CN103159176B - 一种液氯气化器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种液氯气化器，包括：第一换热管；与第一换热管并排布置的第二换热管，其直径小于第一换热管的直径，且其进口与第一换热管的出口相连；第一换热套管套设在第一换热管上；第二换热套管套设在第二换热管上。工作时，液氯进入第一换热管，靠第一换热套管加热气化成氯气，未被气化的液氯随氯气进入第二换热管，由第二换热套管加热气化，最后从排气端排出。由于第二换热管的直径小于第一换热管的直径，降低了换热管的热能损失，提高了后续管段的利用率，节省了生产成本。另外，将两个换热管并排布置节省了空间，进而节省了使用成本。

Description

一种液氯气化器

技术领域

本发明涉及化工设备的技术领域，特别涉及一种液氯气化器。

背景技术

液氯为基本化工原料，是强氧化剂，主要用于纺织、造纸工业的漂白，自来水的净化、消毒，镁及其他金属炼制，以及制取农药、洗涤剂、塑料及医药等含氯化合物。液氯为黄绿色油状液体，在标况下，-34.6℃时沸腾，-101.5℃时凝固。液氯遇水时对钢铁有强烈的腐蚀性，因此，在输送及储存过程中必须避免与水接触。由于液氯直接参与氯化反应，不仅生产不易稳定控制，而且安全隐患大，因此，在使用氯气的场合，一般都应先将液氯气化，然后再参与氯化反应。

现有的将液氯气化的装置主要有沉浸式螺旋状盘管气化器、套管式气化器及管壳式气化器，其中，套管式气化器应用较广泛。公开号为CN2272322Y的专利发明了一种沉浸式螺旋状盘管气化器，用于液氯气化。该换热器有液氯通道和间接加热装置，不锈钢螺旋盘管置于圆柱形平底平盖钢罐的热水中，热水保持60～70℃，当液氯从不锈钢盘管经过时，被加热气化。该气化器由于与外界接触面积较大，热能利用率不高，设备占地面积大，而且安全系数不高。公开号为CN201678450U的专利发明了一种箱式排管气化器，该气化器由箱体和位于箱体内的排管组成，排管为横向的蛇形管结构，结构相对较复杂，而且也存在热损失大，热能利用率低，占空间位置大的问题。此外，以上液氯气化器采用的加热介质均为热水，而热水的热密度低，导致气化器的换热面积大，影响了气化器的处理能力。

因此，公开号为CN101311613A的专利发明了一种管壳式气化器，采用蒸汽做热源，液氯走壳程，蒸汽走管程，减小与外界的接触面积，有效降低了热能的利用损失率。其工作时，液氯从液氯进口进入壳程筒体在筒体内被走管程的蒸汽加热气化成氯气后从氯气出气口排出，在实践中发现由于液氯进入气化器时因温度及压力的突变，绝大部分液氯瞬间在气化器管道的开始部分就被气化，后面大部分的管段只是将少量的液氯气化，这样导致后面的管段的利用率低，增加了生产成本。

另外，后面的管段占用大量空间，增加了使用成本。

因此，如何提高气化器的利用率，同时减小体积，以降低成本，成为本领域技术人员亟待解决的重要技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种液氯气化器，以提高气化器的利用率，同时减小体积，并降低成本。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种液氯气化器，包括：

第一换热管；

与所述第一换热管并排布置的第二换热管，具有排气端的所述第二换热管的直径小于第一换热管的直径，且所述第一换热管的出口与所述第二换热管的进口相连；

第一换热套管，所述第一换热套管套设在所述第一换热管上；

第二换热套管，所述第二换热套管套设在所述第二换热管上。

优选地，上述的液氯气化器中，还包括：

液氯进料管，所述液氯进料管的一端内伸于所述第一换热管的进料端；

稳压泵，所述稳压泵与所述第一换热管进气端相连。

优选地，上述的液氯气化器中，所述稳压泵为离心泵、轴流泵或屏蔽泵。

优选地，上述的液氯气化器中，所述液氯进料管的伸入所述第一换热管的进料端设有带有开孔的雾化器。

优选地，上述的液氯气化器中，所述雾化器为扇形结构，扇面的夹角为5-175°，开孔的直径为1-1000μm，且扇面直径大于液氯进料管的直径。

优选地，上述的液氯气化器中，所述第一换热管的直径为第二换热管的直径的1.5-3.5倍。

优选地，上述的液氯气化器中，所述第一换热套管与所述第二换热套管通过连接管相连，所述第一换热套管上设有换热出口，所述第二换热套管设有换热进口。

优选地，上述的液氯气化器中，所述第二换热管的连接端折弯有弯头，且通过弯头与所述第一换热管的出口相连。

优选地，上述的液氯气化器中，所述第一换热管的排污口处设有盲板。

优选地，上述的液氯气化器中，所述第一换热套管的长度小于所述第一换热管的长度；所述第二换热套管的长度小于所述第二换热管的长度。

从上述的技术方案可以看出，本发明提供的一种液氯气化器，包括第一换热管、第二换热管、第一换热套管和第二换热套管。其中，第二换热管的直径小于第一换热管的直径，两者并排布置，且第一换热管的出口与第二换热管的进口相连；第一换热套管套设在第一换热管上；第二换热套管套设在第二换热管上。工作时，液氯进入第一换热管，被第一换热套管内的蒸汽加热气化成氯气，未被气化的液氯随氯气进入第二换热管，被第二换热套管内的蒸汽加热气化，最后从排气端排出。由于第二换热管的直径小于第一换热管的直径，降低了后面换热管的热能损失，同时减少了换热管的材料，提高了后续管段的利用率，节省了生产成本。

另外，将两个换热管并排布置节省了空间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的液氯气化器的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的雾化器的结构示意图。

其中，

稳压泵1；液氯输送管2；液氯进料管3；雾化器4；第一换热管5；第一换热套管6；第一换热口7；盲板8；弯头9；第二换热口10；第二换热套管11；第二换热管12；排气端13；连接管14。

具体实施方式

本发明公开了一种液氯气化器，以提高气化器的利用率，同时减小体积，并降低成本。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，其中，图1为本发明实施例提供的液氯气化器的结构示意图；图2为本发明实施例提供的雾化器的结构示意图。

本发明提供了一种液氯气化器，具体包括：第一换热管5、第二换热管12、第一换热套管6和第二换热套管11。其中，第二换热管12与第一换热管5并排布置，第二换热管12的直径小于第一换热管5的直径，且第一换热管5的出口与第二换热管12的进口相连。

第一换热套管6套设在第一换热管5上，在本实施例中，可优选的将第一换热套管6焊接在第一换热管5上，并且保证第一换热套管6和第一换热管5之间具有容纳换热气体(例如蒸汽)的腔体。相应的，第二换热套管11套设在第二换热管12上，在本实施例中，可优选的将第二换热套管11焊接在第二换热管12上，并且保证第二换热套管11和第二换热管12之间具有容纳换热气体(例如蒸汽)的腔体。

由于液氯在进入液氯气化器的第一换热管5时，因流速较快，会导致部分未来得及气化的液氯被夹带而进入后续管段，极端情况下，液氯会被气流夹带进入后续的反应系统，造成较大的安全隐患，为了解决这个问题，本发明提供的液氯气化器在液氯进料管3的伸入第一换热管5的一端设有开孔的雾化器4。工作时，经液氯进料管3进入第一换热管5的液氯在雾化器4处被充分分散成小液滴，以加速气化，同时又对液氯起到减速的作用从而使气化更完全。

为了进一步减缓液氯进入第一换热管5后的速度，本发明将雾化器4设置为扇形，扇面夹角为5-175°，优选为30-75°，扇面直径大于液氯进料管的直径；雾化器4上的开孔的直径为1-1000μm，为了将液氯分散的更充分，优选为50-100μm。

工作时，液氯从液氯进料管3进入，并通过雾化器4进入第一换热管5内部，通有蒸汽的第一换热套管6套设在第一换热管5上，并通过蒸汽对进入第一换热管5内部的液氯进行加热，使液氯气化成为氯气，氯气夹带着未被气化的少量液氯经第一换热管5的出口从第二换热管12的进口进入到第二换热管12内部，通有蒸汽的第二换热套管11套设在第二换热管12上，并对进入第二换热管12内的液氯进行气化，同时还可以起到保温的效果，最后完全气化的氯气从排气端13排出，至后续氯气缓冲系统。

传统的液氯气化器，各换热管段为等径管段，不仅管段数量多，而且气化效率低，无法充分发挥液氯气化器的优势。本发明通过技术改进，适当调整第一换热管5与第二换热管12之间的管径比，提高后续管段的利用率。使得液氯在由液氯进料管进入到第一换热管5内的瞬间，由于雾化器的作用及流通面积的急剧扩大而被闪蒸，大部分液氯被气化，提高了气化器的换热效率。

同时，为了解决换热管因体积大而占有大量空间使得换热管的使用空间大，而增加的运输成本和使用成本，本发明将换热管分成两部分，并将第一换热管5和第二换热管12并排布置，将第一换热管5的出口与第二换热管12的进口相连。

本发明提供的液氯气化器还包括液氯进料管3、液氯输送管2和稳压泵1。将液氯进料管3的一端伸入第一换热管5的进料端，并与第一换热管5焊接为一体，另一端与液氯输送管2相连，优选的，通过法兰将液氯输送管2和液氯进料管3连接；稳压泵1与第一换热管5的进料端相连，优选的，将稳压泵1安装在液氯输送管2上。工作时，液氯由储槽或钢瓶流入管道后，进入稳压泵1，并进行稳压处理，然后进入计量系统，最后通过液氯输送管2和液氯进料管3进入到第一换热管5内部。

为了提高通用性，本发明提供的稳压泵1可以为化工泵，如离心泵，轴流泵等，为了能够同时起到防泄漏的效果，优选的，稳压泵1为防泄漏的屏蔽泵。

为了降低生产成本，本发明提供的第一换热管5的直径设置的大于第二换热管12的直径，优选的，第一换热管5的直径是第二换热管12的直径的1.5-3.5倍。

为了减少蒸汽进出口的数量方便对蒸汽的控制，第一换热套管6上设有换热出口7，第二换热套管11设有换热进口10，第一换热套管6与第二换热套管11通过连接管14相连。在本实施例中，换热进口10为蒸汽进入第二换热套管11的入口，换热出口7为蒸汽由第一换热套管6内排出的出口，连接管14为蒸汽由第二换热套管11进入第一换热套管6的流通管道。蒸汽可通过连接管14在第一换热套管6和第二换热套管11内循环。

本发明提供的液氯气化器中的第一换热管5和第二换热管12是相通的，为了使结构简单，减少连接点，将第二换热管12的进口端折弯出弯头9，且通过弯头9与第一换热管5的出口相连，优选的，连接方式为焊接，这样减少一处接合处，可以降低因连接处连接不紧密而导致的泄露。

为了便于清洗液氯气化器的第一换热管5，在第一换热管5的排污口处设置盲板8，清洗时，将盲板8拆卸下来对第一换热管5进行清洗，优选地，连接方式采用法兰连接，易于拆卸。

由于液氯中不可避免的夹带有一定浓度的三氯化氮，而三氯化氮的沸点(＜71℃)远高于液氯(-34.6℃)，因此，在气化器内有可能会造成三氯化氮的累积。当三氯化氮的浓度达到5～6％时，就可能发生爆炸，十分危险。因此，在设计气化器时加热管段的长度不能太长，所以本发明中将第一换热套管6的长度设置为小于第一换热管5的长度，将第二换热套管11的长度设置为小于第二换热管12的长度。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种液氯气化器，其特征在于，包括：

第一换热管(5)；

与所述第一换热管(5)并排布置的第二换热管(12)，具有排气端(13)的所述第二换热管(12)的直径小于所述第一换热管(5)的直径，且所述第一换热管(5)的出口与所述第二换热管(12)的进口相连；第一换热套管(6)，所述第一换热套管(6)套设在所述第一换热管(5)上；

第二换热套管(11)，所述第二换热套管(11)套设在所述第二换热管(12)上；

所述第一换热套管(6)与所述第二换热套管(11)通过连接管(14)相连，所述第一换热套管(6)上设有换热出口(7)，所述第二换热套管(11)设有换热进口(10)；

所述换热进口(10)位于远离所述排气端(13)的一侧，所述换热出口(7)设置在远离所述第一换热管(5)的进口端的一侧，且所述连接管(14)与所述第二换热套管(11)远离所述换热进口(10)的一端相连，所述连接管(14)与所述第一换热套管(6)远离所述换热出口(7)的一端相连。

2.根据权利要求1所述的液氯气化器，其特征在于，还包括：

液氯进料管(3)，所述液氯进料管(3)的一端伸入所述第一换热管(5)的进料端；

稳压泵(1)，所述稳压泵(1)与所述第一换热管(5)的进料端相连。

3.根据权利要求2所述的液氯气化器，其特征在于，所述稳压泵(1)为离心泵、轴流泵或屏蔽泵。

4.根据权利要求2所述的液氯气化器，其特征在于，所述液氯进料管(3)的伸入所述第一换热管(5)的一端设有带有开孔的雾化器(4)。

5.根据权利要求4所述的液氯气化器，其特征在于，所述雾化器(4)为扇形结构，扇面夹角为5-175°，开孔的直径为1-1000μm，且扇面直径大于液氯进料管的直径。

6.根据权利要求1所述的液氯气化器，其特征在于，所述第一换热管(5)的直径为第二换热管(12)的直径的1.5-3.5倍。

7.根据权利要求1所述的液氯气化器，其特征在于，所述第二换热管(12)的连接端折弯有弯头(9)，且通过弯头(9)与所述第一换热管(5)的出口相连。

8.根据权利要求7所述的液氯气化器，其特征在于，所述第一换热管(5)的排污口设有盲板(8)。

9.根据权利要求1所述的液氯气化器，其特征在于，所述第一换热套管(6)的长度小于所述第一换热管(5)的长度；所述第二换热套管(11)的长度小于所述第二换热管(12)的长度。