蒸发具有最低恒沸组成液体的立式双管板管壳式换热器制造技术

本发明专利技术提供了一种蒸发具有最低恒沸组成液体的立式双管板管壳式换热器，包括壳体、换热管、上管板、第一下管板、第二下管板、下部设有进料槽口的进料管、鼓泡管、轻相液体进口和重相液体进口，上管板固定在壳体上部，第一下管板固定在壳体下部，第二下管板固定在第一下管板下方，换热管的两端分别插在上管板和第一下管板的管孔中，进料管上端插在第一下管板下部的换热管中，下端固定在第二下管板上，鼓泡管设置在进料管内，其下端插在第二下管板的管孔中，上端向上延伸至进料管外。本发明专利技术可保证气相在具有最低恒沸组成的温度下蒸发，保证换热器相对较小的换热面积即可以满足工艺的换热要求，特别适用于两种具有最低恒沸组成的液体易分层的情况。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种管壳式换热器。
技术介绍
在化学工业和石油化工领域中，换热器的应用十分广泛，近年来随着节能降耗的日益深入，利用换热器进行高温、低温热能的回收工艺应用越来越广。目前，用量最大的换热设备还是管壳式换热器。主要是由于管壳式换热器，自身具有设备简捷、加工技术成熟、 适用范围广的特点，另外由于在炼油和化工装置的传热工况中，冷热物流操作工艺条件及物理性质的多变性和复杂性，为保证设备的生产安全，还是会选择管壳式换热器。但是如何把管壳式换热器进一步优化设计，更好的应用到热能回收生产装置中一特别是回收更多低温位的热量，就成为研究的热点。例如利用真空塔塔顶冷凝热来加热或汽化物流工艺。 因为真空操作本身是为了降低物料温度，而被汽化的物质又要求比较高的温度达到汽化的目的，这就造成换热温差较小的实际情况。一般的管壳式换热器中液相流体一般为互溶的物质组成，更加特殊的情况是对于容易分层的两种液体来说，技术上有更高的要求。以苯乙烯工艺中共沸蒸发为例进行说明，在苯乙烯工艺中，液相原料乙苯与水可以使用分离工段中粗塔塔顶气相乙苯冷凝放出的热量进行汽化，一方面可以节省加热原料所用的蒸汽，另一方面可以节省粗塔塔顶气相乙苯冷凝所需要的冷却水，节能效果明显。工艺的难点在于乙苯与水的共沸蒸发的温度在操作压力条件下约为90°C，而粗塔塔顶气相乙苯温度约iorc，换热器温差在ire左右，而且乙苯与水容易分层，若偏离最低恒沸组成， 由于乙苯的沸点为U9°C，水沸点为96°C，则蒸发乙苯将更加困难，甚至不能实现，如何解决管壳式换热器的此类传热问题成为难点。US4628136, CN86108265专利中描述苯乙烯装置中实施乙苯和水共沸蒸发的方法来实现苯乙烯装置的节能，但是并没有描述实施共沸的技术措施。中国专利技术专利申请公布说明书200710047195. 5揭示了一种共沸蒸发方法，其基本流程与CN86108265相同。中国专利申请公开说明书CN200910056821. 6中公开了一种乙苯/苯乙烯塔顶热能回收的换热器的结构形式.并通过在下管箱中换热管进口处分别设置水\乙苯的分布器，获得均勻的水\乙苯的分布，从而获得水和乙苯的共沸蒸发。中国专利申请公开说明书CN200910055179. X提出了一种不互溶液体的多孔进料的换热器，以期解决共沸蒸发的混合问题，但是事实上该方案无法实施，原因是在机械上无法实现换热管和下管板的完全密封的连接，从而造成管侧和壳侧之间流体的泄漏；同样的 CN200910053207.4提出了一个三管板换热器，以期解决共沸蒸发的混合问题，但是事实上该方案无法实施，原因是在机械上，无法实现换热管和中间管板的完全密封的连接。方面内容本专利技术的目的在于提出一种蒸发具有最低恒沸组成液体的立式双管板管壳式换热器，以克服现有技术存在的缺陷。所述的蒸发具有最低恒沸组成液体的立式双管板管壳式换热器，包括壳体、换热管、上管板、第一下管板、第二下管板、下部设有进料槽口的进料管、鼓泡管、轻相液体进口和重相液体进口；所述的上管板固定在壳体的上部，所述的第一下管板固定在壳体的下部，所述的第二下管板固定在第一下管板的下方的壳体内；所述的换热管的两端分别插在上管板和第一下管板的管孔中，所述的进料管的上端插在第二下管板下部的换热管中，下端固定在第一下管板上，所述的鼓泡管设置在进料管内，其下端插在第二下管板的管孔中，上端向上延伸至进料管外。应用本专利技术的换热器，可以通过气体的扰动使两种液体在换热管内有充分的相接触面积，保证气相在具有最低恒沸组成的温度下蒸发，并通过流速的提高增加对流传热系数，保证换热器相对较小的换热面积即可以满足工艺的换热要求。本专利技术的换热器，特别适用于两种具有最低恒沸组成的液体易分层的情况。在换热面积较小的情况下达到工艺上节能的目的，提高生产效益。附图说明图1为立式双管板管壳式换热器结构示意图。图2为第二下管板和进料管结构示意图。具体实施例方式参见图1和图2，所述的蒸发具有最低恒沸组成液体的立式双管板管壳式换热器， 其特征在于，包括壳体1、换热管22、上管板2、第一下管板3、第二下管板4、下部设有进料槽口 501的进料管5、鼓泡管6、轻相液体进口 71和重相液体进口 72 ；所述的上管板2固定在壳体1的上部，所述的第一下管板3固定在壳体1的下部， 所述的第二下管板4固定在第一下管板3的下方的壳体内；所述的换热管22的两端分别插在上管板2和第一下管板3的管孔中，所述的进料管5的上端插在第一下管板3下部的换热管22中，下端固定在第二下管板4上，所述的鼓泡管6设置在进料管5内，其下端插在第二下管板4的管孔中，上端向上延伸至进料管5夕卜。优选的，参见图1和图2，所述的立式双管板管壳式换热器，包括壳体1、换热管22、 上管板2、第一下管板3、第二下管板4、下部设有进料槽口 501的进料管5、鼓泡管6、轻相液体进口 71、重相液体进口 72、轻相冷凝液出口 8、加热蒸汽进口 9、气相出口 10、扰动气体入口 11、排液口 12和排气口 13 ；所述的上管板2固定在壳体1的上部，所述的第一下管板3固定在壳体1的下部， 所述的第二下管板4固定在第一下管板3的下方的壳体内，上管板2与壳体1的顶部之间为上管箱101，第二下管板4与壳体1的底顶部之间为下管箱102 ；所述的换热管22的两端分别插在上管板2和第一下管板3的管孔中，所述的进料管5的上端插在第一下管板3下部的换热管22中，下端固定在第二下管板4上，进料管5 与换热管22之间为环型流道20，所述的鼓泡管6设置在进料管5内，其下端插在第二下管板4的管孔中，上端向上延伸至进料管5外，进料管5与鼓泡管6之间为进料通道30 ；所述的轻相液体进口 71设置在第一下管板3下方的壳体上，所述的重相液体进口 72设置在轻相液体进口 71下方的壳体上，所述的扰动气体入口 11设置在第二下管板4下方的壳体1上；所述的加热蒸汽进口 9设置在下管箱102上；所述的气相出口 10设置在上管箱101的顶部；所述的冷凝液出口 8设置在上管箱101的下部；所述的排液口 12设置在第一下管板3的上方；排气口 13设置在上管板2的下方；优选的，环型流道20的宽度h 进料通道30的宽度hi = 1 0. 5 2 ；优选的，第一液体进口 71和第二液体进口 72的数量分别为2 4个，沿壳体1圆周均勻分布；进一步，参见图1，本专利技术还包括折流板11，所述折流板11设置在换热管2之间；进一步，参见图1，本专利技术还包括界面计口 13，所述的界面计口 13设置在第一下管板3和第二下管板4之间，用于安装界面计；本专利技术的立式双管板管壳式换热器，可用于蒸发具有最低恒沸组成液体的混合物，以乙苯与为例，具体工艺物流流程如下乙苯与水分别从重相液体进口 72和轻相冷凝液出口 8，进入第一下管板3和第二下管板4之间，乙苯与水在两管板之间分层，上层为乙苯，下层为水；上层乙苯通过进料管5与换热管2之间的环型流道20进入换热管内，水通过进料管底部的进料槽口 501流入进料管5，并沿进料管5进入换热管2内，与乙苯混合；为使乙苯与水在初始混合点不分层且有充分的相接触面积，通过扰动气体入口 11 在该位置通过鼓泡管6射入少量的水蒸汽或不凝性气体，通过水蒸汽带入的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．蒸发具有最低恒沸组成液体的立式双管板管壳式换热器，其特征在于，包括壳体（１）、换热管（２２）、上管板（２）、第一下管板（３）、第二下管板（４）、下部设有进料槽口（５０１）的进料管（５）、鼓泡管（６）、轻相液体进口（７１）和重相液体进口（７２）；所述的上管板（２）固定在壳体（１）的上部，所述的第一下管板（３）固定在壳体（１）的下部，所述的第二下管板（４）固定在第一下管板（３）的下方的壳体内；所述的换热管（２２）的两端分别插在上管板（２）和第一下管板（３）的管孔中，所述的进料管（５）的上端插在第一下管板（３）下部的换热管（２２）中，下端固定在第二下管板（４）上，所述的鼓泡管（６）设置在进料管（５）内，其下端插在第二下管板（４）的管孔中，上端向上延伸至进料管（５）外。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志刚，和成刚，邹志荣，
申请(专利权)人：徐志刚，常州瑞华化工工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31