自清洁循环换热装置制造方法及图纸

一种自清洁循环换热装置，包括换热主体和沉降式固液分离器，沉降式固液分离器包括上部的分离器直筒和与分离器直筒底部连通的下行管、颗粒横管和冲水管，其中分离器直筒连接换热主体的上部出口，下行管末端的一侧连接颗粒横管一端，颗粒横管另一端连接至换热主体下部，下行管末端的另一侧连接冲水管，冲水管方向与颗粒横管方向平行，使从冲水管进入的流体能平行进入颗粒横管；并且冲水管的中心线不高于颗粒横管的中心线。本发明专利技术的换热装置通过冲水管配合颗粒横管，冲水管的高速射流高效的将颗粒横管内的含颗粒的固液两相混合物冲入换热主体内。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种循环换热装置，进一步的，本专利技术涉及一种自清洁循环换热装置。
技术介绍
煤气化技术是指把经过处理的煤粉、煤浆或渣油等送入气化炉内，在一定的温度和压力下，与气化剂反应后制得粗煤气。无论是干法除尘的煤气化技术还是湿法除尘的煤气化技术，在粗煤气的初步处理过程中均会产生大量高温黑灰水，为节省水资源，需要对该部分黑灰水降温后处理回收并循环利用。如德士古煤气化的锁斗冲洗水冷却器、废水冷却器等均为水平布置的管壳式换热器，管程为高温灰水、壳层为循环水，设备制造全部采用碳钢材料。气化黑灰水不仅具有一定的腐蚀性，而且悬浮物含量高，钙镁硬度大，总溶固多，在换热器的正常运行中易出现设备结垢、堵塞等现象。因此生产装置在运行过程中都按一备一或是一备二方式设置的备用换热器，待运行换热器出现故障后投入备用换热器并对故障换热器进行隔离清洗，单台换热器从投入使用到必须隔离清洗的时间根据各地区煤质不同，时间各有长短，如在某化工装置上该灰水换热器运行时间仅为15天，不仅影响整套装置的稳定运行，而且对每台结垢或堵塞的换热器还要投如大量人力、物力进行清洗。现有技术中有采用含固体颗粒的循环流体进行换热，但循环使用的固体颗粒由于进入换热器时颗粒所占两相流的浓度不足，难以达到除垢效果，颗粒在进入横管时由于重力沉降原因，会在横管道内堆积、堵塞，影响循环过程，进一步降低换热效果。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种自清洁循环换热装置，以解决以上所述的至少一项技术问题。(二)技术方案为实现上述目的，本专利技术提供一种自清洁循环换热装置，包括换热主体和沉降式固液分离器，所述沉降式固液分离器包括上部的分离器直筒和与所述分离器直筒底部连通的下行管、颗粒横管和冲水管，其中所述分离器直筒连接所述换热主体的上部出口，所述下行管末端的一侧连接颗粒横管一端，颗粒横管另一端连接至换热主体下部，所述下行管末端的另一侧连接冲水管，所述冲水管方向与所述颗粒横管方向平行，使从冲水管进入的流体能平行进入所述颗粒横管；并且所述冲水管的中心线不高于所述颗粒横管的中心线。进一步优选的，所述下行管通道上设置有颗粒运动控制装置，以控制下行管通道的连通或者截止；在所述颗粒运动控制装置的下方，设置一连接所述下行管通道的压力入口支路，所述压力入口支路上设置有压力入口阀；所述压力入口阀和颗粒运动控制装置电性连接至一控制器。进一步优选的，所述下行管的中心线与垂直方向的夹角为α，其中，0°≤α≤30°。进一步优选的，所述下行管的中心线与所述颗粒横管中心线所成角度为β，其中，85°≤β≤115°。进一步优选的，所述颗粒横管的长度大于2.5倍的颗粒横管的水力直径。进一步有优选的，所述下行管与所述颗粒横管的连接处还设置有底部颗粒放料口，该底部颗粒放料口液体流入口。进一步的优选的，所述下行管高度与所述颗粒横管的长度比值大于2.5。进一步优选的，所述冲水管水力直径小于颗粒横管水力直径。进一步优选的，所述冲水管内流量满足条件：设定V1为冲水管流量，V2为进入换热器底部的流量，则0.02＜V1/(V1+V2)＜0.6。进一步优选的，所述冲水管设置有流速控制装置，以控制所述颗粒横管内两相流的流速范围为0.05-1.2m/s。(三)有益效果根据上述技术方案，可以获知本专利技术的自清洁循环换热装置有益效果在于：(1)通过冲水管配合颗粒横管，冲水管的高速射流高效的将颗粒横管内的含颗粒的固液两相混合物冲入换热主体内；(2)通过在下行管设置颗粒运动控制装置和压力入口阀，经两者联合作用，提高进入颗粒横管内的颗粒流速，提高颗粒进入换热器的浓度，提高换热器管壁的清洗效果；(3)通过设置颗粒横管以及颗粒横管的尺寸，可以更好的来控制颗粒的流动；(4)通过设置下行管与垂直方向的夹角以及下行管与颗粒横管的夹角，进一步优化横管内流体的流速；为了保证颗粒的正常循环，冲洗液体不会大量倒流至下行管，而能进入颗粒横管，就确保下行管的阻力大于颗粒横管，因此要控制下行管的竖直高度与颗粒横管的长度比大于2.5，当满足不了时，那么将下行管倾斜一定角度，这样颗粒横管长度会变短，亦可满足大于2.5的要求。附图说明图1是本专利技术实施例的自清洁循环换热装置整体示意图。图2是图1中下行管的部分放大示意图。图3A和图3B分别是颗粒运动控制装置的打开和截止状态的流体流动示意图。图4是本专利技术实施例的自清洁循环换热装置含颗粒横管和冲水管的示意简图；图5是本专利技术实施例的下行管与颗粒横管连接关系局部示意图。图6是本专利技术实施例立式流化床换热装置与其它装置配合使用的示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本专利技术实施方式的说明旨在对本专利技术的总体专利技术构思进行解释，而不应当理解为对本专利技术的一种限制。在本专利技术中的一些技术术语或者用语具有以下含义：在本专利技术中“底部”，“中部”和“上部”属于相对概念，举例来说，“沉降式固液分离器包括上部的分离器直筒”中的“上部”是位于沉降式固液分离器上端的位置，位于下行管的上方，该位置用于混合物中流体和固体颗粒的分离。“水力直径”是在管内流动中引入的，其目的是为了给非圆管流动取一个合适的特征长度来计算其雷诺数。常用表达式是：4A/P，即横截面积A的四倍除以周长P。根据本专利技术总体上的构思，提供一种自清洁循环换热装置，包括沉降式固液分离器，分离器其包括下行管，下行管末端的两侧分别设置颗粒横管和冲水管，冲水管冲入的流体能够提供一定流速，使颗粒横管内的固液混合物能高效流入换热主体下部，提高颗粒横管输送效率。图1是本专利技术实施例的自清洁循环换热装置整体示意图。图1中的自清洁循环换热装置包括换热主体102以及沉降式固液分离器101，换热主体102以及沉降式固液分离器101的上部和底部分别进行连通，从而形成一体式循环，循环颗粒以及流体在换热主体102的底部进行混合，在换热主体102的中部与待换热物质进行换热，然后从上部流入沉降式固液分离器101，然后进行固液分离后，循环颗粒经重力下沉作用到达底部，再进入换热主体102的底部进行循环。下面将对沉降式固液分离器101的具体构造进行详细说明。沉降式固液分离器101包括上部的分离器直筒1和与分离器直筒1连通的下行管2，其中分离器直筒1通过一分离器下锥形封头15与下行管连通。分离器直筒1连接换热主体102的上部出口，经换热后的流体和循环颗粒10的混合物可以从换热主体102的上部出口流出，经过管道进入分离器直筒1，在分离器直筒1内进行沉降，其中分离后的流体上行，选择可以经由流体排出口12排出。图1中，连接换热主体102上部的为流出管，连接至沉降式固液分离器101的为流入管，流出管与流入管互相连接，一种优选的设置方式是，流出管的内管径小于所述流入管的内管径，该种设置方式降低了进入重力沉降式固液分离器的流体流速，所产生的结果是提高了混合流体的后续分离效率。优选的，在分离器直筒的顶部设置有颗粒入口12，以在进行热交换循环式，内部循环颗粒10不足时，从该入口处装填循环颗粒10。在本实施例中，对于循环颗粒10种类的选择可以是本领域中常用的沙粒、钢球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自清洁循环换热装置，包括换热主体和沉降式固液分离器，其特征在于：所述沉降式固液分离器包括上部的分离器直筒和与所述分离器直筒底部连通的下行管、颗粒横管和冲水管，其中所述分离器直筒连接所述换热主体的上部出口，所述下行管末端的一侧连接颗粒横管一端，颗粒横管另一端连接至换热主体下部，所述下行管末端的另一侧连接冲水管，所述冲水管方向与所述颗粒横管方向平行，使从冲水管进入的流体能平行进入所述颗粒横管；并且所述冲水管的中心线不高于所述颗粒横管的中心线。

【技术特征摘要】
1.一种自清洁循环换热装置，包括换热主体和沉降式固液分离器，其特征在于：所述沉降式固液分离器包括上部的分离器直筒和与所述分离器直筒底部连通的下行管、颗粒横管和冲水管，其中所述分离器直筒连接所述换热主体的上部出口，所述下行管末端的一侧连接颗粒横管一端，颗粒横管另一端连接至换热主体下部，所述下行管末端的另一侧连接冲水管，所述冲水管方向与所述颗粒横管方向平行，使从冲水管进入的流体能平行进入所述颗粒横管；并且所述冲水管的中心线不高于所述颗粒横管的中心线。2.根据权利要求1所述的自清洁循环换热装置，其特征在于，所述下行管通道上设置有颗粒运动控制装置，以控制下行管通道的连通或者截止；在所述颗粒运动控制装置的下方，设置一连接所述下行管通道的压力入口支路，所述压力入口支路上设置有压力入口阀；所述压力入口阀和颗粒运动控制装置电性连接至一控制器。3.根据权利要求1所述的自清洁循环换热装置，其特征在于，所述下行管的中心线与垂直方向的夹角为α，其中，0°≤α≤30°。4.根据权利要求1所述的自清...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱清敏，
申请(专利权)人：朱清敏，
类型：发明
国别省市：上海;31