未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器制造技术

未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器主要应用于煤制气、煤制甲醇等煤化工领域，包括低温甲醇洗工艺等气体低温净化、低温液化分离技术领域，是一种单股流与双股流相结合的塔式螺旋缠绕管式热交换设备，主要利用低温甲醇工艺尾气及低温合成气预冷未变换原料气，实现工艺余冷对未变换原料气进行预冷的目的。本发明专利技术对未变换气冷却器用单管束缠绕管式换热器与双管束缠绕管式换热器相结合的复合型缠绕管式换热器的基本结构及换热工艺计算方法进行了系统研究，采用中段引进中温冷源，单股流与双股流缠绕管式换热器上下结合的方法，改进不同温位多股流换热的切入点，可提高换热效率，节约换热面积，缩小换热器体积。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器，主要应用于煤制气、煤制甲醇等煤化工领域，包括-70°C低温甲醇洗工艺等气体低温净化、低温液化分离

技术介绍
未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器是一种换热管道经层层缠绕后形成的一种单管束与双管束相结合的螺旋盘管型热交换设备，主要应用两股冷源管束即管程-51. 3°C工艺尾气混合气及管程-18. 39°C合成气混合气冷却壳程37. 73°C未变换原料混合气，使之温度降至-10. 090C，两股管程气体温度升高至31. 230C。未变换原料气主要成份为水煤气，由H2、C0、C02、N2、02、CH4等气体组成。合成气主要成份为CH4、CH30H、H2、C0等。工艺尾气主要成份为C0、H2、CH4、CH30H等。壳程设计压力小于6. 3MPa，温度介于-70 +60°C，管程设计压力分别小于6. 3MPa及O. 7MPa，温度介于-70 +60°C。换热器实际进出口参数可根据实际工况进行调整，调整后可重新计算换热工艺流程。首先，传统的未变换气冷却器采用两台独立的单股流列管式换热器进行换热，换热器体积较大，单位体积换热面积较小，换热效率较低。其次，由于未变换气冷却器换热温区中两股冷流的温度分别为-51. 3°C及-18. 39°C，在冷却37. 73°C原料气的过程中，由于两股冷流之间存在较大温差，如果单独应用双股流换热器，管程进口处-18. 39°C合成气将吸收-51. 3°C尾气的冷量，合成气温度降低后，再共同冷却37. 73°C原料气，使壳程原料气温度降至-10. 09°C，即-18. 39°C合成气将经历先降温再升温的过程，从而导致换热面积增大，换热效率降低。再者，由于缠绕管式换热器应用于低温环境，内部换热过程复杂，没有通用的设计标准，也没有统一的设计计算方法，随着工艺流程或物性参数不同而存在较大差别，因此，给未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器设计开发带来了障碍。最后，由于未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器中的缠绕管束相互缠绕的方法很多，没有统一的管道缠绕模式及理论设计计算方法用于计算机辅助计算过程，给未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器的科学计算及标准化带来了障碍。为了提高未变换气冷却器的换热效率，增大单位体积换热面积，缩小换热器体积，减少换热设备数量，推进未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器标准化过程，本专利技术采用缠绕管式未变换气冷却器替代传统的单股流列管式换热器，具有结构紧凑，单位体积换热面积大，可实现双股流换热，传热管热膨胀可自行补偿，容易实现大型化，可减少低温甲醇低温净化工艺中的换热设备数量等特点，以替代传统的单股流未变换气冷却器，同时，对未变换气冷却器用双股流缠绕管式换热器与单股流缠绕管式换热器相结合的复合型缠绕管式换热器的基本结构及换热工艺计算方法进行了系统研究，采用中段引进中温冷源，单股流缠绕管式换热器与双股流缠绕管式换热器上下结合的方法，改进不同温位换热器的换热效率，并给出了未变换气冷却器用单双合并型缠绕管式换热器的基本结构及换热工艺流程，以利于未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器的标准化
技术实现思路
未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器主要包括技术解决方案、基本原理、技术特点等内容，主要涉及换热器基本结构、主要部件位置关系、连接关系、换热工艺技术等方面。本专利技术的技术解决方案 未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器主要由上封头(I)、合成气出口管板(2)、合成气出口管箱(3)、合成气出口接管(4)、合成气出口管束(5)、第一支持圈(6)、合成气缠绕管束(7 )、双股流壳体(8 )、双股流尾气进口管束(9 )、双股流尾气进口管箱(10 )、双股流尾气进口接管(11)、双股流尾气进口管板(12)、锥形过度壳体(13)、单股流尾气出口接管(14)、单股流尾气出口管箱(15)、单股流尾气出口管板(16)、单股流管束隔板(17)、单股流壳体(18)、单股流尾气进口管板(19)、单股流尾气进口管箱(20)、单股流尾气进口接管(21)、裙座(22)、下封头(23)、单股流尾气进口管束(24)、原料气出口接管(25)、第四支持圈(26)、单股流芯筒(27)、单股流尾气缠绕管束(28)、第三支持圈(29)、单股流尾气出口管束(30)、合成气进口管板(31)、合成气进口接管(32)、合成气进口管箱(33)、合成气进口管束(34)、第二支持圈(35)、双股流尾气缠绕管束(36)、双股流管束隔板(37)、双股流芯筒(38)、双股流尾气出口管束(39 )、双股流尾气出口接管(40 )、双股流尾气出口管箱(41)、双股流尾气出口管板(42)、原料气进口接管(43)组成，主要包括双股流缠绕管式换热器及单股流缠绕管式换热器两大部分，沿轴向通过锥形过度壳体(13)联接。双股流尾气缠绕管束(36)、合成气缠绕管束(7)绕双股流芯筒(38)缠绕，缠绕后的螺旋盘管安装于双股流壳体(8 )内；双股流芯筒(38 ) 一端安装第一支持圈(6 )，一端安装第二支持圈(35)，第一支持圈(6)固定于双股流壳体(8)上部，第二支持圈(35)固定于双股流壳体(8 )下部，双股流尾气缠绕管束(36 )、合成气缠绕管束(7 )缠绕于第一支持圈(6 )与第二支持圈(35 )之间；单股流尾气缠绕管束(28 )绕单股流芯筒(27 )缠绕，缠绕后的螺旋盘管安装于单股流壳体(18)内；单股流芯筒(27)—端安装第三支持圈(29)，一端安装第四支持圈(26)，第三支持圈(29)固定于单股流壳体(18)内上部，第四支持圈(26)固定于单股流壳体(18 )下部，单股流尾气缠绕管束(28 )缠绕于第三支持圈(29 )与第四支持圈(26 )之间。双股流壳体(8 )上部左侧安装合成气出口管板(2 )，合成气出口管板(2 )左侧联接合成气出口管箱(3)、合成气出口管箱(3)左侧联接合成气出口接管(4);双股流壳体(8)上部右侧安装双股流尾气出口管板(42)，双股流尾气出口管板(42)右侧联接双股流尾气出口管箱(41)，双股流尾气出口管箱(41)右侧联接双股流尾气出口接管(40);双股流壳体(8 )下部左侧安装双股流尾气进口管板(12 )，双股流尾气进口管板(12 )左侧联接双股流尾气进口管箱(10 )，双股流尾气进口管箱(10 )左侧联接双股流尾气进口接管(11);双股流壳体(8 )下部右侧安装合成气进口管板(31)，合成气进口管板(31)右侧联接合成气进口管箱(33)、合成气进口管箱(33)右侧联接合成气进口接管(32);双股流壳体(8)底部联接锥形过度壳体(13)，锥形过度壳体(13)底部联接单股流壳体(18);单股流壳体(18)上部左侧联接单股流尾气出口管板(16)，单股流尾气出口管板(16)左侧联接单股流尾气出口管箱(15),单股流尾气出口管箱(15)左侧联接单股流尾气出口接管(14);单股流壳体(18)底部封头(23)联接单股流尾气进口管板(19)，单股流尾气进口管板(19)底部联接单股流尾气进口管箱(20 )，单股流尾气进口管箱(20 )底部联接单股流尾气进口接管(21);单股流壳体(18)下部右侧联接原料气出口接管(25)，底部联接裙座(22)。未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器应用单股流缠绕管本文档来自技高网...

【技术保护点】
未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器，其特征在于：未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器由上封头（1）、合成气出口管板（2）、合成气出口管箱（3）、合成气出口接管（4）、合成气出口管束（5）、第一支持圈（6）、合成气缠绕管束（7）、双股流壳体（8）、双股流尾气进口管束（9）、双股流尾气进口管箱（10）、双股流尾气进口接管（11）、双股流尾气进口管板（12）、锥形过度壳体（13）、单股流尾气出口接管（14）、单股流尾气出口管箱（15）、单股流尾气出口管板（16）、单股流管束隔板（17）、单股流壳体（18）、单股流尾气进口管板（19）、单股流尾气进口管箱（20）、单股流尾气进口接管（21）、裙座（22）、下封头（23）、单股流尾气进口管束（24）、原料气出口接管（25）、第四支持圈（26）、单股流芯筒（27）、单股流尾气缠绕管束（28）、第三支持圈（29）、单股流尾气出口管束（30）、合成气进口管板（31）、合成气进口接管（32）、合成气进口管箱（33）、合成气进口管束（34）、第二支持圈（35）、双股流尾气缠绕管束（36）、双股流管束隔板（37）、双股流芯筒（38）、双股流尾气出口管束（39）、双股流尾气出口接管（40）、双股流尾气出口管箱（41）、双股流尾气出口管板（42）、原料气进口接管（43）组成，包括双股流缠绕管式换热器及单股流缠绕管式换热器两大部分。...

【技术特征摘要】
1.未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器，其特征在于未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器由上封头(I)、合成气出口管板(2)、合成气出口管箱(3)、合成气出口接管(4)、 合成气出口管束(5)、第一支持圈(6)、合成气缠绕管束(7)、双股流壳体(8)、双股流尾气进口管束(9 )、双股流尾气进口管箱(10 )、双股流尾气进口接管(11)、双股流尾气进口管板 (12)、锥形过度壳体(13)、单股流尾气出口接管(14)、单股流尾气出口管箱(15)、单股流尾气出口管板(16)、单股流管束隔板(17)、单股流壳体(18)、单股流尾气进口管板(19)、单股流尾气进口管箱(20)、单股流尾气进口接管(21)、裙座(22)、下封头(23)、单股流尾气进口管束(24)、原料气出口接管(25)、第四支持圈(26)、单股流芯筒(27)、单股流尾气缠绕管束 (28)、第三支持圈(29)、单股流尾气出口管束(30)、合成气进口管板(31)、合成气进口接管(32)、合成气进口管箱(33)、合成气进口管束(34)、第二支持圈(35)、双股流尾气缠绕管束 (36)、双股流管束隔板(37)、双股流芯筒(38)、双股流尾气出口管束(39)、双股流尾气出口接管(40)、双股流尾气出口管箱(41)、双股流尾气出口管板(42)、原料气进口接管(43)组成，包括双股流缠绕管式换热器及单股流缠绕管式换热器两大部分。2.根据权利要求1所述未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器，其特征在于双股流尾气缠绕管束(36)、合成气缠绕管束(7)绕双股流芯筒(38)缠绕，缠绕后的螺旋盘管安装于双股流壳体(8)内；双股流芯筒(38)—端安装第一支持圈(6)，一端安装第二支持圈 (35),第一支持圈(6)固定于双股流壳体(8)上部，第二支持圈(35)固定于双股流壳体(8) 下部，双股流尾气缠绕管束(36)、合成气缠绕管束(7)缠绕于第一支持圈(6)与第二支持圈 (35 )之间；单股流尾气缠绕管束(28 )绕单股流芯筒(27 )缠绕，缠绕后的螺旋盘管安装于单股流壳体(18)内；单股流芯筒(27)—端安装第三支持圈(29)，一端安装第四支持圈(26)， 第三支持圈(29)固定于单股流壳体(18)内上部，第四支持圈(26)固定于单股流壳体(18) 下部，单股流尾气缠绕管束(28)缠绕于第三支持圈(29)与第四支持圈(26)之间。3.根据权利要求1所述未变换气冷却器用低温缠绕管式换热器，其特征在于双股流壳体(8)上部左侧安装合成气出口管板(2)，合成气出口管板(2)左侧联接合成气出口管箱(3)、合成气出口管箱(3)左侧联接合成气出口接管(4);双股流壳体(8)上部右侧安装双股流尾气出口管板(42 )，双股流尾气出口管板(42 )右侧联接双股流尾气出口管箱(41)，双股流尾气出口管箱(41)右侧联接双股流尾气出口接管(40);双股流壳体(8)下部左侧安装双股流尾气进口管板(12 )，双股流尾气进口管板(12 )左侧联接双股流尾气进口管箱(10 )，双股流尾气进口管箱(10)左侧联接双股流尾气进口接管(11);双股流壳体(8)下部右侧安装合成气进口管板(31)，合成气进口管板(31)右侧联接合成气进口管箱(33 )、合成气进口管箱(33 )右侧联接合成气进口接管(32 );双股流壳体(8 )底部联接锥形过...

【专利技术属性】
技术研发人员：张周卫，汪雅红，张小卫，吴金群，薛佳幸，丁世文，杨惠君，李炎，
申请(专利权)人：张周卫，
类型：发明
国别省市：