CN109011678B - 一种沥青降膜汽化冷却器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种沥青降膜汽化冷却器，由蒸汽冷凝冷却器和沥青降膜冷却器组成，其中蒸汽冷凝冷却器设置于沥青降膜冷却器上方；沥青降膜冷却器内之沥青换热管内介质为液体沥青、中管箱Ⅰ内介质为热水，热水吸收液体沥青的热量生成蒸汽，自流进入蒸汽冷凝冷却器内之中管箱内，由蒸汽换热管内的冷却水冷却成热水，自留回到沥青降膜冷却器之中管箱Ⅰ内形成自循环，被冷却降温的液体沥青靠自重和氮气挤压流出。其有益效果是：占地面积小、节省成本，可将沥青冷却到140～150℃，沥青烟气外排大量降低，减少环境污染，且不易堵塞，确保正常安全生产。
Description
技术领域
本发明涉及煤焦化技术领域的一种沥青冷却设备，尤其是涉及一种沥青降膜汽化冷却器。
背景技术
近年来，随着煤焦化行业的发展，沥青加工行业越来越受到人们的重视。特别是最近几年，沥青价格空前高涨，沥青加工业也一片火热。作为沥青加工业的重要设备——沥青冷却设备，也需要不断地推陈出新。目前，现有的沥青冷却设备主要存在着如下缺陷：
1)由于沥青介质粘度大、流动性差，尤其是在接近沥青软化点时，极易堵塞设备和管道，因此，为了保证沥青良好的流动性，确保正常安全生产，目前传统的沥青冷却设备沥青出口温度都比较高，一般在200～240℃，造成沥青成型时，大量沥青烟气外排，污染环境；
2)为了防止设备和管道堵塞，一般都需要额外增加动力设备以增加沥青的流动性；
3)设备占地面积大，成本高。
发明内容
为克服现有技术缺陷，本发明解决的技术问题是提供一种沥青降膜汽化冷却器，将蒸汽冷凝冷却器置于沥青降膜冷却器上方，可将沥青冷却到140～150℃，沥青烟气外排大量降低，减少环境污染，占地面积小、节省成本、且不易堵塞，确保正常安全生产。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：
一种沥青降膜汽化冷却器，包括蒸汽冷凝冷却器和沥青降膜冷却器，其特征在于，所述蒸汽冷凝冷却器设置于沥青降膜冷却器上方，之间通过法兰连接成一体；
所述蒸汽冷凝冷却器由上管箱、中管箱、下管箱、蒸汽放散口、蒸汽换热管、内环蒸汽进口、内环水出口、分程隔板、冷却水进口和冷却水出口组成，其中上管箱与中管箱之间以及中管箱与下管箱之间分别通过法兰连接，蒸汽放散口设置在上管箱的顶端；中管箱内设置若干与上管箱及下管箱连通的蒸汽换热管，内环蒸汽进口设置在中管箱的右上端，内环水出口设置在中管箱的左下端；下管箱内设置分程隔板，冷却水进口设置在下管箱的左侧，冷却水出口设置在下管箱的右侧；
所述沥青降膜冷却器由上管箱Ⅰ、中管箱Ⅰ、下管箱Ⅰ、内环蒸汽管、氮气进口、上管箱压力计口、沥青烟放散口、管程安全阀口、液体沥青进口、液体沥青分配器、壳程排气口、内环蒸汽出口、补水口、壳程安全阀口、壳程压力计口、内环水管、阀门、内环水管上排气口、壳程液位计、膨胀节、沥青换热管、内环水进口、壳程排净口、人孔、下管箱液位计、导热油出口或蒸汽进口、下管箱温度计、导热油进口或冷凝水出口组成，其中上管箱Ⅰ与中管箱Ⅰ之间以及中管箱Ⅰ与下管箱Ⅰ之间分别通过法兰连接，氮气进口和上管箱压力计口设置在上管箱Ⅰ左侧，沥青烟放散口和管程安全阀口设置在上管箱Ⅰ右侧；中管箱Ⅰ内设置若干与上管箱Ⅰ及下管箱Ⅰ连通的沥青换热管，沥青换热管上端设置液体沥青分配器，液体沥青进口设置在中管箱Ⅰ的右上端并与液体沥青分配器连通，壳程排气口、内环蒸汽出口和补水口设置在中管箱Ⅰ的右上侧，内环蒸汽管一端接内环蒸汽出口、另一端接内环蒸汽进口，壳程安全阀口和壳程压力计口设置在中管箱Ⅰ的左上侧，内环水进口设置在中管箱Ⅰ的左下侧，通过设有阀门和内环水管上排气口的内环水管与内环水出口连通，壳程液位计设置在中管箱Ⅰ的右侧，膨胀节设置在中管箱Ⅰ的中部，壳程排净口设置在中管箱Ⅰ的右下侧；下管箱Ⅰ的下部为呈倒喇叭状的夹套，导热油出口或蒸汽进口、下管箱温度计设置在夹套的左侧，导热油进口或冷凝水出口设置在夹套右下侧，人孔设置在下管箱Ⅰ的左上侧，下管箱液位计设置在下管箱Ⅰ的右侧。
所述沥青降膜冷却器内之沥青换热管内介质为液体沥青、中管箱Ⅰ内介质为热水，热水吸收液体沥青的热量生成蒸汽，通过内环蒸汽管进入蒸汽冷凝冷却器内之中管箱内，由蒸汽换热管内的冷却水冷却成热水，再通过内环水管回到中管箱Ⅰ内形成循环。
所述沥青降膜冷却器内之沥青换热管竖向布置，被冷却降温的液体沥青靠自重和氮气挤压流出。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1)蒸汽冷凝冷却器置于沥青降膜冷却器的上方，节省占地面积，节省成本；
2)沥青降膜冷却器的中管箱Ⅰ内的热水吸收液体沥青的热量生成蒸汽，通过内环蒸汽管进入蒸汽冷凝冷却器的中管箱内，由蒸汽换热管内的冷却水冷却成热水，再通过内环水管进入沥青降膜冷却器的中管箱Ⅰ内，形成自循环，不需要额外增设动力设备；
3)沥青降膜冷却器内的沥青换热管为竖向管束，沥青通过沥青降膜冷却器，不易沉淀和堵塞；
4)该发明装置由热水汽化吸收沥青热量将沥青冷却，可有效地防止沥青过冷而堵塞设备；
5)沥青降膜冷却器的上管箱Ⅰ设有氮气进口，当沥青冷却到140～150℃时，因流动性变差，可借助氮气压力而顺畅流出；
6)沥青排放温度由原来的200～240℃降低到140～150℃，可大量降低沥青烟气的外排，减少环境污染。
附图说明
图1是本发明的结构原理示意图。
图中：1-上管箱 2-蒸汽放散口 3-蒸汽换热管 4-内环蒸汽进口 5-内环水出口6-内环水管上排气口 7-分程隔板 71-下管箱 8-冷却水进口 9-冷却水出口 10-中管箱11-上管箱Ⅰ 12-内环蒸汽管 13-氮气进口 14-上管箱压力计口 15-沥青烟放散口 16-管程安全阀口 17-液体沥青进口 18-液体沥青分配器 19-壳程排气口 20-内环蒸汽出口21-补水口 22-壳程安全阀口 23-壳程压力计口 24-内环水管 25-阀门 26-壳程液位计27-膨胀节 28-沥青换热管 29-内环水进口 30-壳程排净口 31-人孔 32-中管箱Ⅰ 33-下管箱Ⅰ 34-下管箱液位计 35-夹套 36-导热油出口或蒸汽进口 37-下管箱温度计 38-导热油进口或冷凝水出口 39-液体沥青出口
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
如图1所示，本发明所述的一种沥青降膜汽化冷却器，包括蒸汽冷凝冷却器和沥青降膜冷却器，所述蒸汽冷凝冷却器设置于沥青降膜冷却器上方，之间通过法兰连接成一体；
所述蒸汽冷凝冷却器由上管箱1、中管箱10、下管箱71、蒸汽放散口2、蒸汽换热管3、内环蒸汽进口4、内环水出口5、分程隔板7、冷却水进口8和冷却水出口9组成，其中上管箱1与中管箱10之间以及中管箱10与下管箱71之间分别通过法兰连接，蒸汽放散口2设置在上管箱1的顶端；中管箱10内设置若干与上管箱1及下管箱71连通的蒸汽换热管3，内环蒸汽进口4设置在中管箱10的右上端，内环水出口5设置在中管箱10的左下端；下管箱71内设置分程隔板7，将下管箱71及与之连通的蒸汽换热管3分为多程循环；冷却水进口8设置在下管箱71的左侧，冷却水出口9设置在下管箱71的右侧，冷却水由冷却水进口8进入蒸汽冷凝冷却器的下管箱71内，经过蒸汽换热管3多程循环后从冷却水出口9流出。
所述沥青降膜冷却器由上管箱Ⅰ11、中管箱Ⅰ32、下管箱Ⅰ33、内环蒸汽管12、氮气进口13、上管箱压力计口14、沥青烟放散口15、管程安全阀口16、液体沥青进口17、液体沥青分配器18、壳程排气口19、内环蒸汽出口20、补水口21、壳程安全阀口22、壳程压力计口23、内环水管24、阀门25、内环水管上排气口6、壳程液位计26、膨胀节27、沥青换热管28、内环水进口29、壳程排净口30、人孔31、下管箱液位计34、导热油出口或蒸汽进口36、下管箱温度计37、导热油进口或冷凝水出口38组成，其中上管箱Ⅰ11与中管箱Ⅰ32之间以及中管箱Ⅰ32与下管箱Ⅰ33之间分别通过法兰连接，氮气进口13和上管箱压力计口14设置在上管箱Ⅰ11左侧，沥青烟放散口15和管程安全阀口16设置在上管箱Ⅰ11右侧；中管箱Ⅰ32内设置若干与上管箱Ⅰ11及下管箱Ⅰ33连通的沥青换热管28，沥青换热管28上端设置液体沥青分配器18，液体沥青进口17设置在中管箱Ⅰ32的右上端并与液体沥青分配器18连通，壳程排气口19、内环蒸汽出口20和补水口21设置在中管箱Ⅰ32的右上侧，内环蒸汽管12一端接内环蒸汽出口20、另一端接内环蒸汽进口4，壳程安全阀口22和壳程压力计口23设置在中管箱Ⅰ32的左上侧，内环水进口29设置在中管箱Ⅰ32的左下侧，通过设有阀门25和内环水管上排气口6的内环水管24与内环水出口5连通，壳程液位计26设置在中管箱Ⅰ32的右侧，膨胀节27设置在中管箱Ⅰ32的中部，壳程排净口30设置在中管箱Ⅰ32的右下侧；下管箱Ⅰ33的下部为呈倒喇叭状的夹套35，导热油出口或蒸汽进口36、下管箱温度计37设置在夹套35的左侧，导热油进口或冷凝水出口38设置在夹套35右下侧，人孔31设置在下管箱Ⅰ33的左上侧，下管箱液位计34设置在下管箱Ⅰ33的右侧。
所述沥青换热管28内介质为液体沥青，中管箱Ⅰ32内介质为热水，热水吸收液体沥青的热量生成蒸汽，通过内环蒸汽管12进入中管箱10内，由蒸汽换热管3内的冷却水冷却成热水，再通过内环水管24回到中管箱Ⅰ32内形成循环。
其工作原理是：
1)液体沥青流向：热的液体沥青由液体沥青进口17进入沥青降膜冷却器，通过液体沥青分配器18均匀分配至沥青换热管28内，与中管箱Ⅰ32内的热水发生热交换被冷却，靠由氮气进口13进入沥青降膜冷却器之上管箱Ⅰ11内的氮气压出，经过下管箱Ⅰ33从液体沥青出口39流出。
2)冷却水流向：冷却水由冷却水进口8进入蒸汽冷凝冷却器的下管箱71内，经过蒸汽换热管3多程循环后从冷却水出口9流出。
3)热水/蒸汽流向：中管箱Ⅰ32内的热水吸收沥青换热管28内液体沥青的热量而汽化为蒸汽，由内环蒸汽出口20流出，通过内环蒸汽管12，经内环蒸汽进口4进入蒸汽冷凝冷却器之中管箱10内，与蒸汽换热管3内的冷却水发生热交换，将蒸汽冷却为热水，由内环水出口5流出，通过内环水管24，经内环水进口29再回到沥青降膜冷却器之中管箱Ⅰ32内，形成循环。
进一步，为确保该发明装置安全稳定运行，沥青降膜冷却器之中管箱Ⅰ32设有补水口21，可及时补充运行过程中损失的水。内环水管24上设有阀门25，可调节热水的流速。沥青降膜冷却器上管箱Ⅰ11设有管程安全阀口16、中管箱Ⅰ32设有壳程安全阀口22，可避免沥青降膜冷却器上管箱Ⅰ11和中管箱Ⅰ32超压。壳程液位计26可随时监测中管箱Ⅰ32内热水的液位。下管箱Ⅰ液位计34可随时监测下管箱Ⅰ33中液体沥青的液位。下管箱温度计37可随时监测下管箱Ⅰ33中液体沥青的温度。
进一步，为更好的方便该发明装置的开停工，沥青降膜冷却器之中管箱Ⅰ32上设有的膨胀节27，可吸收壳程热胀位移；导热油进口或冷凝水出口38和导热油出口或蒸汽进口36，可防止停工时液体沥青凝固。
进一步，蒸汽放散口2、内环水管上排气口6、沥青烟放散口15、壳程排气口19和壳程排净口30，可将该发明装置内多余的气体或液体排出。
进一步，沥青降膜冷却器内之沥青换热管28竖向布置，被冷却降温的液体沥青靠氮气压出，故液体沥青可被冷却到140～150℃，且液体沥青靠自重下落流出，不易沉淀，可防止设备堵塞。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种沥青降膜汽化冷却器，包括蒸汽冷凝冷却器和沥青降膜冷却器，其特征在于，所述蒸汽冷凝冷却器设置于沥青降膜冷却器上方，之间通过法兰连接成一体；
所述蒸汽冷凝冷却器由上管箱、中管箱、下管箱、蒸汽放散口、蒸汽换热管、内环蒸汽进口、内环水出口、分程隔板、冷却水进口和冷却水出口组成，其中上管箱与中管箱之间以及中管箱与上管箱及下管箱之间分别通过法兰连接，蒸汽放散口设置在上管箱的顶端；中管箱内设置若干与下管箱连通的蒸汽换热管，内环蒸汽进口设置在中管箱的右上端，内环水出口设置在中管箱的左下端；下管箱内设置分程隔板，冷却水进口设置在下管箱的左侧，冷却水出口设置在下管箱的右侧；
所述沥青降膜冷却器由上管箱Ⅰ、中管箱Ⅰ、下管箱Ⅰ、内环蒸汽管、氮气进口、上管箱压力计口、沥青烟放散口、管程安全阀口、液体沥青进口、液体沥青分配器、壳程排气口、内环蒸汽出口、补水口、壳程安全阀口、壳程压力计口、内环水管、阀门、内环水管上排气口、壳程液位计、膨胀节、沥青换热管、内环水进口、壳程排净口、人孔、下管箱液位计、导热油出口或蒸汽进口、下管箱温度计、导热油进口或冷凝水出口组成，其中上管箱Ⅰ与中管箱Ⅰ之间以及中管箱Ⅰ与下管箱Ⅰ之间分别通过法兰连接，氮气进口和上管箱压力计口设置在上管箱Ⅰ左侧，沥青烟放散口和管程安全阀口设置在上管箱Ⅰ右侧；中管箱Ⅰ内设置若干与上管箱Ⅰ及下管箱Ⅰ连通的沥青换热管，沥青换热管上端设置液体沥青分配器，液体沥青进口设置在中管箱Ⅰ的右上端并与液体沥青分配器连通，壳程排气口、内环蒸汽出口和补水口设置在中管箱Ⅰ的右上侧，内环蒸汽管一端接内环蒸汽出口、另一端接内环蒸汽进口，壳程安全阀口和壳程压力计口设置在中管箱Ⅰ的左上侧，内环水进口设置在中管箱Ⅰ的左下侧，通过设有阀门和内环水管上排气口的内环水管与内环水出口连通，壳程液位计设置在中管箱Ⅰ的右侧，膨胀节设置在中管箱Ⅰ的中部，壳程排净口设置在中管箱Ⅰ的右下侧；下管箱Ⅰ的下部为呈倒喇叭状的夹套，导热油出口或蒸汽进口、下管箱温度计设置在夹套的左侧，导热油进口或冷凝水出口设置在夹套右下侧，人孔设置在下管箱Ⅰ的左上侧，下管箱液位计设置在下管箱Ⅰ的右侧。
2.根据权利要求1所述的一种沥青降膜汽化冷却器，其特征在于，所述沥青降膜冷却器内之沥青换热管内介质为液体沥青、中管箱Ⅰ内介质为热水，热水吸收液体沥青的热量生成蒸汽，通过内环蒸汽管进入蒸汽冷凝冷却器之中管箱内，由蒸汽换热管内的冷却水冷却成热水，再通过内环水管回到中管箱Ⅰ内形成循环。
3.根据权利要求1所述的一种沥青降膜汽化冷却器，其特征在于，所述沥青降膜冷却器内之沥青换热管竖向布置，被冷却降温的液体沥青靠自重和氮气挤压流出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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