一种气液换热器以及其使用其的能量回收系统技术方案

本实用新型专利技术属于能量回收利用技术领域，具体为一种气液换热器以及其使用其的能量回收系统；包括低品位余热气相管道与气液换热器中的气相入口相连，气相出口与外排管道相连；所述液相排气口通过膨胀机、冷凝器的壳程、缓冲罐和增压泵与液相入口相连；膨胀机的机械端与负载设备相连；所述气液换热器包括筒体，筒体的一侧设有管箱，其另一侧设有封头，管箱上部设有气相入口，管箱下部设有气相出口，气相入口和气相出口之间通过换热管束单元相连通；换热管束单元中的管道内壁表面沿轴向设有凹凸不平状凸块或换热翅片；具有提高气相换热系数，实现气相和液相之间的高效换热，达到在降低企业投资成本的前提下对低品位的余热进行有效回收的优点。有效回收的优点。有效回收的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种气液换热器以及其使用其的能量回收系统


[0001]本技术属于能量回收利用
，具体为一种气液换热器以及其使用其的能量回收系统。

技术介绍

[0002]工业生产中用到大量石化能源，大部分以热能的方式参与生产，过程中伴有大量的余热产生，其中，余热中包含了品位高的余热以及品味低的余热(品味低的余热是指温度不超过95℃的余热)，在对余热的热能回收过程中，品位高的余热会被充分的回收利用，而品味低的余热则会经过冷凝以及处理后直接外排，上述过程不仅造成了热能的浪费，还需要消耗大量的公共资源对其进行冷却；对于低品位的余热进行回收是本领域中公认的难题，其主要原因包括了以下几个方面：1、低品位的余热一般以气相的形式出现，在换热过程中气相换热系数相对较低；2、能量回收过程中对换热器的要求较高，进一步造成企业的投资成本较高，从而不利于对低品位热能回收利用的推广；3、部分企业尝试采用常规的管程壳程换热器作为蒸发器使用，对低品位气相余热进行回收，但在使用过程中换热效率过低，余热无法充分的回收，能效低下我发达到余热回收利用的预期目标。

技术实现思路

[0003]本技术的目的在于克服现有技术中的缺陷，而提供一种设计合理、能够有效的提高气相换热系数，并实现气相和液相之间的高效换热，从而能够达到在降低企业投资成本的前提下对低品位的余热进行有效回收的气液换热器以及其使用其的能量回收系统。
[0004]为了达到上述目的，本技术所采用的技术方案是：
[0005]一种气液换热器，包括筒体，筒体的一侧设有管箱，其另一侧设有封头，所述管箱的上部设有气相入口，管箱的下部设有气相出口，气相入口和气相出口之间通过换热管束单元相连通；所述换热管束单元中的管道内壁表面沿轴向设有凹凸不平状凸块或换热翅片。
[0006]优选的，所述凹凸不平状凸块为弧转折叠状、弧面折叠状或波浪折叠状。
[0007]优选的，所述换热管束单元包括若干个管道，若干个管道为并联式连接或串联式连接。
[0008]优选的，所述管道为U型；采用并联式连接时，若干个U型管道的一端分别与气相入口相连，若干个U型管道的另一端分别与气相出口相连；采用串联式连接时，相邻的两个U型管道之间设置有U型弯管，串联构成的换热管束单元的一端与气相入口相连，其另一端与气相出口相连。
[0009]优选的，所述封头的上部设有液相备用口，封头的下部设有液相排净口。
[0010]优选的，所述筒体的一侧设有管板，管箱的内侧设有与管板相适配的管板锚件；筒体的上部中间位置上设有带除沫器的液相出口，筒体上部的一侧设有液相排气口，筒体的底部一侧设有液相入口。
[0011]优选的，所述筒体、管箱和封头的内中部设有一体结构的隔板，隔板将筒体、管箱和封头构成的腔体分为上腔体和下腔体，隔板上设有连通上腔体和下腔体的流通孔。
[0012]优选的，所述上腔体和下腔体相对应的筒体内部设有若干个折流板。
[0013]本技术提供了一种使用高效换热器的能量回收系统，包括低品位余热气相管道与气液换热器中的气相入口相连，气相出口与外排管道相连；所述液相排气口通过膨胀机、冷凝器的壳程、缓冲罐和增压泵与液相入口相连；膨胀机的机械端与负载设备相连。
[0014]优选的，包括冷凝器的管程进口与冷却水上水管道相连，冷凝器的管程出口与回水管道相连；液相排气口和膨胀机之间设有第一温度变送器和第一压力变送器；膨胀机和冷凝器的壳程之间设有第二温度变送器；缓冲罐上设有第二压力变送器；缓冲罐和增压泵之间设有第三温度变送器；冷却水上水管道上设有第四温度变送器，回水管道上设有第五温度变送器；负载设备为泵、压缩机或发电机。
[0015]按照上述方案制成的一种气液换热器以及其使用其的能量回收系统，通过设置换热管束单元中的管道能够实现增强气相的湍流强度、使气相在管道内部发生紊乱促进冷热气相的混合，从而达到提高气相的换热系数；进一步的换热管束单元中的管道均为U型能够在提高湍流强度和使气相在管道内部发生紊乱的前提下降低气相的流动速率，以达到实现提高换热器整体换热效果的目的；同时通过上述设置能够在降低气液换热器要求的前提下有效的减少换热器的占地面积和投资成本；同时本技术设置了能量回收系统，在能量回收系统中通过使用20℃的低沸点工质(如：四氟乙烷、四氟一氯乙烷等) 与上述余热进行换热，并产生蒸汽并带动负载设备运转以实现对上述低品位余热的有效利用，以克服传统技术中低品位余热回收难的缺陷；具有设计合理、能够有效的提高气相换热系数，并实现气相和液相之间的高效换热，从而能够达到在降低企业投资成本的前提下对低品位的余热进行有效回收的优点。
附图说明
[0016]图1为本技术中气液换热器的结构示意图。
[0017]图2为本技术中管道内部的换热翅片示意图。
[0018]图3为本技术中管道内部的弧转折叠状凸块示意图。
[0019]图4为本技术中管道内部的弧面折叠状凸块示意图。
[0020]图5为本技术中管道内部的波浪折叠状凸块示意图。
[0021]图6为本技术中串联式换热管束单元的结构示意图。
[0022]图7为本技术中并联式换热管束单元的结构示意图。
[0023]图8为本技术隔板的结构示意图。
[0024]图9为能量回收系统的系统的结构示意图。
[0025]上图中：
[0026]1、筒体；2、管箱；3、封头；4、气相入口；5、气相出口；6、管道；7、 U型弯管；8、液相备用口；9、液相排净口；10、管板；11、管板锚件；12、液相出口；13、液相排气口；14、液相入口；15、凹凸不平状凸块或换热翅片；16、隔板；17、流通孔；18、折流板；19、低品位余热气相管道；20、外排管道；21、膨胀机；22、冷凝器；23、缓冲罐；24、增压泵；25、负载设备；26、冷却水上水管道；27、回水管道；28、第一温度变送器；29、第一压力变送器；30、第二温度变送器；
31、第二压力变送器；32、第三温度变送器；33、第四温度变送器；34、第五温度变送器。
具体实施方式
[0027]为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]参看图1
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8：本技术为一种气液换热器以及其使用其的能量回收系统，其中一种气液换热器，包括筒体1，筒体1的一侧设有管箱2，其另一侧设有封头3，所述管箱2的上部设有气相入口4，管箱2的下部设有气相出口5，气相入口4和气相出口5之间通过换热管束单元相连通；所述换热管束单元中的管道6内壁表面沿轴向设有凹凸不平状凸块或换热翅片15。该换热器的管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气液换热器，包括筒体(1)，筒体(1)的一侧设有管箱(2)，其另一侧设有封头(3)，其特征在于：所述管箱(2)的上部设有气相入口(4)，管箱(2)的下部设有气相出口(5)，气相入口(4)和气相出口(5)之间通过换热管束单元相连通；所述换热管束单元中的管道(6)内壁表面沿轴向设有凹凸不平状凸块或换热翅片(15)。2.根据权利要求1所述的一种气液换热器，其特征在于：所述凹凸不平状凸块为弧转折叠状、弧面折叠状或波浪折叠状。3.根据权利要求1所述的一种气液换热器，其特征在于：所述换热管束单元包括若干个管道(6)，若干个管道(6)为并联式连接或串联式连接。4.根据权利要求3所述的一种气液换热器，其特征在于：所述管道(6)为U型；采用并联式连接时，若干个U型管道的一端分别与气相入口(4)相连，若干个U型管道的另一端分别与气相出口(5)相连；采用串联式连接时，相邻的两个U型管道之间设置有U型弯管(7)，串联构成的换热管束单元的一端与气相入口(4)相连，其另一端与气相出口(5)相连。5.根据权利要求1所述的一种气液换热器，其特征在于：所述封头(3)的上部设有液相备用口(8)，封头(3)的下部设有液相排净口(9)。6.根据权利要求1所述的一种气液换热器，其特征在于：所述筒体(1)的一侧设有管板(10)，管箱(2)的内侧设有与管板(10)相适配的管板锚件(11)；筒体(1)的上部中间位置上设有带除沫器的液相出口(12)，筒体(1)上部的一侧设有液相排气口(13)，筒体(1)的底部一侧设有液相入口(14)。7.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟雪，张蒙恩，曹真真，李宝庆，李红明，张勇海，王本杰，万银霞，
申请(专利权)人：河南心连心化学工业集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：