CN105910468A - 一种组合式氨冷器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种组合式氨冷器，包括具有内腔的壳体，所述壳体内在上盖与下封头之间设置有冷气出口室、热气进口室、液氨出口区域、液氨进口区域冷气进口室、热气出口室，所述冷气进口室与所述冷气出口室过内套管连通，所述热气进口室与热气出口室通过外套管连通，所述内套管套设于所述外套管内部，所述内套管与所述外套管彼此隔绝且形成有间隙，所述内套管穿过所述热气进口室，所述冷气进口室设置在所述热气出口室内，所述外套管穿过所述液氨出口区域、液氨进口区域。本发明一种组合式氨冷器，采用内套管和外套管结构，由冷气、热气和液氨三种介质同时换热，省去了一氨冷器，提高了设备的换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种组合式氨冷器。
背景技术
合成氨的反应方程式如下：
3H2+N2→2NH3+Q
合成氨反应是可逆反应，是在装有催化剂的反应器中进行的，催化剂活性有一定的温度范围，一般在340℃～520℃，低于340℃反应速度很慢，需要催化剂量大，反应器尺寸大；高于340℃，会使催化剂内晶体长大，活性衰退。
合成氨反应还是放热反应，需要在反应器设置换热器，不断移走热量，使反应气温度≤520℃，同时把未反应气加热到≥340℃。
在催化剂活性温度范围内，反应速度与反应推动力(即反应温度与平衡温度的距离)有关。平衡温距越大，反应推动力大，反应速度快。因为随着反应进行，平衡温度越来越低，所以到了反应后期，要求降低反应温度。
对于一定的反应装置，一定的催化剂装载量，换热器配置设计合理，反应速度越快，产能越高，运行能耗越低。
设计时还应兼顾可操作性，即反应器催化剂温度的可调性。
现有技术合成氨的工艺流程具有以下缺陷：
1.需要的设备多，系统阻力大，能耗较大。为了充分降温，冷交换器后需要接2台氨冷器。
2.设备多，占地面积较大。
因此，有必要提供一种可以高效换热、降低能耗、减少占地面积的组合式氨冷器。
发明内容
为解决上述技术方案中的问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
一种组合式氨冷器，包括具有内腔的壳体，所述壳体的顶部设置有上盖，底部设置有下封头，所述壳体内在所述上盖与所述下封头之间设置有冷气出口室、热气进口室、液氨出口区域、液氨进口区域冷气进口室、热气出口室，所述冷气进口室与所述冷气出口室过内套管连通，所述热气进口室与热气出口室通过外套管连通，所述内套管套设于所述外套管内部，所述内套管与所述外套管彼此隔绝且形成有间隙，所述内套管穿过所述热气进口室，所述冷气进口室设置在所述热气出口室内，所述外套管穿过所述液氨出口区域、液氨进口区域，所述冷气出口室连通有冷气出口，所述热气进口室连通有热气进口，所述液氨出口区域、液氨进口区域上分别设置有液氨出口、液氨进口，所述冷气进口室设置有冷气进口，所述热气出口室设置有热气出口。
优选为，所述内套管两端分别连接内套管上管板与内套管下管板，所述外套管两端分别连接外套管上管板与外套管下管板，所述内套管上管板设置在冷气出口室与热气进口室之间，所述内套管下管板设置在冷气进口室与热气出口室之间，所述外套管上管板设置在热气进口室与液氨出口区域之间，所述外套管下管板设置在所述液氨进口区域与所述热气出口室之间。
本发明一种组合式氨冷器，采用内套管和外套管结构，由冷气、热气和液氨三种介质同时换热，省去了一氨冷器，提高了设备的换热效率。
附图说明
图1是本发明一种组合式氨冷器结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
如图1所示，本发明一种组合式氨冷器包括具有内腔的壳体8，壳体8的顶部设置有平盖2，底部设置有球形封头16，壳体8内在平盖2与球形封头16之间设置有冷气出口室18、热气进口室19、液氨出口区域20、液氨进口区域21、冷气进口室22、热气出口室23，其中冷气进口室22与冷气出口室18通过内套管10连通，热气进口室19与热气出口室23通过外套管9连通，内套管10设置在外套管9内部，两套管彼此隔绝，两者之间形成有间隙，内套管10穿过热气进口室19，冷气进口室22设置在热气出口室23内，两者之间形成有间隙，外套管9穿过液氨出口区域20、液氨进口区域21，其中冷气出口室18上连通有冷气出口1可排出冷气，热气进口室19上连通有热气进口4，从水冷器过来的气体可从热气进口4进入至热气进口室19，热气进口室19内设置有折流板5，折流板5使得进入热气进口室19的气体在热气进口室19内折返流动，液氨出口区域20、液氨进口区域21上分别设置有液氨出口7与液氨进口11，因此液氨可流入与流出，其中内套管10两端分别连接内套管上管板3与内套管下管板13，外套管9两端分别连接外套管上管板6与外套管下管板12，其中内套管上管板3设置在冷气出口室18与热气进口室19之间，内套管下管板13设置在冷气进口室22与热气出口室23之间，外套管上管板6设置在热气进口室19与液氨出口区域20之间，外套管下管板12设置在液氨进口区域21与热气出口室23之间，各管板可起到隔离两腔室的作用，冷气进口室22底部设置有椭圆封头14且与冷气进口17连通，热气出口室23与热气出口15连通可流出热气。
本发明组合式氨冷器内介质流动过程如下：从水冷器过来的气体从热气进口4进入，在热气进口室19内折返流动，与内套管10内的冷气进行换热后进入外套管9与内套管10之间的环隙，从上至下流动，同时经过外套管9与外套管9外部的液氨进行换热降温，部分冷凝，然后经过球形封头16与椭圆封头14之间的环隙从热气出口15进入二氨冷器。从卧式氨分过来的冷气从冷气进口17进入内套管10，从下往上流动到上部冷气出口1，与外套管9外部的热气换热。液氨从下部液氨进口11进入外套管管外，经过折流板5的折流，从下往上流动，与外套管9内的热气换热后从上部液氨出口7出来。
本发明一种组合式氨冷器，采用内套管和外套管结构，由冷气、热气和液氨三种介质同时换热，省去了一氨冷器，提高了设备的换热效率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (2)
1.一种组合式氨冷器，包括具有内腔的壳体，所述壳体的顶部设置有上盖，底部设置有下封头，其特征在于，所述壳体内在所述上盖与所述下封头之间设置有冷气出口室、热气进口室、液氨出口区域、液氨进口区域、冷气进口室、热气出口室，所述冷气进口室与所述冷气出口室过内套管连通，所述热气进口室与热气出口室通过外套管连通，所述内套管套设于所述外套管内部，所述内套管与所述外套管彼此隔绝且形成有间隙，所述内套管穿过所述热气进口室，所述冷气进口室设置在所述热气出口室内，所述外套管穿过所述液氨出口区域、液氨进口区域，所述冷气出口室连通有冷气出口，所述热气进口室连通有热气进口，所述液氨出口区域、液氨进口区域上分别设置有液氨出口、液氨进口，所述冷气进口室设置有冷气进口，所述热气出口室设置有热气出口。
2.根据权利要求1所述的组合式氨冷器，其特征在于，所述内套管两端分别连接内套管上管板与内套管下管板，所述外套管两端分别连接外套管上管板与外套管下管板，所述内套管上管板设置在冷气出口室与热气进口室之间，所述内套管下管板设置在冷气进口室与热气出口室之间，所述外套管上管板设置在热气进口室与液氨出口区域之间，所述外套管下管板设置在所述液氨进口区域与所述热气出口室之间。
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| CN (1) | CN105910468A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111879151A (zh) * | 2020-08-05 | 2020-11-03 | 哈尔滨锅炉厂有限责任公司 | 一种套管式换热器 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102249260A (zh) * | 2011-06-09 | 2011-11-23 | 湖南安淳高新技术有限公司 | 一种冷交与两级氨冷组合装置 |
| CN203011194U (zh) * | 2012-12-18 | 2013-06-19 | 南京国昌化工科技有限公司 | 隔热套管组合式换热器 |
| CN203090500U (zh) * | 2012-12-19 | 2013-07-31 | 卢健 | 氨冷-冷交组合式换热器 |
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2016
- 2016-04-29 CN CN201610278118.XA patent/CN105910468A/zh active Pending
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