CN105066739B - 一种聚丙烯化工工艺用多介质换热器及换热方法 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的问题是提供一种换热效率高且能实现多种介质间同时进行热交换的聚丙烯化工工艺用多介质换热器；还提供了一种换热方法。本聚丙烯化工工艺用多介质换热器，包括外壳，上底板上设有第一介质入口、第二介质入口和第三介质入口，下底板上设有第一介质出口、第二介质出口和第三介质出口，三个出水口处设有三个节流阀，所述出水口与主介质出口间设有三根互不接触的主换热管，该三根主换热管分别与第一换热管、第二换热管、第三换热管接触，第一换热管、第二换热管和第三换热管之间也互不接触。本聚丙烯化工工艺用多介质换热器具有热转换效率高、能精确控制热转换过程的优点；本多介质换热器的换热方法具有操作方便且能精确控制热转换过程的优点。
Description
技术领域
本发明属于化工设备技术领域，涉及一种聚丙烯化工工艺用多介质换热器，同时，还涉及一种换热方法。
背景技术
在聚丙烯化工工艺过程中，多种介质级间冷却(或加热)需要同时进行，而目前并没有一种换热器能实现多种介质之间进行热交换的换热器，因此，目前常规的做法是使用多台管壳式换热器达到同时冷却(或加热)的效果，每台管壳式换热器通入不同的介质，从而实现了多种介质的热交换，但是管壳式换热器体积大，单位容积换热面积小，换热系数低等不足之处。且整个换热成本投入大。
发明内容
本发明所要解决的问题是提供一种换热效率高且能实现多种介质间同时进行热交换的聚丙烯化工工艺用多介质换热器；还提供了一种上述聚丙烯化工工艺用多介质换热器的换热方法。
本发明的具体内容如下：
一种聚丙烯化工工艺用多介质换热器，包括外壳，其特征在于，外壳包括外壳侧壁、上端的上底板和下端的下底板，所述外壳侧壁的下端设有主介质入口，其上端设有主介质出口，上底板上设有第一介质入口、第二介质入口和第三介质入口，下底板上设有第一介质出口、第二介质出口和第三介质出口，第一介质入口与第一介质出口之间通过第一换热管联接，第二介质入口与第二介质出口之间通过第二换热管联接，第三介质入口与第三介质出口之间通过第三换热管联接，主介质入口处设有水管分流器，水管分流器设有一个进水口和三个出水口，进水口连接于主介质入口处，三个出水口处设有三个节流阀，所述出水口与主介质出口间设有三根互不接触的主换热管，该三根主换热管分别与第一换热管、第二换热管、第三换热管接触，第一换热管、第二换热管和第三换热管之间也互不接触。
如此设计可实现高效率的热交换，因为主介质自下部向上部流动，其他介质自上部向下部流动，对流可使两个介质间的温差较大，无需壳程内的大量的主介质液体，可实现占用空间小、外观美观和热交换效率高的效果。
进一步优化的，在第一介质出口、第二介质出口与第三介质出口处，设有温度传感器。
进一步优化的，所述节流阀为电磁阀，温度传感器上设有信号线，信号线的另一端设有控制器，控制器上设有3条信号线与电磁阀连接，控制器接收温度传感器上的信号，并发出信号到每个电磁阀上。
进一步优化的，所述控制器为PC和PLC控制器的一种或组合。
进一步优化的，所述外壳为圆筒状。
进一步优化的，所述第一换热管、第二换热管、第三换热管及三根主换热管螺旋设置在圆筒状外壳上。
进一步优化的，所述第一换热管，第二换热管、第三换热管及三根主换热管均为铜质圆管或扁管。
进一步优化的，所述外壳侧壁上设有由聚酰亚胺基复合材料制成的保温层。
进一步优化的，所述上底板和下底板的外表面涂有5-20mm厚的硅酸盐系的隔绝传导型隔热材料。
本发明提供的另一种聚丙烯化工工艺用多介质换热器的换热方法的具体内容如下：
一种上述聚丙烯化工工艺用多介质换热器的换热方法，包括如下步骤：
将主介质通入主介质入口，主介质经水管分流器流入多个主换热管，将其他三种介质分别通入第一介质入口、第二介质入口和第三介质入口，主换热管与第一换热管、第二换热管和第三换热管间换热；
第一介质出口、第二介质出口和第三介质出口处的温度传感器检测所处介质的温度，经信号线传递到控制器，经控制器分析，控制器输出信号至相应的水管分流器上的电磁阀，控制每个主换热管的流速的大小，从而，控制三根主换热管与第一换热管、第二换热管和第三换热管间换热的热交换，从而实现对热交换的精确控制。
本聚丙烯化工工艺用多介质换热器具有热转换效率高、能精确控制热转换过程的优点；本多介质换热器的换热方法具有操作方便且能精确控制热转换过程的优点。
附图说明
下面结合附图及具体实施方式对本发明做进一步的介绍：
图1为本聚丙烯化工工艺用多介质换热器的内部结构示意图；
图中：1为外壳，11为外壳侧壁，12为上底板，13为下底板，2为主介质入口，3为主介质出口，41为第一介质入口，42为第一介质出口，43为第一换热管，51为第二介质入口，52为第二介质出口，53为第二换热管，61为第三介质入口，62为第三介质出口，63为第三换热管，7为水管分流器，8为温度传感器。
具体实施方式
如图1所示，本聚丙烯化工工艺用多介质换热器，包括圆筒状的外壳1，该外壳1包括一外壳侧壁11、位于外壳侧壁上缘的上底板12和位于下缘的下底板13，外壳侧壁11的下端设有主介质入口2，其上端设有主介质出口3，上底板12上设有第一介质入口41、第二介质入口51和第三介质入口61，下底板13上设有第一介质出口42、第二介质出口52和第三介质出口62，第一介质入口41与第一介质出口42之间通过第一换热管43联接，第二介质入口51与第二介质出口52之间通过第二换热管53联接，第三介质入口61与第三介质出口62之间通过第三换热管63联接，主介质入口2处设有水管分流器7，水管分流器7设有一个进水口（图中未示出）和三个出水口（图中未示出），进水口连接于主介质入口2处，三个出水口处设有三个节流阀（图中未示出），所述出水口与主介质出口3间设有三根互不接触的主换热管，该三根主换热管分别与第一换热管43、第二换热管53、第三换热管63接触，第一换热管43、第二换热管53和第三换热管63之间也互不接触。
主介质自下部向上部流动，其他介质自上部向下部流动，可较好的实现热交换，更为重要的是，无需壳程内的大量的主介质液体，即可实现高效率的热交换，如此设计，本发明可实现占用空间小、外观美观和热交换效率高的特点。
在第一介质出口42、第二介质出口52与第三介质出口62处，设有温度传感器8。如此设计，可实时监控热交换的效果。
所述节流阀为电磁阀，温度传感器8上设有信号线（图中未示出），信号线的另一端设有控制器（图中未示出），控制器上设有3条信号线与电磁阀连接，控制器接收温度传感器8上的信号，并发出信号到每个电磁阀上；所述控制器为PC和PLC控制器的一种或组合。如此可实现对热交换的控制。
外壳1为圆筒状，所述第一换热管43、第二换热管53、第三换热管63及三根主换热管（图中未示出）螺旋设置在圆筒状外壳1上。如此设计，占用空间小，外观美观。
所述第一换热管43，第二换热管53、第三换热管63及三根主换热管均为铜质圆管或扁管。如此，便于各换热管之间进行热交换，提高热交换效率。
所述外壳侧壁11上设有由聚酰亚胺基复合材料制成的保温层（图中未示出）；上底板12和下底板13的外表面涂有5-20mm厚的硅酸盐系的隔绝传导型隔热材料（图中未示出）；如此设计，可起到较好的保温作用，确保热交换的稳定性。
一种上述聚丙烯化工工艺用多介质换热器的换热方法，包括如下步骤：
将主介质通入主介质入口2，主介质经水管分流器7流入多个主换热管，将其他三种介质分别通入第一介质入口41、第二介质入口51和第三介质入口61，主换热管与第一换热管43、第二换热管53和第三换热管63间换热；
第一介质出口42、第二介质出口52和第三介质出口62处的温度传感器8检测所处介质的温度，经信号线传递到控制器(图中未示出)，经控制器分析，控制器输出信号至相应的水管分流器上的电磁阀（图中未示出），控制每个主换热管的流速的大小，从而，控制三根主换热管与第一换热管43、第二换热管53和第三换热管63间换热的热交换，从而实现对热交换的精确控制。
如此设计，可实现精确控制。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种聚丙烯化工工艺用多介质换热器，包括外壳，其特征在于，外壳包括外壳侧壁、上端的上底板和下端的下底板，所述外壳侧壁的下端设有主介质入口，其上端设有主介质出口，上底板上设有第一介质入口、第二介质入口和第三介质入口，下底板上设有第一介质出口、第二介质出口和第三介质出口，第一介质入口与第一介质出口之间通过第一换热管联接，第二介质入口与第二介质出口之间通过第二换热管联接，第三介质入口与第三介质出口之间通过第三换热管联接，主介质入口处设有水管分流器，水管分流器设有一个进水口和三个出水口，进水口连接于主介质入口处，三个出水口处设有三个节流阀，所述出水口与主介质出口间设有三根互不接触的主换热管，该三根主换热管分别与第一换热管、第二换热管、第三换热管接触，第一换热管、第二换热管和第三换热管之间也互不接触；
在第一介质出口、第二介质出口与第三介质出口处，设有温度传感器；
所述节流阀为电磁阀，温度传感器上设有信号线，信号线的另一端设有控制器，控制器上设有3条信号线与电磁阀连接，控制器接收温度传感器上的信号，并发出信号到每个电磁阀上；
所述外壳侧壁上设有由聚酰亚胺基复合材料制成的保温层；所述上底板和下底板的外表面涂有5-20mm厚的硅酸盐系的隔绝传导型隔热材料；
一种上述聚丙烯化工工艺用多介质换热器的换热方法，包括如下步骤：
将主介质通入主介质入口，主介质经水管分流器流入多个主换热管，将其他三种介质分别通入第一介质入口、第二介质入口和第三介质入口，主换热管与第一换热管、第二换热管和第三换热管间换热；
第一介质出口、第二介质出口和第三介质出口处的温度传感器检测所处介质的温度，经信号线传递到控制器，经控制器分析，控制器输出信号至相应的水管分流器上的电磁阀，控制每个主换热管的流速的大小，从而，控制三根主换热管与第一换热管、第二换热管和第三换热管间换热的热交换，从而实现对热交换的精确控制。
2.根据权利要求1所述的聚丙烯化工工艺用多介质换热器，其特征在于，所述控制器为PC和PLC控制器的一种或组合。
3.根据权利要求1-2任一所述的聚丙烯化工工艺用多介质换热器，其特征在于，所述外壳为圆筒状。
4.根据权利要求1所述的聚丙烯化工工艺用多介质换热器，其特征在于，所述第一换热管、第二换热管、第三换热管及三根主换热管螺旋设置在圆筒状外壳上；所述第一换热管，第二换热管、第三换热管及三根主换热管均为铜质圆管或扁管。
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