一种改进传热式吸附或反应设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种改进传热式吸附或反应设备，包括筒体，所述的筒体由上部管箱、中部圆筒和下部封头三部分组成；在所述的筒体内设有螺旋管束组件，螺旋管束组件包括螺旋管组成的螺旋管束、固定螺旋管上端直管的管板、固定螺旋管下端直管的浮头，螺旋管上端直管贯穿管板并由管板固定。本实用新型专利技术设备传热介质和工艺介质通过完全隔离，不会存在交叉污染的问题。螺旋管内无论采用气态介质还是液态介质，由于螺旋管在设备内呈螺旋状，保证了介质在管内为高度湍流态，相对于传统的列管式换热器，流态更激烈，K值更高，传热效果更好，能使传热效率相比没有换热措施相比提升15％以上。

An improved heat transfer adsorption or reaction device

The utility model discloses an improved heat transfer type adsorption or reaction device, which comprises a cylinder body, the cylinder body is composed of the upper and lower central tube box, cylinder head is composed of three parts; the spiral tube assembly is arranged in the cylinder body wherein the helical tube assembly comprises a spiral tube composed of spiral tube, fixed spiral pipe the upper end of the straight tube plate and the fixed spiral tube straight tube floating spiral tube straight through tube plate and fixed by the tube plate. The utility model has the advantages that the heat transfer medium and the process medium of the utility model are completely isolated, and no cross contamination exists. In the spiral tube regardless of the gaseous medium or liquid medium, the spiral pipe spirally inside the device, ensure the medium in the pipe for highly turbulent flow, compared with the traditional heat exchanger, flow is more intense, the higher K, the heat transfer effect is better, can make the heat transfer efficiency of heat transfer measures compared with no improvement compared to 15% above.

【技术实现步骤摘要】
一种改进传热式吸附或反应设备
本技术涉及一种改进传热式吸附或反应设备，具体涉及一种内部设有螺旋管的用于吸附或反应过程热量输入或输出的设备。
技术介绍
在石化、医药及环保等行业，为保证产品质量或者保证尾气排放合格，常常使用吸附剂将产品或者尾气中的有害物质脱除出来。吸附在高压、低温条件下容易进行，且95％以上的的吸附过程中会产生大量的吸附热，这些热量需要不断的移走，保证吸附效率达到设计要求。同时，在吸附剂饱和再生阶段，需要采用大量热氮气等介质来加热再生吸附剂，目前通用技术为外置换热器或电加热器再生，这样带来了设备多，连接点多，容易泄露的问题。传统的移走热量方式主要有原料介质带走热量、外夹套移热等。原料介质在吸收剂入口床层浓度高、反应快、放热大，流速低时不能将热量完全移除，流速高时阻力大，从而增加操作成本。外夹套移热会使夹套处温度低，反应中心处温度高，中心处的热量不能及时移走，造成反应速率降低，使床层的效率降低。导致吸附效果差，工况不稳定。传统的固定床反应器主要通过原料或者外夹套来控制床层温度，这样受到传热速率的影响，反应器的尺寸会受到限制。同时，原料在催化剂床层进口处浓度最高、反应快，随着反应的进行，原料浓度降低，造成催化剂使用效率低，每次催化剂更换都要将尾部催化剂转移到进口，重复利用，这造成催化剂更换周期短，停车频繁，操作费用高。且原料介质在反应器入口处浓度高、反应快、反应热大，容易造成反应器“飞温”。
技术实现思路
本技术的目的在于通过一种内部设有螺旋管的设备，该设备也可以内置电加热系统。本技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种改进传热式吸附或反应设备，包括筒体1，所述的筒体1由上部管箱2、中部圆筒和下部封头3三部分组成；在所述的筒体1内设有螺旋管束组件，螺旋管束组件包括螺旋管4组成的螺旋管束、固定螺旋管4上端直管的管板5、固定螺旋管下端直管的浮头6，螺旋管4上端直管贯穿管板5并由管板5固定。所述的螺旋管束组件由管板5固定在上部管箱2和中部直筒连接处。所述的螺旋管束组件中，螺旋管4以管板5的圆心为中心呈圆环状多层排布；相邻的螺旋管4的间距为1-10cm。螺旋管束组件中设有至少2层螺旋管4。具体根据反应热或者吸附热计算具体安装的螺旋管数量、螺旋管长度。所有的螺旋管的旋转方向相同，该设计使得阻力最小，利于吸附或反应的压力利用。所述的螺旋管4的上端直管和管板5的连接方式是焊接和涨接并用。作为改进传热式吸附或反应设备的一种优选方案，在所述的筒体1内填充吸附剂形成吸附剂层或填充催化剂形成催化剂层；在所述的浮头6底部设有L型管7，L型管伸7伸出筒体1外一端设有传热介质进口8，在所述的筒体1顶部设有传热介质出口9；在所述的筒体1上部设有物料进口10，在筒体1底部设有物料出口11。进一步优选的，所述的物料进口10位于圆筒上部；吸附剂或催化剂填充在下部封头和圆筒部分内从而能分布在螺旋管4的间隙内，通过螺旋管4内的传热介质转移热量。上述设置作为吸附器使用时，螺旋管作为传热通道。如果用于气体物料吸附，气体物料自筒体上部的物料进口进入筒体内，自筒体下部的传热介质进口通入传热介质(例如循环水、低温氮气、醇类冷冻剂、氟化物冷冻剂等)，传热介质经L型管分布到螺旋管内，气体物料穿过吸附剂层，与螺旋管内的传热介质在筒体内逆流换热。也可以调换传热介质进、出口，自筒体顶部通入传热介质并分散到螺旋管中，与自上而下的气体物料并流换热。如果用于液体物料吸附，调换物料进、出口，液体物料自筒体底部进入筒体内，自筒体顶部的传热介质进口通入传热介质(例如循环水、低温氮气、醇类冷冻剂、氟化物冷冻剂等)，传热介质分布到螺旋管内，液体物料自下而上穿过吸附剂层，与螺旋管内的传热介质在筒体内逆流换热。也可以调换传热介质进、出口，自筒体下部的L型管通入传热介质并分散到螺旋管中，与自下而上的液体物料并流换热。上述设置作为反应器使用时，螺旋管作为传热通道。当反应为放热反应时，以水作为传热介质，循环水自筒体下部传热介质进口经L型管进入螺旋管带走反应产生的热量，反应后物料自底部排出，循环水自上部排出；当反应为吸热反应时，以蒸汽或热水为传热介质，调换传热介质的进、出口，传热介质自筒体顶部进入筒体，分布到螺旋管内对反应原料均匀加热，反应后物料自底部排出，传热介质自下部排出。传热介质和工艺介质通过完全隔离，不会存在交叉污染的问题。螺旋管内无论采用气态介质还是液态介质，由于螺旋管在设备内呈螺旋状，保证了介质在管内为高度湍流态，相对于传统的列管式换热器，流态更激烈，K值更高，传热效果更好。通过螺旋管内传热介质带走填充在其间隙内吸附剂的热量，保证了吸附过程中产生的热量能及时移除，保证整个吸附床层保持在低温的工况下，保证吸附效果；能使传热效率相比没有换热措施相比提升15％以上，使得吸附时间加长10％。通过偏心侧进气体入口保证介质在螺旋管道呈螺旋状流动，增强介质湍流程度，提高传热效率。作为改进传热式吸附或反应设备的一种优选方案，在所述的筒体1内填充吸附剂形成吸附剂层；在所述的浮头6底部设有L型管7，L型管伸7伸出筒体1外一端设有传热介质进口8，在所述的筒体1上部设有传热介质出口91；在所述的筒体1内设有内套筒12，内套筒12自筒体1顶部伸入筒体1内被螺旋管束包围，且内套筒12下端开口，在所述的内套筒12顶部设有电加热器13，所述的电加热器13的电热棒14伸入内套筒12内；所述的内套筒12的上部设有气体物料进管101，在所述的中部圆筒上部设有液体物料进管或气体物料出管(该部件根据原料介质作为液体物料进管或气体物料出管)102，在筒体1底部设有液体物料出口111；在所述的气体物料进管101上设有氮气进气管15，在所述的液体物料进管102上设有氮气出气管16。优选的，在所述的内套筒12顶端设有阀门；在所述的氮气进气管14、氮气出气管15分别设有阀门。所述的热传介质出口91设置在管板5上方的上部管箱2上。上述设置作为吸附器使用：关闭内套筒12顶端的阀门，同时关闭氮气进气管15、氮气出气管16的阀门，关闭电加热器13，电热棒14不产热。用于气体物料吸附时，液体物料进管102作为气体物料出管使用，气体物料自气体物料进管101进入吸附器，气体物料自内套筒12下端开口进入吸附剂层底部，再向上扩散，经过吸附以后，经气体物料出管102排出。用于液体物料吸附时，同时关闭气体物料进管101，液体物料自筒体上部的液体物料进管102进入筒体内，自上而下穿过吸附剂层，自吸附器底部的液体物料出口111排出。气体物料或液体物料在吸附过程中产生大量热，通过内套筒周围的螺旋管内的传热介质(例如循环水、低温氮气、醇类冷冻剂、氟化物冷冻剂等)移走热量，低温高压利于吸附，且传热介质和工艺介质通过完全隔离，不会存在交叉污染的问题。根据原料介质，为了最大程度地移走吸附过程中产生的热量，也可以调换传热介质进、出口，改变传热介质的流向。吸附饱和以后，停止通入传热介质，同时关闭气体物料进管101和液体物料进管102，打开电加热器13，电热棒14产热，自氮气进气管15通入氮气，经过电热棒14以后被加热为热氮气，从内套筒12下端开口进入吸附剂层底部，再扩散到吸附剂中，对吸附剂加热解析，最后自氮气出气管16排出。吸附剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进传热式吸附或反应设备，其特征在于包括筒体，所述的筒体由上部管箱、中部圆筒和下部封头三部分组成；在所述的筒体内设有螺旋管束组件，螺旋管束组件包括螺旋管组成的螺旋管束、固定螺旋管上端直管的管板、固定螺旋管下端直管的浮头，螺旋管上端直管贯穿管板并由管板固定。

【技术特征摘要】
1.一种改进传热式吸附或反应设备，其特征在于包括筒体，所述的筒体由上部管箱、中部圆筒和下部封头三部分组成；在所述的筒体内设有螺旋管束组件，螺旋管束组件包括螺旋管组成的螺旋管束、固定螺旋管上端直管的管板、固定螺旋管下端直管的浮头，螺旋管上端直管贯穿管板并由管板固定。2.根据权利要求1所述的改进传热式吸附或反应设备，其特征在于所述的螺旋管束组件中，螺旋管以管板的圆心为中心呈圆环状多层排布；相邻的螺旋管的间距为1-10cm。3.根据权利要求2所述的改进传热式吸附或反应设备，其特征在于螺旋管束组件中设有至少2层螺旋管。4.根据权利要求1所述的改进传热式吸附或反应设备，其特征在于所述的螺旋管的上端直管和管板的连接方式是焊接和涨接并用。5.根据权利要求1、2、3或4所述的改进传热式吸附或反应设备，其特征在于在所述的筒体内填充吸附剂形成吸附剂层或填充催化剂形成催化剂层；在所述的浮头底部设有L型管，L型管伸伸出筒体外一端设有传热介质进口，在所述的筒体顶部设有传热介质出口；在所述的筒体上部设有物料进口，在筒体底部设有物料出口。6.根据权利要求1、2、3或4所述的改进传热式吸附或反应设备，其特征在于所述的筒体内填充吸附剂形成吸附剂层；在所述的浮头底部设有L型管，L型管伸伸出筒体外一端设有传热介质进口，在所述的筒体上部设有传热介质出口；在所述的筒体内设有内套筒，内套筒自筒体顶部伸入筒体内被螺旋管束包围，且内套筒下端开口，在所述的内套筒顶部设有电加热器，所述的电...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢佳华，石杨夏艳，王健，高云山，钮跟跟，
申请(专利权)人：南京英斯派工程技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32