CN108273466A - 一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置，包括反应釜筒体，反应釜筒体外套装有反应釜夹套筒体；反应釜夹套筒体与反应釜筒体之间设有螺旋导流板，位于螺旋导流板的螺旋面的内侧、并沿着螺旋面的走向设有一列通孔；反应釜夹套筒体侧壁设有蒸汽进口，底部设有冷凝水出口；反应釜筒体的顶部设有反应物产出口，底部设有物料进口。本发明提供的带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置使部分蒸汽从螺旋导流板上的小孔喷出至下一层流道，对下一层流道的液膜产生冲击作用，使下一层流道反应釜筒体壁面上的液膜从层流变为紊流，并减少层流液膜厚度甚至撕裂液膜，从而增大换热系数，提高蒸汽潜热的利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及化工工艺反应釜换热技术领域，特别涉及的是一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置。
背景技术
反应釜广泛应用于化工领域，其加热方式有电加热、蒸汽加热、导热油加热、远红外加热、内(外)盘管加热灯。蒸汽加热反应釜的原理是将反应釜夹套内通入锅炉蒸汽，把蒸汽热量传入釜内，使釜内物料吸热进行反应。蒸汽加热方式是蒸汽潜热放热，具有加热迅速、设备简单可靠的特点，在工业生产中得到广泛应用。工业生产规模的扩大和节约能源的需要，对反应釜换热器的换热性能提出了更高的要求。
目前现有的夹套结构有螺旋流板型、半圆管型、波纹型和蜂窝夹套型。螺旋导流板使蒸汽沿螺旋路线在釜外壁换热，延长了换热时间和行程，有利于蒸汽热量的充分释放。
然而蒸汽加热过程中会在反应釜外壁面冷凝形成液膜，膜的厚度及其运动状态(层流或者紊流)对反应釜表面换热系数的影响很大。在紊流液膜中，通过膜层的热量，除导热方式外，紊流传递成为重要因素，这时换热将随紊流强度增大而增大。工业生产用反应釜一般都体积较大，蒸汽的换热行程较长，蒸汽的流速很低，形成的层流液膜较厚，热阻较大。为了进一步强化反应釜外的蒸汽凝结换热，提高蒸汽的使用效率，需要对反应釜的加热装置提出改善。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述螺旋导流板蒸汽加热反应釜的加热效果具有局限性的缺点，提供一种蒸汽加热反应釜的强化换热装置，目的是通过改变液膜的流动状态，强化反应釜外蒸汽的凝结换热。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置，包括反应釜筒体，所述反应釜筒体外套装有反应釜夹套筒体，所述反应釜筒体的上部突出于所述反应釜夹套筒体；所述反应釜夹套筒体与所述反应釜筒体之间设有螺旋导流板，位于所述螺旋导流板的螺旋面的内侧、并沿着螺旋面的走向设有一列通孔；穿过所述反应釜夹套筒体侧壁、且位于所述螺旋导流板的顶部设有多个蒸汽进口，所述反应釜筒体的顶部设有反应物产出口；所述反应釜筒体的底部设有穿出所述反应釜夹套筒体的物料进口，所述反应釜夹套筒体的底部设有冷凝水出口。
进一步讲，本发明的带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置，其中，所述螺旋导流板的内沿与所述反应釜筒体通过焊接固定，所述螺旋导流板的外沿与所述反应釜夹套筒体紧密接触，由所述螺旋导流板在所述反应釜筒体与所述反应釜夹套筒体之间形成了螺旋状流道。
本发明中，设置在所述螺旋导流板螺旋面内侧通孔的直径为1～50mm。
传统的反应釜夹套换热装置随着蒸汽的冷凝，其内部生成较多的冷凝水，液膜越来越厚，同时液膜的流动也处于不利于换热的层流状态。与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明的一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置，利用螺旋板增长蒸汽换热的行程，从而延长蒸汽换热的时间。
(2)利用蒸汽在压力的作用下通过螺旋板内侧小孔时流速增加的原理，使部分蒸汽从小孔喷出至下一层流道，对下一层流道的液膜产生冲击作用，使下一层流道反应釜筒体壁面上的液膜从层流变为紊流，并减少层流液膜厚度甚至撕裂液膜，从而增大换热系数，提高蒸汽潜热的利用效率，整体能效提高7％～30％。本发明可以节约能源和节省成本，具有环保性、经济性的特点。
附图说明
图1为带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置的结构示意图；
图2为带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置的立体图。
图中：1-反应釜筒体，2-反应釜夹套筒体，3-蒸汽进口，4-螺旋导流板，5-物料进口，6-冷凝水出口，7-通孔孔，8-反应产物出口。
具体实施方式
本发明提供一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置。下面结合附图对本发明的原理和技术特征进行更为详细的说明。
如图1和图2所示，本发明提出的一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置，包括反应釜筒体1，所述反应釜筒体1外套装有反应釜夹套筒体2，所述反应釜筒体的上部突出于所述反应釜夹套筒体2，所述反应釜夹套筒体2包裹于所述反应釜筒体1外部，并与所述反应釜筒体1之间留有一定空间形成夹套结构。
所述反应釜夹套筒体2与所述反应釜筒体1之间设有螺旋导流板4，即所述螺旋导流板4位于所述夹套结构中，所述螺旋导流板4的内沿连续缠绕固定于反应釜筒体1外壁面上，所述螺旋导流板4的内沿与所述反应釜筒体1通过焊接固定，所述螺旋导流板4的外沿与所述反应釜夹套筒体2的内壁直接紧密接触，所述螺旋导流板4环绕在反应釜筒体1外壁上由所述螺旋导流板4在所述反应釜筒体1与所述反应釜夹套筒体2之间形成了螺旋状流道，蒸汽在螺旋状流道的流动过程中与反应釜筒体1换热，蒸汽冷凝释放潜热传至反应釜筒体1内部，加热反应釜筒体1内部的物料。
位于所述螺旋导流板4的螺旋面的内侧、并沿着螺旋面的走向设有一列通孔7，通孔7的直径为1～50mm，使部分蒸汽从螺旋导流板内侧的通孔7喷出至下一层螺旋流道，搅动下一层螺旋流道反应釜筒体1壁面上的液膜。
穿过所述反应釜夹套筒体2侧壁、且位于所述螺旋导流板4的顶部设有多个蒸汽进口3，所述反应釜筒体1的顶部设有反应物产出口8；所述反应釜筒体1的底部设有穿出所述反应釜夹套筒体2的物料进口5，所述反应釜夹套筒体2的底部设有冷凝水出口6。
本发明提供的一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置在工作时，反应物料从物料进口5进入反应釜筒体1内，反应产物从反应釜筒体1顶部的反应产物出口8排出，外部蒸汽从蒸汽进口3进入反应釜夹套筒体2内，与反应釜筒体1换热后冷凝产生的冷凝水从冷凝水出口5排出，为反应釜筒体1内部的物料进行化学反应提供热量；所述螺旋导流板4螺旋面内侧的通孔7可以使螺旋流道内的蒸汽在压力的作用下以较快的流速喷射至下一层螺旋流道，对下一层流道的液膜产生冲击作用，搅动下一层流道内反应釜筒体1壁面上的液膜，使下一层流道反应釜筒体壁面上的液膜从层流变为紊流，减少层流液膜厚度甚至撕裂液膜，从而增大反应釜筒体1壁面处的换热系数，提高蒸汽潜热的利用效率。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。
Claims (3)
1.一种带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置，包括反应釜筒体(1)，其特征在于，
所述反应釜筒体(1)外套装有反应釜夹套筒体(2)，所述反应釜筒体的上部突出于所述反应釜夹套筒体(2)；
所述反应釜夹套筒体(2)与所述反应釜筒体(1)之间设有螺旋导流板(4)，位于所述螺旋导流板(4)的螺旋面的内侧、并沿着螺旋面的走向设有一列通孔(7)；
穿过所述反应釜夹套筒体(2)侧壁、且位于所述螺旋导流板(4)的顶部设有多个蒸汽进口(3)，所述反应釜筒体(1)的顶部设有反应物产出口(8)；所述反应釜筒体(1)的底部设有穿出所述反应釜夹套筒体(2)的物料进口(5)，所述反应釜夹套筒体(2)的底部设有冷凝水出口(6)。
2.根据权利要求1所述带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置，其特征在于，所述螺旋导流板(4)的内沿与所述反应釜筒体(1)通过焊接固定，所述螺旋导流板(4)的外沿与所述反应釜夹套筒体(2)紧密接触，由所述螺旋导流板(4)在所述反应釜筒体(1)与所述反应釜夹套筒体(2)之间形成了螺旋状流道。
3.根据权利要求1所述带孔的螺旋导流板蒸汽加热反应釜换热装置，其特征在于，设置在所述螺旋导流板(4)螺旋面内侧通孔(7)的直径为1～50mm。
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