本实用新型专利技术公开了一种合成氨换热装置，涉及合成氨换热技术领域；包括换热箱，换热箱内部竖直设置有呈螺旋状的废气管，废气管的顶端贯穿换热箱并与连接管连通，连接管远离废气管的一端贯穿反应釜的侧壁并与反应釜内部连通，废气管的底端贯穿换热箱侧壁下部；还包括外管和内管，外管同轴套设在内管外部，外管与内管均呈螺旋状并竖直设置在反应釜的夹层内，外管的底端贯穿反应釜侧壁下部并与主管连通；外管的顶端贯穿反应釜侧壁并与设置在反应釜内部的水平管连通；内管的顶端贯穿外管侧壁并与反应釜内部连通，内管的底端贯穿外管底端并与废气管的出气端连通；其利用冷凝液和冷却废气联合降温，既能确保换热装置的安全性，又能提高换热效率。换热效率。换热效率。
【技术实现步骤摘要】
一种合成氨换热装置
[0001]本技术涉及合成氨换热
，尤其涉及一种合成氨换热装置。
技术介绍
[0002]合成氨指由氮气和氢气在高温高压和催化剂存在下直接合成氨气的反应。该反应为放热且为可逆反应，因该反应的催化剂的性在500℃左右时最大，因此一般需加热至500℃左右，方能使该反应顺利发生，然而因该反应为放热反应，在合成氨的过程中，反应釜中的温度会不断升高，温度升高在一定程度上能加快化学反应速率，然而因该反应为放热反应，温度过高会导致该可逆反应逆向进行，不利于氨气的生成，因此，在反应温度过高时，需对反应釜内的温度进行冷却，以保证其处于500摄氏度左右。
[0003]现有技术中，常采用两种方式进行换热，其一为直接将反应釜内的废气抽出进行冷却，再通过冷却后的废气对反应釜内的壳体进行降温，因气体受热极易膨胀，若采用此种方法进行降温，虽能充分利用废气余热，但是气体与反应釜内的高温进行换热时会急剧膨胀，引发管道爆炸等风险，若不对冷却废气加以利用，则会导致气体浪费；其二为直接采用冷凝液对反应釜的壳体进行降温，采用此种方法降温难以充分利用废气余热，导致余热浪费。
技术实现思路
[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种合成氨换热装置；其利用冷凝液和冷却废气联合降温，既能确保换热装置的安全性，又能提高换热效率。
[0005]本技术的目的是通过以下技术方案实现的：
[0006]一种合成氨换热装置，包括换热箱，所述换热箱的顶部设置有排液管，所述换热箱的底部设置有进液管，所述换热箱内部同轴竖直设置有呈螺旋状的废气管，所述废气管的顶端贯穿所述换热箱顶部并与连接管连通，所述连接管远离所述废气管的一端贯穿反应釜的侧壁并与所述反应釜内部连通，所述废气管的底端贯穿所述换热箱侧壁下部并延设至所述换热箱的外部；还包括外管和内管，所述外管同轴套设在所述内管外部并与所述内管之间呈间隙设置，所述外管与所述内管均呈螺旋状并竖直设置在所述反应釜的夹层内，所述外管的底端贯穿所述反应釜侧壁下部并与主管连通，所述主管与设置在所述反应釜外部的液箱连通，所述主管上设置有水泵，所述进液管的进液端与所述主管连通；所述外管的顶端贯穿所述反应釜侧壁并与水平设置在所述反应釜内部的水平管连通，所述水平管远离所述外管的一端贯穿所述反应釜侧壁并延设至所述反应釜外部；所述内管的顶端贯穿所述外管侧壁并与所述反应釜内部连通，所述内管的底端贯穿所述外管底端并与所述废气管的出气端连通；所述废气管的出气端设置有抽风机。
[0007]上述方案中，当反应釜内温度较高时，使液箱内的冷凝液沿着两条支路进行流动，具体的，其一沿着主管、进液管进入换热箱内，其二沿着主管流入外管内；待两条支路的冷凝液顺利进行流动时，打开抽风机，在抽风机的作用下，反应釜内的高温废气依次沿着连接
管和废气管进入换热箱内与冷凝液进行热交换，待高温废气冷却后进入内管内，此时冷却废气在内管内由下至上螺旋向上流动，外管内的冷凝液由下至上螺旋向上流动，外管内的冷凝液与反应釜快速进行热交换，使反应釜内的温度降低，使冷凝液的温度升高，同时内管内的冷却废气与外管内的冷凝液进行热交换，能够减缓冷凝液的升温速度，进而加快反应釜内的降温速度，因冷却废气未与反应釜直接热交换，因此其升温的速度较慢，能够避免升温过快而导致废气体积膨胀，引发爆炸危险。通过设置外管和内管，能够充分对反应釜进行降温，且能够确保换热装置的安全性以及提高换热效率。
[0008]优选的，所述换热箱内部同轴设置有中心轴，所述中心轴的顶端贯穿所述换热箱的顶部并与设置在所述换热箱顶部的电机的输出端固定连接，所述中心轴的外部设置有若干搅拌叶，若干所述搅拌叶均设置在所述废气管的内部。
[0009]上述方案中，通过打开电机，使中心轴和搅拌叶同步转动，进而使换热箱内的冷凝液不断进行搅拌，增大冷凝液与废气管的接触频率，进而提高换热效率。
[0010]优选的，所述换热箱的顶部设置有过滤箱，所述过滤箱内同轴设置有过滤桶，所述过滤桶的顶部与所述过滤箱的内顶部紧密接触，所述过滤桶的底部与所述过滤箱的内底部呈间隙设置；所述连接管远离所述反应釜的一端贯穿所述过滤箱顶部并与所述过滤桶内部连通，所述废气管的顶端贯穿所述换热箱的底部并与所述过滤箱内部连通，所述废气管设置在所述过滤桶的下方。
[0011]上述方案中，通过设置过滤桶，能够对高温废气中的大量杂质进行过滤，避免高温废气在循环的过程中引发管路堵塞等风险，同时过滤桶的侧壁和底壁均设置有大量过滤孔，能够增大与废气的接触面积，进而提高废气的过滤速度。
[0012]优选的，所述过滤箱的顶部设置有箱盖，所述箱盖的底部边缘围设有环形槽，所述过滤箱的顶部围设有与所述环形槽相匹配的环形块，所述环形块插设在所述环形槽内部。
[0013]上述方案中，通过设置箱盖，便于对过滤桶进行清理，同时，通过将环形块插设在所述环形槽内部，能够增大过滤箱的密封性，进而避免高温废气沿过滤箱溢出至空气中，引发空气污染。
[0014]优选的，所述过滤桶的顶部与所述箱盖螺纹连接。
[0015]上述方案中，螺纹连接便于对过滤桶和箱盖进行拆卸和连接，提高操作的便利性。
[0016]优选的，所述水平管呈“S”形设置。
[0017]上述方案中，“S”形设置能够增大釜内气体与水平管的接触面积，进而提高水平管与高温废气的换热效率。
[0018]优选的，所述内管的顶端连通有分气管，所述分气管的底端连通有若干竖直设置的出气管。
[0019]上述方案中，将内管中的废气经若干出气管排至釜内，能够在釜内形成大的气流，进而增加内管内的气体与釜内气体的接触面积，进而提高冷却速度。
[0020]优选的，所述水平管和所述排液管的排液端均与所述反应釜外部的处理箱连通，所述处理箱通过处理管和所述液箱连通，所述处理管用于将所述处理箱的冷凝液输送至所述液箱内。
[0021]上述方案中，通过将热交换后的高温冷凝液统一排至处理箱内，能够提高对高温冷凝液的余热利用效率，待高温冷凝液的余热利用结束后，将冷却后的冷凝液输送至液箱
内，实现冷凝液的循环，进而实现对冷凝液的回收。
[0022]与现有技术相比，本技术的有益效果如下：
[0023]设置有换热箱、废气管、连接管、外管、内管、主管、液箱、抽风机等装置。当反应釜内合成氨温度远高于500℃时，液箱内的冷凝液沿着两条支路进行流动，其一为沿着主管、进液管进入换热箱内，其二为沿着主管流入外管内；其后打开抽风机，在抽风机的作用下，反应釜内的高温废气依次沿着连接管和废气管进入换热箱内，换热箱内的冷凝液与废气管进行热交换，使废气管的温度快速降低，进而使高温废气快速进行冷却，因废气管为螺旋状，能够增加冷凝液与废气管的接触面积，进而提高高温废气的冷却速度，冷却后的废气进入内管内，此时冷却废气在内管内由下至上螺旋向上流动，外管内的冷凝液由下至上螺旋向上流动，外管内的冷凝液与反应釜能够快速进行热交换，使反应釜内的温度降低，同时使本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种合成氨换热装置，其特征在于，包括换热箱(100)，所述换热箱(100)的顶部设置有排液管(110)，所述换热箱(100)的底部设置有进液管(120)，所述换热箱(100)内部同轴竖直设置有呈螺旋状的废气管(130)，所述废气管(130)的顶端贯穿所述换热箱(100)顶部并与连接管(140)连通，所述连接管(140)远离所述废气管(130)的一端贯穿反应釜(150)的侧壁并与所述反应釜(150)内部连通，所述废气管(130)的底端贯穿所述换热箱(100)侧壁下部并延设至所述换热箱(100)的外部；还包括外管(160)和内管(170)，所述外管(160)同轴套设在所述内管(170)外部并与所述内管(170)之间呈间隙设置，所述外管(160)与所述内管(170)均呈螺旋状并竖直设置在所述反应釜(150)的夹层(180)内，所述外管(160)的底端贯穿所述反应釜(150)侧壁下部并与主管(190)连通，所述主管(190)与设置在所述反应釜(150)外部的液箱(200)连通，所述进液管(120)的进液端与所述主管(190)连通；所述外管(160)的顶端贯穿所述反应釜(150)侧壁并与水平设置在所述反应釜(150)内部的水平管(300)连通，所述水平管(300)远离所述外管(160)的一端贯穿所述反应釜(150)侧壁并延设至所述反应釜(150)外部；所述内管(170)的顶端贯穿所述外管(160)侧壁并与所述反应釜(150)内部连通，所述内管(170)的底端贯穿所述外管(160)底端并与所述废气管(130)的出气端连通；所述废气管(130)的出气端设置有抽风机(210)。2.根据权利要求1所述的一种合成氨换热装置，其特征在于，所述换热箱(100)内部同轴设置有中心轴(220)，所述中心轴(220)的顶端贯穿所述换热箱(100)的顶部并与设置在所述换热箱(100)顶部的电机(230)的输出端固定连接，所述中心轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：文远忠，赵国洪，满拥军，杨东，
申请(专利权)人：四川兰天化工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：
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