切向逆流式换热的二氧化硅水解炉制造技术

本实用新型专利技术一种切向逆流式换热的二氧化硅水解炉，包括炉体，炉体的顶部有密封连接的炉盖，炉盖以及炉体底部皆为截圆锥面形状的结构；炉体中有螺旋状的冷却管，冷却管的上端与连接于炉盖上的进料管密封连接，冷却管的下端与连接于炉体底部的出料管密封连接；炉体底部有延切向连接的进气管接头，炉盖上有延切向连接的出气管接头，所谓切向连接，是指管接头的侧面与所述截圆锥面相切连接，而且管接头的轴线与炉体中心线的夹角等于冷却管的螺旋状结构的螺旋角。本实用新型专利技术具有逆流换热、延长换热冷却的时间、避免高速气体动能损失、使热流体最有效地冷却、利于二氧化硅水解炉小型化等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于二氧化硅水解炉
，具体涉及一种二氧化硅气溶胶的冷却装置。
技术介绍
二氧化硅水解炉是二氧化硅生产装置中最主要的设备之一。从喷嘴反应以后的气溶胶在负压力的作用下自上而下进入水解炉，在炉体内经过与作为冷却介质的空气换热后，从炉体底部的出料口流出，气溶胶得以降低温度以适应后续工序的工艺要求。现有技术的水解炉，由于结构配置不够合理，使得含有二氧化硅的混合热气体不能充分冷却，不能满足生产需要，另一方面也存在冷却气体及时间的浪费，增加了生产成本。例如中国专利ZL 201420489689.4，名称为“二氧化硅水解炉”的技术专利，公开了了一种二氧化硅水解炉结构,包括带夹套的炉体，该炉体的物料入口为斜切向进入，夹套的入口为斜切向进入，两个斜切向正对。该专利的高温二氧化硅气溶胶从炉体的顶部进入炉体以与进入夹套中的冷却空气换热，但是其炉体空腔呈上下直接贯通的结构，使得高温二氧化硅气溶胶在其中只流经极短的时间，然后就直接灌泄到炉底部流出，这种换热的结构造成高温二氧化硅气溶胶在炉体内由于过流时间短，加上其换热面积小，所以换热效果差，高温二氧化硅气溶胶不能降温到所需的温度。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是，克服现有技术的二氧化硅水解炉存在的高温二氧化硅气溶胶过流时间短，换热面积小，换热效果差的缺陷，提供一种过流时间较长、换热面积较大、降温好的二氧化硅水解炉。本技术的目的是通过下述技术方案予以实现的：一种切向逆流式换热的二氧化硅水解炉，包括炉体，炉体的顶部有密封连接的炉盖，炉盖以及炉体底部皆为截圆锥面形状的结构；炉体中有螺旋状的冷却管，冷却管的上端与连接于炉盖上的进料管密封连接，冷却管的下端与连接于炉体底部的出料管密封连接；炉体底部有延切向连接的进气管接头，炉盖上有延切向连接的出气管接头，所谓切向连接，是指管接头的侧面与所述截圆锥面相切连接，而且管接头的轴线与炉体中心线的夹角等于冷却管的螺旋状结构的螺旋角。逆流式换热简称逆流换热，以下同。二氧化硅气溶胶自上而下延冷却管内流动，冷却介质，即冷却空气自下而上在冷却管的外部流动，两者成逆流换热关系配置，逆流换热的优点是，当条件相同时，逆流换热的对数平均温差比其他所有的换热方式都大，尤其是比顺流换热要大得多，逆流换热能使热流体最有效地冷却。冷却管按螺旋状设置，极大地延长了二氧化硅气溶胶流经的路程，也即延长了换热冷却的时间，换言之，对于同样的换热效果，就可使炉体的结构更紧凑，炉体的体积更小型化。冷却管按螺旋状设置，在螺旋状的冷却管中弯曲部位流动的高温流体，其靠近截面中心部位流体的流速小于靠近截面外侧部位的流体的流速，若稍有扰动，极易形成湍流效果，或者说，形成内外侧流体混合交换，这对于较高温度的流体流向壁面以提高换热效果是很有利的。延切向连接的进气管接头，避免高速冷却气体直接碰撞炉壁造成动能损失，且使冷却流体受炉壁面导向延斜向上方向螺旋式流动，即扩大与所述螺旋管的接触时间，提高换热效率。优选方案，进料管延切向与炉盖连接，出料管延切向与炉体底部连接。优选方案，冷却管并联有2-3根。优选方案，所述2-3根并联的冷却管按多头螺纹形式等分间隔设置。本技术的有益效果是：1、逆流换热能使热流体最有效地冷却；2、极大地提高了二氧化硅气溶胶流经的路程，也即延长了换热冷却的时间，可使炉体的结构更紧凑和小型化；3、利于冷却管内形成湍流效果，提高换热效果；4、切向连接的进气管接头，避免高速气体动能损失，且使冷却流体受炉壁面导向延斜向上方向螺旋式流动，提高换热效率。附图说明图1是本技术一种实施例的结构示意图。图中，炉体1；炉体底部11；炉盖2；冷却管3；进料管4；出料管5；进气管接头6；出气管接头7。具体实施方式下面结合附图和具体实施方案对本技术作进一步描述。实施例1：如图1所示，一种切向逆流式换热的二氧化硅水解炉，包括炉体1，炉体1的顶部有密封连接的炉盖2，炉盖2以及炉体底部11皆为截圆锥面形状的结构；炉体1中有螺旋状的冷却管3，冷却管3的上端与连接于炉盖1上的进料管4密封连接，冷却管3的下端与连接于炉体底部11的出料管5密封连接；截圆锥面形状结构的炉体底部11侧面有方向为切向的固定连接的进气管接头6，炉盖2上有方向为延切向连接的出气管接头7，这里所说的切向连接，是指进气管接头6或出气管接头7与所述截圆锥面相贯连接，而且进气管接头6或出气管接头7的侧面与所述截圆锥面相切连接，同时进气管接头6或出气管接头7的轴线与炉体1中心线的夹角等于冷却管3的螺旋状结构的螺旋角，为此也要求所述截圆锥面的锥角的一半要与所述螺旋角互为余角。进料管4延着切向与炉盖2连接，出料管5延着切向与炉体底部11连接。工作时，高温二氧化硅气溶胶自上而下延冷却管3内流动，冷却空气从进气管接头6进入炉体1。并自下而上在冷却管3的外部流动，高温二氧化硅气溶胶与冷却空气两者成逆流换热关系配置，逆流换热的优点是，当条件相同时，逆流换热的对数平均温差比其他所有的换热方式都大，尤其是比顺流换热要大得多；逆流换热能使热流体最有效地冷却。冷却管3按螺旋状设置，极大地提高了二氧化硅气溶胶流经的路程，也即延长了换热冷却的时间，换言之，对于同样的换热效果，就可使炉体的结构更紧凑，炉体的体积更小型化。而且，冷却管3按螺旋状设置，在螺旋状的冷却管中弯曲部位流动的高温流体，其靠近截面中心部位的流速和靠近截面外侧部位的流体流速不同，极易形成内外侧流体受扰动和混合交换，甚至形成湍流效果，这对于较高温度的流体流向壁面提高换热效果是很有利的。进气管接头6延切向连接，避免高速气体直接碰撞炉壁造成动能损失，且使冷却流体受炉壁面导向延斜向上方向螺旋式流动，即扩大与所述螺旋管的接触时间，提高换热效率。实施例2：螺旋方向相同的圆锥型螺旋管构成的冷却管，共有2根，2根冷却管顺着炉体的周向错开180°，再把2根冷却管的上端通过过渡管并联，然后与连接于炉盖上的进料管密封连接；同样，2根冷却管的下端通过过渡管并联，然后与连接于炉体底部的出料管密封连接。其余结构同实施例1。本技术适用于二氧化硅水解炉，具有逆流换热、延长换热冷却的时间、管内管外都易形成湍流效果，切向连接的进气管接头，避免高速气体动能损失、使热流体最有效地冷却、利于小型化等优点。本领域的技术人员如果对上述
技术实现思路
作简单的修改或替换，这样的改变不能认为是脱离本技术的范围，所有这样对所属领域的技术人员显而易见的修改将包括在本技术的权利要求的范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
切向逆流式换热的二氧化硅水解炉，包括炉体，炉体的顶部有密封连接的炉盖，其特征是，炉盖以及炉体底部皆为截圆锥面形状的结构；炉体中有螺旋状的冷却管，冷却管的上端与连接于炉盖上的进料管密封连接，冷却管的下端与连接于炉体底部的出料管密封连接；炉体底部有延切向连接的进气管接头，炉盖上有延切向连接的出气管接头，所谓切向连接，是指管接头的侧面与所述截圆锥面相切连接，而且管接头的轴线与炉体中心线的夹角等于冷却管的螺旋状结构的螺旋角。

【技术特征摘要】
1.切向逆流式换热的二氧化硅水解炉，包括炉体，炉体的顶部有密封连接的炉盖，其特征是，炉盖以及炉体底部皆为截圆锥面形状的结构；炉体中有螺旋状的冷却管，冷却管的上端与连接于炉盖上的进料管密封连接，冷却管的下端与连接于炉体底部的出料管密封连接；炉体底部有延切向连接的进气管接头，炉盖上有延切向连接的出气管接头，所谓切向连接，是指管接头的侧面与所述截圆锥面相切连接，而且管接头的轴线与...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋卫兵，
申请(专利权)人：久江控股集团有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31