CN110953903B - 一种用于聚丙烯生产的换热装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于聚丙烯生产的换热装置，包括圆柱状的筒体，所述筒体的两端分别设置有冷流体进管和冷流体出管；所述筒体内还设置有热流体进管与热流体出管，所述热流体进管与所述热流体出管之间设置有若干个导流体。本发明通过在筒体内设置导流体，改变了传统的换热器的结构，其中利用导流体的作用，在其内外均能够使得流体产生涡流，提高聚丙烯生产中热交换的效率，保证聚丙烯的顺利生产。

Description

一种用于聚丙烯生产的换热装置

技术领域

本发明涉及聚丙烯生产装置技术领域，具体涉及一种用于聚丙烯生产的换热装置。

背景技术

聚丙烯通常的工业合成方法主要有淤浆法、液相本体法和气相法，其中液相本体法和气相法在目前的生产中优势较明显。无论是采用液相本体法或气相法生产聚丙烯，在聚合反应前都需要对丙烯进行温度调整。特别是采用气相法时需要在丙烯气化前先将丙烯原料的温度控制在一定范围内，上述过程需要连续进行，因此换热器的有效运行对其生产具有重要的作用。

发明内容

针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种用于聚丙烯生产的换热装置，提高聚丙烯生产中热交换的效率，保证聚丙烯的顺利生产。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种用于聚丙烯生产的换热装置，包括圆柱状的筒体，所述筒体的两端分别设置有冷流体进管和冷流体出管，所述冷流体进管与所述冷流体出管在筒体的一个底面的投影所形成的几何图形的中心连线与所述筒体的轴线相交；

所述筒体内还设置有热流体进管与热流体出管，所述热流体进管与所述热流体出管均与所述筒体同轴，且热流体进管的内径大于冷流体进管的内径，所述热流体进管与所述冷流体进管位于所述筒体的同一端，所述热流体出管与所述冷流体出管位于所述筒体同一端；

所述热流体进管与所述热流体出管之间设置有若干个导流体。

优选地，所述导流体包括若干个大小不同的导流管，各个所述导流管均与所述筒体同轴线，各个所述导流管沿着靠近热流体出管的方向按照由大到小的方式依次排列。

优选地，所述导流管包括两个大小不同的圆形底面和一个内凹的弧形侧面，相邻的两个导流管之间，其中一个导流管具有较大内径的底面与另一个导流管具有较小内径的底面之间通过圆柱管相连通。

优选地，各个所述圆柱管的内径沿着靠近热流体出管的方向逐渐减小，其中内径最小的圆柱管的内径大于热流体出管的内径，内径最大的圆柱管的内径小于热流体进管的内径。

本发明的有益效果在于：本发明通过在筒体内设置导流体，改变了传统的换热器的结构，其中利用导流体的作用，在其内外均能够使得流体产生涡流，在其内能够使得热流体在每个导流管内均能够形成涡流，在其外也能够使得导流体在每个导流管外形成涡流，进而内外相互作用，使得冷热流体的紊乱程度得到大大提高，进而间接的提高了热胶换的面积，提高了热交换的效率，此外利用导流体的作用，还能够使得冷流体在筒内产生逆流换向，进而间接的延长冷流体的流经路线，进一步的提高了换热效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种用于聚丙烯生产的换热装置的结构示意图；

图2为图1筒体透明示意的结构图；

图3为图1的平面图；

图4为图3中A-A向的剖视图；

图5为仿真模拟图一；

图6为仿真模拟图二；

图7为仿真模拟图三。

附图标记说明：1-筒体、11-冷流体进管、12-冷流体出管、2-热流体进管、3-热流体出管、4-导流管。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

实施例

如图1至图4所示，本发明提供了一种用于聚丙烯生产的换热装置，包括圆柱状的筒体1，所述筒体1的两端分别设置有冷流体进管11和冷流体出管12，所述冷流体进管11与所述冷流体出管12在筒体的一个底面的投影所形成的几何图形的中心连线与所述筒体1的轴线相交；

所述筒体1内还设置有热流体进管2与热流体出管3，所述热流体进管2与所述热流体出管3均与所述筒体1同轴，且热流体进管2的内径大于冷流体进管3的内径，所述热流体进管2与所述冷流体进管11位于所述筒体1的同一端，所述热流体出管3与所述冷流体出管12位于所述筒体1同一端，即冷热流体从筒体1的同一侧进，同一侧处；

所述热流体进管2与所述热流体出管3之间设置有若干个导流体。

进一步的，所述导流体包括若干个大小不同的导流管41，各个所述导流管41均与所述筒体1同轴线，各个所述导流管41沿着靠近热流体出管3的方向按照由大到小的方式依次排列；所述导流管41包括两个大小不同的圆形底面和一个内凹的弧形侧面，相邻的两个导流管41之间，其中一个导流管41具有较大内径的底面与另一个导流管41具有较小内径的底面之间通过圆柱管相连通。

进一步的，各个所述圆柱管的内径沿着靠近热流体出管3的方向逐渐减小，其中内径最小的圆柱管的内径大于热流体出管3的内径，内径最大的圆柱管的内径小于热流体进管2的内径。

结合图4，通过导流管41的结构特点，当热流体流经导流管41时，由于在导流管41内的进口内径大于出口的内径，因此热流体在每个导流管41内均能够形成旋转的的涡流，同时利用导流管41具有的弧形侧面，进而进一步引导这种涡流，从而间接的增加了热流体与外径的接触面积；

结合图5-7所示，该图是根据SOLIDWORKS FloXpress(第一关定性流量分析工具)进行的仿真分析结果，其中冷流体进管作为仿真的入口，冷流体出管作为仿真的出口，由于本次仿真的目的是为了获得流体的分布，因此对应仿真的具体参数物具体要，例如可采用如下参数：

流体

Water

环境压力1

环境压力1

结果

名称	Unit	数值
			最大速度	m/s	1.012

结合图5，冷流体进入后(图5下方进入)，流体大致分成两部分，在作用两部分内，沿着导流管41的分布方向(图中从下至上的方向)，形成多个旋转涡流，进一步的参考图6和图7，为冷流体逐渐通入的某个时刻的图(即流量从零到一恒定值的过程中，某两个时刻的状态图)，也可以看出随着流体的流入，大部分流体流入冷流体出口12所在的筒体1的底面上，进而大致分成两大股水流，该两大股水流产生逆流，进而在每个导流管41的附近形成旋转涡流，进而与导流管41内部热流体产生的涡流双重作用，提高冷热流体的紊乱程度，进而间接增加了接触面积；此外由于冷流体通入后，会形成逆流的效果，因此对于冷流体进管11与热流体进管2处于同一端并无影响，与现有技术中换热器要求冷热流体流向相反的要求并无矛盾，同时利用这种内部换向的方式还能够间接的延长冷流体的流经路线，进而进一步提高换热效率。

使用时，外部的冷流体通过冷流体进管11进入筒体1内，然后通过冷流体出管12流出，在该过程中，冷流体在筒体1内产生换向和产生涡流，进而间接的增加了冷流体的流经长度和紊乱程度；热流体通过热流体进管2进入，然后通过热流体出管3流出，在该过程中，热流体在导流管41内产生涡流，进而与外部的冷流体相结合，在内外双重的作用下，大大提高了热交换的效率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (2)

1.一种用于聚丙烯生产的换热装置，其特征在于，包括圆柱状的筒体，所述筒体的两端分别设置有冷流体进管和冷流体出管，所述冷流体进管与所述冷流体出管在筒体的一个底面的投影所形成的几何图形的中心连线与所述筒体的轴线相交；

所述筒体内还设置有热流体进管与热流体出管，所述热流体进管与所述热流体出管均与所述筒体同轴，且热流体进管的内径大于冷流体进管的内径，所述热流体进管与所述冷流体进管位于所述筒体的同一端，所述热流体出管与所述冷流体出管位于所述筒体同一端；

所述热流体进管与所述热流体出管之间设置有若干个导流体；

所述导流体包括若干个大小不同的导流管，各个所述导流管均与所述筒体同轴线，各个所述导流管沿着靠近热流体出管的方向按照由大到小的方式依次排列；

所述导流管包括两个大小不同的圆形底面和一个内凹的弧形侧面，相邻的两个导流管之间，其中一个导流管具有较大内径的底面与另一个导流管具有较小内径的底面之间通过圆柱管相连通。

2.如权利要求1所述的一种用于聚丙烯生产的换热装置，其特征在于，各个所述圆柱管的内径沿着靠近热流体出管的方向逐渐减小，其中内径最小的圆柱管的内径大于热流体出管的内径，内径最大的圆柱管的内径小于热流体进管的内径。

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