低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器制造技术

本发明专利技术公开了一种低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器，包括壳体，壳体上设置有进气口、出气口、进液口、排液口和回气口，壳体内部安装有分液头、芯体和汇管；芯体包括换热管、翅片和隔板；隔板为多组，沿壳体长度方向排列且交错设置，在壳体内腔中构成折返结构的换热通道；换热管穿过隔板，翅片安装在换热管上；进液口与分液头的进口端相连通，分液头的各出口端分别通过软管与各换热管的进口端相连通；各换热管的出口端通过汇管与回气口相连通；进气口通过换热通道与出气口相连通；排液口设置在壳体底部。本发明专利技术适用于大温差、多变介质腐蚀环境，具有换热效果好、体积小、成本低、不易结霜等优点。结霜等优点。结霜等优点。

【技术实现步骤摘要】
低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器


[0001]本专利技术涉及一种蒸发器，尤其是一种用于回收工业有害废气的翅片管蒸发。

技术介绍

[0002]VOCs是Volatile Organic Compounds 的缩写，即挥发性有机物，国标中的定义为：参与大气光化学反应的有机化合物。VOCs是具有物理挥发性和化学反应性的一类有机物，主要包括：苯及苯系物、醇、酯、酮、酚、醚、醛、酰胺和石油烃化合物等。VOCs的随意排放不仅污染了环境，也造成了资源的大量浪费。
[0003]目前，原油码头采用冷凝加吸附的工艺回收油船舱中挥发的油气。部分药厂也采用冷凝法对挥发的药剂进行回收再加工。冷凝加吸附的典型工艺流程详见附图5。
[0004]以挥发性油气的治理为例，其在常压下的冷凝温度在
‑
70℃以下，需要采用三级复叠蒸发器依次降温进行逐级回收（一级蒸发器蒸发温度约0℃，二级蒸发器蒸发温度约
‑
35℃，三级蒸发器蒸发温度约
‑
75℃）。一级蒸发器工作在0℃以上，采用单台铝板翅换热器即可。由于二级和三级蒸发器里油气中所含的水分在0℃以下容易在换热表面结霜，影响换热、阻力降和油气处理量，因此需要配置两台分别在融霜和正常工作状态不停切换。
[0005]目前，二级和三级蒸发器多采用管壳干式蒸发器，制冷剂在管内流动，油气在管外流动。管壳干式蒸发器无法配置分液头，每根管子的分液均匀性差，换热不统一。换热管外侧油气属于气相，导热系数和换热系数低，管内为气液相变制冷剂，导热系数和换热系数高，热阻不平衡，造成体积和材料的浪费。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出了一种低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器，其目的是：增强换热的均匀性，提高换热效果，缩减设备体积。
[0007]本专利技术技术方案如下：一种低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器，包括壳体，所述壳体上设置有进气口、出气口、进液口、排液口和回气口，所述壳体内部安装有分液头、芯体和汇管；所述芯体包括换热管、翅片和隔板；所述隔板为多组，沿壳体长度方向排列且交错设置，在壳体内腔中构成折返结构的换热通道；所述换热管穿过所述隔板，所述翅片安装在换热管上；所述进液口与分液头的进口端相连通，分液头的各出口端分别通过软管与各换热管的进口端相连通；各换热管的出口端通过汇管与回气口相连通；所述进气口通过所述换热通道与所述出气口相连通；所述排液口设置在壳体底部。
[0008]作为本蒸发器的进一步改进：沿进气口至出气口的方向，相邻隔板之间的间距逐渐减小。
[0009]作为本蒸发器的进一步改进：沿进气口至出气口的方向，相邻翅片之间的间距逐
渐减小。
[0010]作为本蒸发器的进一步改进：所述壳体内腔分为沿进气口至出气口的方向依次设置的进气段、冷却段和分离段；所述进气口、进液口、回气口、分液头和汇管均设置在进气段；所述芯体设置在冷却段；所述出气口设置在分离段。
[0011]作为本蒸发器的进一步改进：每路换热管包括两段通过U形的弯头连接在一起的直管段。
[0012]作为本蒸发器的进一步改进：所述分离段内腔顶部还设有均气板，所述出气口位于均气板的上方。
[0013]作为本蒸发器的进一步改进：所述分离段的底部设有排液口。
[0014]作为本蒸发器的进一步改进：所述出气口处还设有气包，所述气包中设有丝网除沫器。
[0015]作为本蒸发器的进一步改进：所述换热通道的每段折返段底部均设有所述排液口。
[0016]作为本蒸发器的进一步改进：所述芯体还包括位于芯体顶部的吊耳。
[0017]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：（1）本专利技术在换热管外侧增加翅片增强了油气侧的换热，通过分液手段保证了供液的均匀性，并采用折流技术延长了换热时间，一方面扩展了普通翅片管换热器管外侧的介质范围，延缓了结霜，适用于大温差、多变介质腐蚀环境，尤其是与有害工业气体的气体如VOCs领域，另一方面大大减小了低温冷凝回收VOCs有害废弃物装置的体积，降低了设备成本，缩短了设备的投资回收期，推动了VOCs治理行业的发展；（2）本专利技术折返换热通道的宽度逐渐收窄（隔板间距逐渐缩小），使得迎面风速逐渐增加，同时翅片的间距也逐渐缩小，使得管外扩展面积逐渐变大；这种设计与油气每℃温度降引起的凝液量、结霜量不同的特点相匹配，油气在换热通道中流动时，开始时容易结霜，而前段流速低，通过时间长，有利于捕霜，避免前端被霜层堵死；进入中后段，油气温度已降低，每℃温度降的凝液量提高，此时通过收窄通道，提高流速，并增大管外扩展面积，使得换热得到强化，快速捕集凝液，最终在有限的空间内，既解决了结霜问题，也实现了高效换热与凝液的收集；（3）出气口处设置均气板，可以保证在蒸发器长度方向上吸气的均匀性，避免了局部流速过高，提升了气液分离效果和效率；（4）丝网除沫器内置的金属网丝，可以对气体中夹带的液滴进行进一步的收集。
附图说明
[0018]图1为蒸发器的纵剖视图；图2为图1中A部分的局部放大图；图3为蒸发器的横剖视图；图4为蒸发器的外形图；图5为采用冷凝加吸附方式回收挥发油气的典型工艺流程图。
[0019]为了更清楚地展现内部结构，图中只保留了一部分翅片，对换热通道中的其它密集排列的翅片进行了省略。
具体实施方式
[0020]下面结合附图详细说明本专利技术的技术方案：如图1至4，一种低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器，包括壳体1，所述壳体1由圆筒和两端的封头组成，构成一个封闭的油气通道。壳体1底部设有支架14。
[0021]所述壳体1上设置有进气口2、出气口11、进液口3、排液口15和回气口17，所述排液口15设置在壳体1底部。壳体1内部安装有分液头4、芯体和汇管5。
[0022]所述壳体1内腔分为沿进气口2至出气口11的方向依次设置的进气段、冷却段和分离段。所述进气口2、进液口3、回气口17、分液头4和汇管5均设置在进气段；所述芯体设置在冷却段；所述出气口11设置在分离段。
[0023]如图1至3，所述芯体包括若干换热管6、若干翅片9和若干隔板8。所述隔板8包括挡板和位于旁侧的折流板，折流板的外边缘为弧形，与壳体1内壁相接。隔板8沿壳体1的长度方向排列且交错设置，从而在壳体1内腔中构成折返结构的换热通道。换热通道每段折返段的底部至少设置一组排液口15。所述进气口2通过所述换热通道与所述出气口11相连通。
[0024]所述换热管6垂直穿过所述隔板8，所述翅片9通过胀接方式安装在换热管6上。每路换热管6分别包括两段通过U形的弯头10连接在一起的直管段，弯头10与直管段之间通过焊接方式连接，换热管6构成一条制冷剂回路，进口端和出口端都位于进气段一侧。
[0025]所述芯体还包括作为骨架的槽钢框架，槽钢框架顶部设有吊耳7，用于吊装芯体。芯体架16预先焊接在壳体1上，芯体放置在芯体架16上，通过螺栓连接固定。
[0026]进气段中，所述进液口3与分液头4的进口端相连通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器，包括壳体（1），所述壳体（1）上设置有进气口（2）、出气口（11）、进液口（3）、排液口（15）和回气口（17），其特征在于：所述壳体（1）内部安装有分液头（4）、芯体和汇管（5）；所述芯体包括换热管（6）、翅片（9）和隔板（8）；所述隔板（8）为多组，沿壳体（1）长度方向排列且交错设置，在壳体（1）内腔中构成折返结构的换热通道；所述换热管（6）穿过所述隔板（8），所述翅片（9）安装在换热管（6）上；所述进液口（3）与分液头（4）的进口端相连通，分液头（4）的各出口端分别通过软管与各换热管（6）的进口端相连通；各换热管（6）的出口端通过汇管（5）与回气口（17）相连通；所述进气口（2）通过所述换热通道与所述出气口（11）相连通；所述排液口（15）设置在壳体（1）底部。2.如权利要求1所述的低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器，其特征在于：沿进气口（2）至出气口（11）的方向，相邻隔板（8）之间的间距逐渐减小。3.如权利要求1所述的低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸发器，其特征在于：沿进气口（2）至出气口（11）的方向，相邻翅片（9）之间的间距逐渐减小。4.如权利要求1所述的低温冷凝回收工业有害废气的翅片管蒸...

【专利技术属性】
技术研发人员：张超，于志强，剧成成，邢子文，何志龙，吴华根，毛学莉，徐树伍，刘昌丰，罗琼香，吴玉凤，张艺阐，
申请(专利权)人：山东冰轮海卓氢能技术研究院有限公司西安交通大学，
类型：发明
国别省市：