CN201787831U - 热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器，包括上集箱、下集箱和一层以上的排管；上集箱和下集箱各自沿其径向含有一圈以上的环形管，相邻的环形管固定连接在一起；各层排管位于上集箱和下集箱之间，各层排管沿所述环形管的径向间隔分布，且同一层排管内的换热管沿相应的环形管的圆周方向间隔地分布，所述各层排管内的各换热管的进口端与下集箱的相应环形管连通，所述各层排管内的各换热管的出口端与上集箱的相应环形管连通。本实用新型能有效增加热法磷酸反应塔单位体积内的换热面积，在反应塔一定体积下可增大燃磷量，提高热法磷酸生产能力，同时可缩小整体设备的几何尺寸，使制造、运输更便捷，降低制造和运输成本。

Description

热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器

技术领域

本实用新型涉及换热器，尤其是热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器。

背景技术

在热法磷酸反应塔设备中，反应塔内液体黄磷与氧气反应生成气态的五氧化二磷，释放出大量的反应热，在排管中的换热管外部流动；介质冷却水通过进水管进入下集箱的环形管，再经过排管中的换热管进入上集箱排出，在换热管的内部流动；两种介质通过换热管隔离。反应塔设备中反应所释放出大量的反应热传递给换热管内部的冷却水，冷却水的温度升高转化为热水和蒸汽，实现热量交换目的。

目前热法磷酸反应塔采用的是单排膜式换热器，如图3所示，随着热法磷酸生产规模的不断扩大，热法磷酸反应塔急需大型化，单位时间内燃磷量的增加，导致热能增加，对热能回收带来更高的要求。热量交换的计算公式为Q＝kAΔt，一般情况Δt工况设定，k换热系数，为了能充分利用热能回收效率，最根本和有效的方法是增大换热面积A。而目前单排膜式换热器要增大换热面积就必须增大反应塔几何尺寸，不断增大的换热面积，导致反应塔几何尺寸不断加大，给制造及运输的带来制约，无法满足热法磷酸反应塔大型化的需要。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：该热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器包括上集箱、下集箱和一层以上的排管；上集箱和下集箱各自沿其径向含有一圈以上的环形管，相邻的环形管固定连接在一起；各层排管位于上集箱和下集箱之间，各层排管沿所述环形管的径向间隔分布，且同一层排管内的换热管沿相应的环形管的圆周方向间隔地分布，所述各层排管内的各换热管的进口端与下集箱的相应环形管连通，所述各层排管内的各换热管的出口端与上集箱的相应环形管连通。

进一步地，本实用新型的同一所述环形管与一层或两层以上的排管内的各换热管连通。

进一步地，本实用新型所述同一层的排管内的各换热管的进口端与下集箱的同一或不同环形管连通，所述同一层的排管内的各换热管的出口端与上集箱的同一或不同环形管连通。

与背景技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

1)在热法磷酸反应塔内，采用多排管、多集箱型换热器能有效增加反应塔单位体积内的换热面积，在反应塔一定体积下可以增大燃磷量，提高了热法磷酸生产能力，解决了热法磷酸生产规模大型化的需要。

2)在燃磷量一定的情况下采用多排管、多集箱型换热器，增大了单位体积内的换热面积，可以缩小设备整体的几何尺寸，使制造、运输更加便捷，降低制造和运输成本。

3)在热法磷酸反应塔体积一定且燃磷量不变的情况下，采用多排管、多集箱型换热器能有效地增大换热面积，从而提高换热效率，实现高效回收热能。

附图说明

图1是本实用新型换热器的一种结构示意图；

图2是本实用新型换热器的换热管的分布示意图；

图3是现有技术中换热器的结构示意图；

图4是本实用新型同一环形管与两层排管连通的换热器的结构示意图；

图5是本实用新型同一层排管出口端分别与上集箱的两圈不同环形管相连通的换热器的结构示意图。

具体实施方式

为了满足热法磷酸反应塔大型化对换热面积增加的要求，本实用新型提供一种热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器。如图1、图2、图4和图5所示，本实用新型换热器由上集箱1、下集箱3和一层以上的排管组成。上集箱1、下集箱3均采用大直径管子按要求弯制并焊接封闭，上集箱1和下集箱3沿其径向均含有一圈以上的环形管4，相邻的环形管4之间固定连接在一起。排管主要由换热管2和翅片组成，各层排管位于上集箱1和下集箱3之间。如图2所示，各层排管沿环形管4的径向间隔分布，而同一层排管内的换热管2则沿相应的环形管4的圆周方向间隔地分布。在上集箱1和下集箱3的环形管4的圆周方向按排管内的换热管2的数量、规格要求在对应位置处开孔，以使换热管2的进口端与下集箱3的相应环形管4所开的孔连通，换热管2的出口端与上集箱1的相应环形管4所开的孔连通。

如图1所示，下集箱3的同一环形管4与两层的排管内的各换热管2连通；上集箱1的两圈环形管4对应地与两个两层的排管内的各换热管2连通，相邻的两圈环形管4固定连接在一起。

作为本实用新型的另一种实施方式，如图4所示，上集箱1的同一环形管4与两层排管内的各换热管2连通，下集箱3的同一环形管4亦与两层排管内的各换热管2连通，由此增大了设备单位体积的换热面积。

图5所示为同一层排管的内的换热管2分别与上集箱1的两圈不同环形管4相连通的换热器，从而使同一层排管的出口端分别与上集箱1的两圈不同环形管4相连通，换热管2与环形管4通过焊接连接。在排管内部，在换热管2的内、外形成相互隔离的两个腔，其中，换热管2内部以及环形管4内部的管程流动的是换热器的冷介质水，换热管2外部的壳程流动的是换热器的热介质(即热法磷酸反应物)，由此实现热量交换目的。

同样，本实用新型的同一层排管内的换热管2的进口端也可分别与下集箱3的不同环形管4连通。

本实用新型换热器的工作过程如下：

在热法磷酸反应塔设备中，化学反应所释放出大量的反应热需要通过换热器将热量带走。本实用新型换热器通过介质冷却水由进水管进入下集箱3的环形管4，再分散进入多层排管中的换热管2，然后进入上集箱1汇集排出，在换热管2的内部流动；反应塔内液体黄磷与氧气反应生成气态的五氧化二磷，并释放出大量的反应热，在排管中、换热管2外部流动，从换热器的顶部出气口排出。由此，五氧化二磷和冷却水这两种介质通过换热管隔离，反应塔设备中反应所释放出大量的反应热传递给换热管2内部的冷却水，冷却水的温度升高转化为热水和蒸汽，实现热量交换目的。

综上，在热法磷酸反应塔内，本实用新型换热器采用多排管、多集箱型结构能有效增加反应塔单位体积内的换热面积，在反应塔一定体积下可以增大燃磷量，提高了热法磷酸生产能力，解决了热法磷酸生产规模大型化的需要。而且，在燃磷量一定的情况下采用多排管、多集箱型换热器，增大了单位体积内的换热面积，可以缩小整体设备的几何尺寸，使制造、运输更加便捷，降低制造和运输成本。此外，在热法磷酸反应塔体积一定且燃磷量不变的情况下，采用多排管、多集箱型换热器能有效地增大换热面积，从而提高换热效率，实现高效回收热能。

Claims (3)

1.一种热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器，其特征是：包括上集箱(1)、下集箱(3)和一层以上的排管；上集箱(1)和下集箱(3)各自沿其径向含有一圈以上的环形管(4)，相邻的环形管(4)固定连接在一起；各层排管位于上集箱(1)和下集箱(3)之间，各层排管沿所述环形管(4)的径向间隔分布，且同一层排管内的换热管(2)沿相应的环形管(4)的圆周方向间隔地分布，所述各层排管内的各换热管(2)的进口端与下集箱(3)的相应环形管连通，所述各层排管内的各换热管(2)的出口端与上集箱(1)的相应环形管连通。

2.根据权利要求1所述的热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器，其特征是：同一环形管(4)与一层或两层以上的排管内的各换热管(2)连通。

3.根据权利要求1所述的热法磷酸反应塔的多排管多集箱型换热器，其特征是：所述同一层排管内的各换热管(2)的进口端与下集箱(3)的同一或不同环形管(4)连通，所述同一层排管内的各换热管(2)的出口端与上集箱(1)的同一或不同环形管(4)连通。

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