CN201871355U - 高浓度浆料加热设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种高浓度浆料加热设备，包括浆料加热罐、热管加热组件和加热介质换热器，所述浆料加热罐包括防止浆料沉降结块的导流螺旋板或静态混合组件或是以适当速度转动的搅拌器，所述热管加热组件将浆料加热罐与所述加热介质换热器相连通，所述加热介质换热器加热所述热管加热组件内部的工作介质使其将热量传导给所述浆料加热罐中的浆料，实现加热所述浆料的目的，所述加热介质可以是各种热源物质。本实用新型的加热设备可加热固态粉体含量在20～85％的、流动状态的高固体含量固液混合物，而不会引起混合物流动通道的堵塞。

Description

高浓度浆料加热设备

技术领域

本实用新型涉及一种高浓度浆料加热设备，可用于化工物料中固态粉体和液体混合物的打浆和浆料的加热，特别是涉及一种可用于高浓度精对苯二甲酸(固体)和乙二醇(液体)的混合浆料在进入反应器之前预加热的高浓度化工浆料加热设备。

背景技术

在化工流程中，一种液体物料与一种固体粉状物料进行混合制得高浓度的浆料，然后加热升温的工艺很多。如在对苯二甲酸(PTA)的生产的加氢精制工序中，将常温下粗PTA(对苯二甲酸)粉状固体和水混合为固体含量占30％的浆料，用蒸汽加热后进入加氢反应器。在聚酯生产流程中，以精对苯二甲酸(PTA)和乙二醇(EG)为原料，经过连续酯化、预缩、缩聚反应，生产出聚对苯二甲酸乙二醇酯，简称聚酯(PET)。PTA与EG需在常温下进行混合、打浆，制成PTA粉体含量约为70％的高浓度浆料，常温浆料通过输送泵送入第一酯化反应器，在反应器中浆料升温到250～270℃的温度，PTA溶解于EG后发生酯化反应。在聚酯装置中，由于浆料浓度高，在进入反应器前对浆料进行预热的换热技术的实现比较困难。

另外，在常规的聚酯生产工艺流程中，由于PTA浆料中的PTA易沉淀，形成结块物，在浆料输送流程中，包括输送泵、管道、阀门流量检测仪表等的设计均采取防止管道堵塞的结构类型。而且，由于浆料浓度高，无法采用常规的列管式、板式等型式的换热器对浆料进行预热。目前，一般均采用常温的浆料直接加入250～270℃的全反混式反应器中，在强搅拌条件下，利用反应器内的列管或盘管加热，使得第一反应 器的热负荷很大，约占聚酯装置总负荷的80％。

实用新型内容

本实用新型目的是提供一种高浓度浆料加热设备。该设备可将固体含量为20～85％的高浓度浆料在进入反应器前进行预热。所述设备可用于化工物料中固态粉体和液体混合物的打浆和浆料的加热。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种高浓度浆料加热设备，其主要特征是，所述加热设备包括浆料加热罐、热管加热组件和加热介质换热器，所述浆料加热罐包括防止浆料沉降结块的导流螺旋板或静态混合组件，或是以适当速度转动的搅拌器，所述热管加热组件将浆料加热罐与所述加热介质换热器相连通，所述加热介质换热器加热所述热管加热组件内部的工作介质，使工作介质蒸发使其将热量传导给所述浆料加热罐中的浆料，实现加热所述浆料的目的，所述加热介质可以是各种热源物质。

进一步地，上述的高浓度浆料加热设备，其中，所述固液混合浆料中的固态粉体的含量在20～85％。

进一步地，上述的高浓度浆料加热设备，其中，所述的热管加热组件采用垂直布置，所述加热设备为上下结构，所述浆料加热罐在所述加热介质换热器的上部，所述加热设备通过螺旋板通道或静态混合组件来导流浆料。

进一步地，上述的高浓度浆料加热设备，其中，所述的热管加热组件采用盘管布置，所述加热装置设置了适当速度转动的搅拌器，以避免浆料沉降。

更进一步地，上述的高浓度浆料加热设备，其中，所述的适当速度转动的搅拌器的搅拌速度在5～50转/分钟。

再进一步地，上述的高浓度浆料加热设备，其中，所述的加热介质是工厂中提供的富余热源，如蒸汽、烟道气、热水、加氢三联苯、或其 他化工过程的余热源等。

本实用新型设计方案突出的实质性特点和显著进步主要体现在：

本实用新型的高浓度浆料加热设备可加热固态粉体的含量在20～85％的高固体含量固液混合物，而不会引起流动通道的堵塞，特别适用于高浓度精对苯二甲酸和乙二醇的混合浆料在进入反应器之前的预加热。浆料在20～40℃的常温下加入该设备，利用设备中的加热组件加热浆料，同时所述设备还设置有导流螺旋板或静态混合组件，或适当速度转动的搅拌器，可提高浆料加热的换热效率，加热后的浆料温升可大于100℃，同时可防止浆料在容器中由于长时间的停留而引起的浆料沉降结块，避免了一般换热器浆料加热会堵塞列管的问题。该设备在化工装置余热综合利用方面提供了可选的技术。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的说明：

附图1是本实用新型的一个实施例的高浓度浆料加热设备的结构示意图；

附图2是本实用新型的另一个实施例的高浓度浆料加热设备的结构示意图。

其中：

1 浆料入口

2  导流螺旋板或静态混合组件

3 热管

4  加热介质的进口接管

5 浆料加热罐

6加热介质换 热器

7 加热介质的出 口接管

8 浆料出口

10 搅拌电机

11 浆料进口              12 浆料加热罐

13 加热组件      14 搅拌器桨叶

15 浆料出口

16 热管          17 换热器

18加热介质供管

19 加热介质回管  20 液位计

具体实施方式

本实用新型提出一种高浓度化工浆料加热的设备，特别是可用于高浓度精对苯二甲酸和乙二醇的混合浆料在进入反应器之前的预加热。在浆料输送过程中，设置专用的热管加热组件，用各种热源介质提供热量，将20-40℃的高浓度浆料加热。加热操作运行中不会引起浆料的沉降结块，可在利用化工装置余热进行浆料预热操作的同时，避免浆料流动通道堵塞的问题。

本实用新型采用热管加热组件进行传热。热管加热组件在其上部可采用紧密布管设计或盘管式布管设计，在其上部采用紧密布管设计时，所述设备内部的浆料流动空间可设置导流螺旋板或静态混合组件；在其上部采用盘管式布管设计时，所述设备可采用搅拌器进行适当速度的搅拌，提高传热效率并防止浆料沉降堵塞。

设备的传热方式是利用热管加热组件进行传热。所述热管加热组件与加热介质换热器相连，加热介质换热器中的加热介质通过所述热管加热组件将热量传递给需要加热的浆料。所述热管加热组件的热管是一种在真空条件下管内封装有专用工作介质，通过工作介质的蒸发、冷凝的方式实现传热的专用金属管。所述工作介质可以是水或其它在工作条件下可蒸发冷凝的液体。设备的基本传热过程为：所述设备的浆料加热罐中装有处于流动状态的被加热介质，特别是高浓度的浆料。所述设备的加热介质换热器中引入加热介质，典型的是蒸汽。加热介质换热器中加热介质将热量传给热管加热组件，并使热管加热组件中的工作介质被加热后蒸发到热管加热组件的上部，将浆料加热罐中的浆料加热，然后工作介质在所述热管加热组件内冷凝后回流到热管加热组件的下部。

热后蒸发到热管加热组件的上部，将浆料加热罐中的浆料加热，然后工作介质在所述热管加热组件内冷凝后回流到热管加热组件的下部。

实施例1

图1是本实用新型的一个实施例的高浓度浆料加热设备的结构示意图。如图1所示，所述的加热设备采用上下结构，所述加热设备的上部是浆料加热罐5，下部是加热介质换热器6。在上部的浆料加热罐5中，浆料从浆料入口1进入所述加热设备，所述加热设备内设有热管加热组件3，其贯通所述浆料加热罐5和所述加热介质换热器6，所述的热管加热组件3在其上部为紧密布管设计，在所述热管加热组件3内的工作介质处于密闭的真空状态，所述的工作介质为可蒸发冷凝的液体，所述的热管加热组件3延伸到所述加热设备的下部的加热介质换热器6中，加热介质换热器6加热所述的热管加热组件3的下部，利用加热介质(热水、蒸汽等)加热后吸收热量在管内蒸发，沿着所述热管加热组件向上运动，将管内工作介质的热量传递给所述设备上部的浆料加热罐5内的浆料。在所述浆料加热罐5内部的浆料流动空间设置有导流螺旋板或静态混合组件2，其作用是增加桨料的紊流状态以改善浆料的传热效率，浆料沿所述导流螺旋板或静态混合组件2构成的浆料通道向下流到浆料出口8，所述浆料出口8可连接下道工序的设备，典型的是反应器。所述加热介质换热器6连接有加热介质的进口接管4和加热介质的出口接管7。加热介质可以是蒸汽、热水、加氢三联苯或其他化工过程的余热源。

实施例2

根据加热过程的设备布置要求，也可将实施例1中的加热介质换热器与浆料加热罐分开布置。图2是本实用新型的另一个实施例的高浓度浆料加热设备的结构示意图。如图2所示，所述高浓度浆料加热设备包括浆料加热罐12和换热器17。所述浆料加热罐12上具有浆料进口11 和浆料出口15。所述浆料加热罐12内部设有用于浆料加热的热管加热组件13，其通过热管16与所述换热器17相连，所述加热组件13在浆料加热罐12中为盘管式布管设计。所述加热组件13内的加热介质可以是热管16内的工作介质、蒸气、工艺余热蒸气、热水、加氢三联苯等。所述换热器17连接有加热介质供管18和加热介质回管19。在所述浆料加热罐12中可设置一台以适当速度转动的搅拌器，所述搅拌器包括搅拌电机10和搅拌器桨叶14，所述搅拌器以5-50转/分钟的速度进行转动搅拌，防止浆料沉降结块。在所述浆料加热罐12上还设置有差压式液位计20。在浆料出口15处可设计一台控制阀，控制液位维持在罐中的浆料量可以淹没内部加热盘管的高度，以利于浆料的加热。

利用上述的设备，本实用新型可将温度为20-40℃、固体含量为20～85％的PTA+EG的浆料，利用105℃的水蒸气加热，将浆料的温度提升到50～80℃。如果采用高规格的加热介质，可获得大于100℃的温升。

以上仅是本实用新型的具体应用范例，对本实用新型的保护范围不构成任何限制。凡采用等同变换或等同替换而形成的技术方案，均落在本实用新型权利保护范围之内。

Claims (5)

1.一种高浓度浆料加热设备，其主要特征是，所述加热设备包括浆料加热罐、热管加热组件和加热介质换热器，所述浆料加热罐包括防止浆料沉降结块的导流螺旋板或静态混合组件，或是以适当速度转动的搅拌器，所述热管加热组件将浆料加热罐与所述加热介质换热器相连通，所述加热介质换热器加热所述热管加热组件内部的工作介质使其将热量传导给所述浆料加热罐中的浆料。

2.根据权利要求1所述的高浓度浆料加热设备，其特征在于，所述的热管加热组件采用垂直布置，所述加热设备为上下结构，所述浆料加热罐在所述加热介质换热器的上部，所述加热设备通过螺旋板通道或静态混合组件来导流浆料。

3.根据权利要求1所述的高浓度浆料加热设备，其特征在于，所述的热管加热组件采用盘管布置，所述加热装置设置了搅拌器，以避免浆料沉降。

4.根据权利要求3所述的高浓度浆料加热设备，其特征在于，所述搅拌器的搅拌速度为5～50转/分钟。

5.根据权利要求1所述的高浓度浆料加热设备，其特征在于，所述的加热介质是蒸汽、烟道气、热水、加氢三联苯、或其他化工过程的富余热源。 

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