料进口管14，另一侧侧壁上开设有排液管15，外壳12的中部设有填充层16，第一段管路21贯穿填充层16中部，填充层16的上方设有液体分布器17，液体分布器17与进液管13相互连通，液体分布器17的上方设有捕物网18，液体分布器17和填充层16一侧的外壳12侧壁上开设有透明观察窗19，换液管27上设有两个管道接口，且两个管道接口之间设有阀门，两个管道接口上也设有阀门，不使用时，两个管道接口之间的阀门打开，两个管道接口上的阀门关闭，热交换管2中液体在泵的驱动下循环流动，使用时，将两个管道接口之间的阀门关闭，两个管道接口上的阀门打开，其中一个管道接口提供新的液体，另一个管道接口排出原有热交换管2中的液体，实现对热交换管2中液体的替换。
参阅图5，热交换管2包括第一段管路21、第二段管路22、第三段管路23、第四段管路24和第五段管路25，第一段管路21位于填充塔1内部且呈U型，第一段管路21的一端连接有换液管27，第一段管路21连接有第二段管路22，第二段管路22缠绕于原料进口管14上并与第三段管路23相通，第三段管路23缠绕于进液管13上并与第四段管路24相连接，第四段管路24位于排气管11中部，且与第五段管路25相互连接，第五段管路25缠绕于排液管15上并与第一段管路21相互连通，第一段管路21的两端、第二段管路22和第三段管路23的连接处均设有加热器26，加热器26的一侧设有温度感应器，温度感应器电性连接有加热器26。
参阅图6，为了更好的展现表面活性剂生产用热交换填充塔热交换的流程，本实施例现提出一种表面活性剂生产用热交换填充塔热交换的方法，包括以下步骤：
S101：第四段管路24与排气管11排出的气体换热，第五段管路25与排液管15排出的液体换热，此处热交换管2中的液体介质吸收热量，温度升高；通过进液管13和原料进口管14分别向填充塔1中输入活性剂制备原料，活性剂制备原料相互反应，生成的气体从排气管11排出，液体从排液管15排出；
S102：第五段管路25中的液体介质流动至第一段管路21中，对填充塔1控温；
S103：填充塔1中流出的液体介质流入第二段管路22，对原料进口管14中即将进入填充塔1的原料进行换热；第二段管路22中的液体介质温度高于注入原料的温度，因此，液体介质的温度能够交换给原料，提升原料的温度，进而缩小原料和填充塔1内部之间的温度差，避免填充塔1环境受注入原料的低温影响；
S104：第二段管路22的液体介质再流向第三段管路23，对进液管13中的液体原料进行换热；S102、S103和S104事先通过温度感应器测量液体介质温度，根据液体介质温度和填充塔1内部环境温度差值，启动加热器26对液体介质加热，补足温度差值，达一定温度的液体介质流入填充塔1中；第三段管路23中的液体介质温度高于注入原料的温度，因此，液体介质的温度能够交换给原料，提升原料的温度，进而缩小原料和填充塔1内部之间的温度差，避免填充塔1环境受注入原料的低温影响；
S105：第三段管路23再循环流入第二段管路22，构成闭合的热交换循环。
综上所述：本发明提出的一种表面活性剂生产用热交换填充塔及方法，采用闭合且循环流动的热交换管2实现换热，通过排气管11、排液管15处热交换管2中的液体介质吸收热量，温度升高，将排出物料中的热量吸收利用，提高热量回收利用率，节约资源；热交换管2中的液体介质与原料进口管14和进液管13中的原料换热，提升原料的温度，进而缩小原料和填充塔1内部之间的温度差，避免填充塔1环境受注入原料的低温影响；采用加热器26补足第一段管路21、第二段管路22、第三段管路23与填充塔1之间的温度差值，实现对填充塔1的全面控温。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
