CN110038396A - 一种吸收塔内置冷却装置 - Google Patents

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CN110038396A
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absorption
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CN201910380402.1A
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郝开开
常春梅
侯霄艳
孙海生
向凯
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Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co Ltd
Lanzhou Petroleum Machinery Research Institute
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Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co Ltd
Lanzhou Petroleum Machinery Research Institute
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/14—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by absorption
    • B01D53/18—Absorbing units; Liquid distributors therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D9/00—Heat-exchange apparatus having stationary plate-like or laminated conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall

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Abstract

一种吸收塔内置冷却装置，包括吸收塔外壳，所述吸收塔外壳由塔节、上塔体和下塔体组成，各部之间用可拆卸式法兰连接成整体，吸收塔外壳内安装冷却装置。本发明的塔节及构成吸收塔内置冷却装置的所有部件作为整体，通过拆卸设置在塔节上、下端的法兰可将该冷却装置吊离检修维护，结构简单；内置的板式冷却器换热效率高，占用塔内空间较小，各工艺管口通过法兰连接，检修维护方便。

Description

一种吸收塔内置冷却装置
技术领域
本发明涉及化工行业中的传热和传质设备，特别是涉及一种吸收塔内置冷却装置。
背景技术
以煤、天然气、石油等为原料进行气化所产生的半水煤气，总是含有一定成分的硫化物及CO2，这些是生产所不需要的杂质气体，因此必须对其进行脱硫脱碳处理。石油化工、煤化工、大气污染治理等许多工业领域都会使用塔器来进行混合物的分离提纯。吸收塔是实现吸收操作的设备，塔内气液两相的流动方式通常采用逆流操作，吸收剂以塔顶加入自上而下流动，与从下向上流动的气体接触、进行组分传递、分离。通常对于塔提供热量或将塔内的热量排除，一般是从塔中引出一股流，使其通过塔壳外的换热器进行热交换，并使冷却或加热后的该股流的至少一部分返回塔内。
采用塔中引出一股流，冷却器设置在塔外时，将带来较大的配管难度，且在很大程度上提高了配管成本。同时复杂的管线将带来较大的压降损失，占用总压降的很大部分，这样需要冷却器的压降损失更小，增加了冷却器选型的难度。另外当冷却器介质为腐蚀性或有害介质时，将冷却器设置在塔外，增加了介质外漏的风险，一旦泄漏，容易引起安全和环境污染事故。
基于冷却器外置的上述缺点，将换热器置于塔内越来越受到亲睐，而现有的专利号CN 105771556B描述了一种一体式换热吸收塔，其在塔内设置环形的换热器，其换热效率有限，通常需要占用较大的塔内空间，由于不能够拆卸的属性当换热器在塔内需要检修时，检修工作往往比较困难。另外该内置的环形换热器，主要是对塔底上升的进料气进行换热，而不适用于对下降的吸收剂进行换热。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、换热效率高、检修更换方便的吸收塔内置冷却装置。
本发明通过下述技术方案实现上述技术目的：
一种吸收塔内置冷却装置，包括吸收塔外壳，述吸收塔外壳由塔节、上塔体和下塔体组成，各部之间用可拆卸式法兰连接成整体，吸收塔外壳内安装冷却装置。
所述冷却装置为板式冷却器，其上部热侧入口管箱通过安装在吸收塔外壳内的分流板中心的热介质入口和上塔体贯通，板式冷却器下部的热侧出口管箱通过可拆卸式法兰和分布器贯通，分流板的径向设置了若干烟囱筒；所述板式冷却器的冷侧进、出口管箱与设置在塔节壁上的冷媒介质进、出口通过可拆卸法兰贯通连接。
所述烟囱筒由遮护帽、若干支撑筋及筒节构成，筒节沿分流板的径向设置，并高出分流板，支撑筋一端连接筒节，另一端连接遮护帽。
1.本发明的塔节及构成吸收塔内置冷却装置的所有部件作为整体，通过拆卸设置在塔节上、下端的法兰可将该冷却装置吊离检修维护，结构简单；内置的板式冷却器换热效率高，占用塔内空间较小，各工艺管口通过法兰连接，检修维护方便。
2.本发明通过在吸收塔内设置冷却装置，避免了在塔外安装冷却器的麻烦；省去了塔外安装冷却器的管线、支撑、土建费用；减小了系统的压降损失；节约空间降低了投资和操作费用。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为图1中A-A向的截面图；
图3为本发明的烟囱筒示意图；
图中编号：1.分流板、2.烟囱筒、3.板式冷却器、4.分布器、5.塔节、6.上塔体、7.下塔体、201.遮护帽、202.支撑筋、203.筒节、301.热侧入口管箱、302.换热板束组、303.热侧出口管箱、304.冷侧入口管箱、305.冷侧出口管箱、501.冷媒介质入口、502.冷媒介质出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明。
如图1和图2所示，一种吸收塔内置冷却装置，包括分流板1、烟囱筒2、板式冷却器3、分布器4及塔节5。分流板1位于板式冷却器3上部与热侧入口管箱301通过可拆卸式法兰相连接，用于引导经过了组分传递、分离待冷却的吸收剂进入板式冷却器2进行冷却。分流板1外沿与塔节5内壁焊接连接，防止吸收剂不流经板式冷却器冷却而发生漏流。分流板1的径向设置了若干烟囱筒2形成上升气体通道，使流经烟囱筒2的气体与冷却前的吸收剂在塔节5上部接触、进行组分传递、分离。分布器4位于板式冷却器3下部与冷却器热侧出口管箱303通过可拆卸式法兰相连接，流出板式冷却器3的吸收剂通过分布器4后使吸收剂与上升气体接触更加充分。板式冷却器3的冷侧进、出口管箱与设置在塔节5壁的冷媒介质进、出口同样通过可拆卸的法兰相连接，通过从塔节5外部引入冷媒介质，与板式冷却器内的吸收剂形成逆向流动，从而进行间壁式换热，实现了对塔内组分传递、分离所产生热量的移除。相较于传统的塔外安装冷却器，该装置将冷却器置于塔内，减少了额外的连接管线，同时塔节、冷却器均通过法兰与其他部件联接，方便从塔节内取出。
本发明可根据吸收塔的设计，塔节5及构成吸收塔内置冷却装置的所有部件作为整体，通过设置在塔节上、下端的法兰与上塔体6和下塔体7相连，作为一整体部件，当冷却装置需要检修时，可将该冷却装置拆卸吊离检修维护。作为该冷却装置的核心换热单元，当需要对板式冷却器3清洗、维修时，可通过拆卸与板式冷却器3相连接的法兰，将其从塔节内取出清洗、维修或更换。
本发明中，板式冷却器3采用高效的换热板束组302作为传热元件，该换热板束组302由多个换热板管叠落焊接而成，每个换热板管由两张金属波纹板或鼓泡板相扣通过两边的密封焊接，两端留有介质进出口，每两个换热板管叠落后的两端密封焊接，两边留有另一介质的进出口。所述板式冷却器设置有，热侧进口管箱301、换热板束组302、热侧出口管箱303、冷侧进口管箱304及冷侧出口管箱305，其四个进出口工艺管口全部通过法兰与其他部件连接，检修时可通过拆卸管口法兰将板式冷却器从塔节内吊离清洗、检修或更换。所述板式冷却器3在塔内立式布置或卧式布置，其接管方位可灵活调整。
如图3所示，烟囱筒2结构由遮护帽201、支撑筋202及筒节203构成，筒节203沿分流板的径向设置，并高出分流板，支撑筋202用于支撑、固定遮护帽201，同时可以使气体从支撑筋201间的间隙处流出。遮护帽201可以避免从塔顶下降的吸收剂与塔底上升的气体对冲造成吸收剂的漏流。所述烟囱筒也可以采用单向阀。

Claims (5)

1.一种吸收塔内置冷却装置，包括吸收塔外壳，其特征在于，所述吸收塔外壳由塔节、上塔体和下塔体组成，各部之间用可拆卸式法兰连接成整体，吸收塔外壳内安装冷却装置。
2.根据权利要求1所述的吸收塔内置冷却装置，其特征在于，所述冷却装置为板式冷却器（3），其上部热侧入口管箱（301）通过安装在吸收塔外壳内的分流板（1）中心的热介质入口和上塔体（6）贯通，板式冷却器（3）下部的热侧出口管箱（303）通过可拆卸式法兰和分布器（4）贯通，分流板（1）的径向设置了若干烟囱筒（2）；所述板式冷却器（3）的冷侧进、出口管箱与设置在塔节（5）壁上的冷媒介质进、出口通过可拆卸法兰贯通连接。
3.根据权利要求1所述的吸收塔内置冷却装置，其特征在于，所述烟囱筒（2）由遮护帽（201）、若干支撑筋（202）及筒节（203）构成，筒节（203）沿分流板（1）的径向设置，并高出分流板，支撑筋（202）一端连接筒节（203），另一端连接遮护帽（201）。
4.根据权利要求1所述的吸收塔内置冷却装置，其特征在于，所述烟囱筒为单向阀。
5.根据权利要求1所述的吸收塔内置冷却装置，其特征在于，所述板式冷却器（3）在塔内立式布置或卧式布置。
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