本发明专利技术涉及化工设备技术领域，公开了一种换热管、换热装置以及气固液三相反应器，所述换热管(1)具有分别供换热介质进入和排出的进口和出口，所述换热管(1)包括换热管本体(10)，所述换热管本体(10)的外壁面设置有凹凸结构。该换热管具有较大的传热面积，应用于反应器内时可占据反应器内较小的体积。在所述换热装置中应用上述换热管，可使得换热装置的总体积较小。在所述气固液三相反应器中应用上述换热管，能够提高反应器内的有效体积。能够提高反应器内的有效体积。能够提高反应器内的有效体积。
【技术实现步骤摘要】
换热管、换热装置以及气固液三相反应器
[0001]本专利技术涉及化工设备
，具体地涉及一种换热管、换热装置以及气固液三相反应器。
技术介绍
[0002]费托合成(Fischer
–
Tropsch process)，又称费托合成，是以合成气(一氧化碳和氢气的混合气体)为原料在催化剂和适当条件下合成以液态的烃或碳氢化合物的工艺过程。目前，气-液-固三相的浆态反应器是低温费托合成技术的主流反应器。
[0003]费托合成过程中会放出大量的热，若不能及时将这些热量移出反应器，极易造成反应器床层的温度快速上升，使得反应器床层温度失控而影响反应的进行，因此，通常在反应器内设置换热装置用来及时移除热量。目前，反应器内设置的换热装置基本都采用普通的换热列管、盘管或夹套管作为换热元件。
[0004]为了增加换热装置的传热效率，主要依靠增加换热管的数量或换热管的长度，但这样会减小浆态反应器内的有效体积，也可能会对反应器的流体力学状态造成不利影响。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是为了克服现有技术存在的换热效率低，反应器内的有效体积较小的问题，提供一种换热管，该换热管具有较大的传热面积，应用于反应器内时可占据反应器内较小的体积。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术一方面提供一种换热管，所述换热管具有分别供换热介质进入和排出的进口和出口，所述换热管包括换热管本体，所述换热管本体的外壁面设置有凹凸结构。
[0007]在上述技术方案中，通过在所述换热管本体的外壁面设置凹凸结构，从而使得所述换热管具有更大的换热面积，这样，当将包括由多个所述换热管排列形成的管束的换热装置应用到气固液三相反应器中时，在换热效率一定的情况下，可减少所述换热管的数量，由此相应的提高了气固液三相反应器的有效体积。另外，相比起外壁面光滑的换热管，设置有凹凸结构的所述换热管能够有效减少传热时的滞留内层厚度，由此提高了所述换热管的传热系数。
[0008]优选地，所述凹凸结构包括开设于所述换热管本体的外壁面的凹槽。
[0009]优选地，所述凹槽的槽壁面呈弧面状；和/或
[0010]所述凹槽的槽顶与所述换热管本体的外壁面圆弧过渡连接。
[0011]优选地，经过所述凹槽的槽顶的切面与连接该凹槽的槽底最低点和该凹槽的槽顶的最高点的连接直面之间所成的夹角为30-55
°
。
[0012]优选地，所述换热管本体的外壁面开设有多个凹槽，多个所述凹槽沿所述换热管本体的周向排列。
[0013]优选地，多个所述凹槽沿所述换热管本体的周向均布；和/或，所述凹槽的个数为
15-30个。
[0014]优选地，所述凹槽沿所述换热管本体的延伸方向延伸。
[0015]优选地，所述换热管本体为直管或呈U型，其中，所述换热管本体的两端分别形成供换热介质进入和排出的进口和出口。
[0016]优选地，所述换热管包括设置于所述换热管本体内的内管，所述换热管本体和所述内管之间形成有供由所述内管通入的换热介质流出的环形间隙。
[0017]本专利技术第二方面提供一种换热装置，所述换热装置包括由多个本专利技术所提供的换热管排列形成的管束。由于在所述换热装置中设置了本专利技术所提供的换热管，因此在换热效率一定的情况下，可减少换热管的数量，使得换热装置的总体积较小，使其应用于反应器如浆态反应器中时，能够提高反应器内的有效体积。
[0018]优选地，所述管束包括多个阵列单元，每个阵列单元包括呈正方形排列的四个所述换热管或者呈正三角形排列的三个所述换热管。
[0019]本专利技术第三方面一种气固液三相反应器，所述气固液三相反应器包括反应壳体以及设置于所述反应壳体内的换热单元，所述换热单元包括位于所述气固液三相反应器的顶层、中层和底层中的至少一者的换热装置，其中，所述换热装置为本专利技术所提供的换热装置。由于在气固液三相反应器中设置了本专利技术所提供的换热装置，该换热装置在换热效率一定的情况下体积较小，由此能够提高反应器内的有效体积。
附图说明
[0020]图1示出本专利技术优选实施方式的换热管的立体结构示意图；
[0021]图2示出图1所示的换热管的俯视结构示意图；
[0022]图3示出本专利技术优选实施方式的换热管的俯视结构示意图，其中，在所述换热管本体的外壁面上设置有一个凹槽；
[0023]图4示出本专利技术另一优选实施方式的换热管的立体结构示意图；
[0024]图5示出本专利技术另一优选实施方式的换热管的整体结构示意图，其中未示出凹凸结构；
[0025]图6示出本专利技术另一优选实施方式的换热管的整体结构示意图，其中未示出凹凸结构；
[0026]图7示出本专利技术优选实施方式的换热装置的应用状态剖面结构示意图；
[0027]图8示出本专利技术另一优选实施方式的换热装置的应用状态剖面结构示意图；
[0028]图9示出本专利技术优选实施方式的换热装置的整体结构示意图；
[0029]图10示出本专利技术优选实施方式的气固液三相反应器的使用状态的整体结构示意图。
[0030]附图标记说明
[0031]1-换热管；10-换热管本体；11-出水总管；12-凹槽；13-分支管；14-内管；16-环形间隙；18-进水总管；2-气固液三相反应器；20-反应壳体；3a-第一汽包；3b-第二汽包；3c-第三汽包；4-换热装置；5a-第一循环泵；5b-第二循环泵；5c-第三循环泵。
具体实施方式
[0032]在本专利技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图中所示的方位和实际应用中的方位理解，“内、外”是指部件的轮廓的内、外。
[0033]本专利技术提供了一种换热管，换热管1具有分别供换热介质进入和排出的进口和出口，换热管1包括换热管本体10，换热管本体10的外壁面设置有凹凸结构。通过在换热管本体10的外壁面设置凹凸结构，从而使得换热管1具有更大的换热面积，这样，当将包括由多个换热管1排列形成的管束的换热装置应用到气固液三相反应器中时，在换热效率一定的情况下，可减少换热管1的数量，由此相应的提高了气固液三相反应器的有效体积。可以理解的是，当将换热管1应用到气固液三相反应器中时，可向换热管1的进口中通入加压饱和水，加压饱和水流经换热管本体10吸取热量变为气液混合物由所述出口排出。另外，相比起外壁面光滑的换热管，设置有凹凸结构的换热管1能够有效减少传热时的滞留内层厚度，由此提高了换热管1的传热系数。
[0034]需要说明的是，换热管1可为单管的形式，例如，如图1中所示，换热管本体10可为直管，也可如图5中所示，呈U型，其中，换热管本体10的两端分别形成为敞口，其中一端为所述进口以供换热介质进入，另一端为所述出口以供换热介质排出。
[0035]另外，换热管1还可为套管的形式，如图4和图6中所示，换热管1可包括设置于换热管本体10内的内管14，换热管本体10和内管14之间形成有供由内管1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种换热管，其特征在于，所述换热管(1)具有分别供换热介质进入和排出的进口和出口，所述换热管(1)包括换热管本体(10)，所述换热管本体(10)的外壁面设置有凹凸结构。2.根据权利要求1所述的换热管，其特征在于，所述凹凸结构包括开设于所述换热管本体(10)的外壁面的凹槽(12)。3.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述凹槽(12)的槽壁面呈弧面状；和/或所述凹槽(12)的槽顶与所述换热管本体(10)的外壁面圆弧过渡连接。4.根据权利要求3所述的换热管，其特征在于，经过所述凹槽(12)的槽顶的切面与连接该凹槽(12)的槽底最低点和该凹槽(12)的槽顶的最高点的连接直面之间所成的夹角为30-55
°
。5.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述换热管本体(10)的外壁面开设有多个凹槽(12)，多个所述凹槽(12)沿所述换热管本体(10)的周向排列。6.根据权利要求5所述的换热管，其特征在于，多个所述凹槽(12)沿所述换热管本体(10)的周向均布；和/或，所述凹槽(12)的个数为15-30个。7.根据权利要求2所述的换热管，其特征在于，所述凹槽(12)沿所述换热管本体...
【专利技术属性】
技术研发人员：卜亿峰，门卓武，孟祥堃，杜冰，佟瑞利，
申请(专利权)人：北京低碳清洁能源研究院，
类型：发明
国别省市：
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