CN202032909U - 一种石墨双级换热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种石墨双级换热器，包括石墨体、外壳、固定在石墨体顶端和低端的石墨上盖和石墨下盖；石墨上盖上设有物料进口，石墨下盖上设有物料出口；石墨体内设有若干竖直设置且两端分别与物料进口和物料出口连通的料液管道和若干水平设置且与料液管道交错设置的冷却介质管道，外壳与石墨体之间留有与冷却介质管道两端连通的间隙，外壳上自上而下分别设有第一冷却介质出口、第一冷却介质进口、第二冷却介质出口和第二冷却介质进口；第一冷却介质进口与第二冷却介质出口之间的间隙内设有将间隙分为上下两部分的环形分隔板。本实用新型的石墨双级换热器，节能减材，整体结构简单，且设备投资小，占用空间少，操作和安装方便，实用性强。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种换热装置，具体是涉及一种石墨双级换热器。
背景技术
在化工车间生产中，很多工序都有物料的蒸发和冷凝、冷却过程，很多有腐蚀性的物料冷凝都要用到石墨换热器。授权公告号CN101526317B的专利文献公开了一种双效石墨换热器，包括柱形石墨换热块、石墨上下盖、金属外壳及盖板，金属外壳上开有水平进出料口，在柱形石墨换热块上钻有互不相通的垂直流道和水平流道，在水平流道两端钻有连通水平流道的另一垂直流道，垂直流道将水平流道内的介质与水平进出料口连接，避免介质与金属外壳的直接接触，解决了不可在水平流道内通腐蚀性介质的难题。而上述换热器仅能用于单级冷却系统。
在物料冷凝、冷却过程中，为了节能，通常物料的第一级冷却介质用循环水，第二级冷却介质用冷冻盐水。如果采用传统的圆块孔式石墨换热器，需要采用两台串联的石墨换热器，不仅设备投资较大，而且会占用车间的很多空间，给安装和操作带来很多不便，并且接口处会留下安全隐患。
发明内容
本实用新型提供了一种结构简单的石墨双级换热器，利用该换热器可实现对物料的双级冷却，设备投资小，占用空间少，操作和安装方便，且安全性高。
一种石墨双级换热器，包括柱形石墨体、包围石墨体四周的外壳、固定在石墨体顶端的石墨上盖以及固定在石墨体底端的石墨下盖；石墨上盖上设有物料进口，石墨下盖上设有物料出口；石墨体内设有若干竖直设置且两端分别与物料进口和物料出口连通的料液管道和若干水平设置且与料液管道交错设置的冷却介质管道，所述的外壳与石墨体之间留有与冷却介质管道两端连通的间隙，外壳上自上而下分别设有第一冷却介质出口、第一冷却介质进口、第二冷却介质出口和第二冷却介质进口；所述的第一冷却介质进口与第二冷却介质出口之间的间隙内设有将间隙分为上下两部分的环形分隔板。
为增加传热面积，避免第一冷却介质直接从上部间隙内从第一冷却介质出口排出，优选的技术方案中，可在所述的上部间隙内设置一个外隔板，同时在位于环形分隔板上方的石墨体中心设置竖直设置且与冷却介质管道连通的第一空腔。这样第一冷却介质首先经过冷却介质管道达到第一空腔内，然后再由第一空腔向石墨体四周扩散，从而完成冷却过程。为适用于不同场合的需要，也可在所述的上部间隙内设置两个以上的外隔板，同时在位于环形分隔板上方的石墨体中心设有竖直设置且与冷却介质管道连通的第一空腔，另外，需要在两个相邻外隔板之间的第一空腔内设置内隔板；内隔板和外隔板相互配合，保证冷却介质在石墨体内循环冷却。同样，可在所述的下部间隙内设置一个外隔板，在位于环形分隔板下方的石墨体中心设置竖直设置且与冷却介质管道连通的第二腔体。或者，根据需要在所述的下部间隙内设置两个以上的外隔板，在位于环形分隔板下方的石墨体中心设置竖直设置且与冷却介质管道连通的第二腔体，两个相邻外隔板之间的第二空腔内设置内隔板。上述的第一空腔和第二腔体相互独立设置，且互不连通。外隔板和内隔板的设置增加了冷却面积，提高了冷却效率。
为保证平稳的收集冷却得到的料液，可在所述的石墨下盖内设置与物料出口和料液管道底端连通的集液腔；同时为保证系统运行过程中的安全性可在石墨下盖一侧设置与该集液腔连通的放空口。当本实用新型的换热器运行过程中，内部压强过大时，可通过打开该放空口以调整内部的压强，保证系统的正常运行。同样为保证待冷却物料均匀的进入料液管道内，可在所述的石墨上盖内设置分别与物料进口和料液管道顶端连通的集气腔。集气腔和集液腔的设置大小一般根据实际需要确定。
本实用新型的石墨双级换热器一般用于双级换热的场合，若对于大于两级的多级换热的场合，可根据本实用新型的设计原理，设置多个多级冷却介质进出口即可。
本实用新型的石墨双级换热器，整体结构简单，利用该换热器可方便实现对物料的双级冷却，节能减材，且设备投资小，占用空间少，操作和安装方便，实用性强。
附图说明
图1为本实用新型的石墨双级换热器的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种石墨双级换热器，包括柱形石墨体1、包围石墨体1四周的外壳2、固定在石墨体1顶端的石墨上盖3以及固定在石墨体1底端的石墨下盖4。石墨上盖3上设有物料进口5，石墨下盖4上设有物料出口6；石墨体1内设有若干竖直设置且两端分别与物料进口5和物料出口6连通的料液管道7和若干水平设置且与料液管道7交错设置且与料液管道7互不连通的冷却介质管道8。
石墨体1设置的大小需要根据实际需要冷却的物料量确定。外壳2一般选用金属外壳。外壳2与石墨体1之间留有与冷却介质管道两端连通的间隙，作为冷却介质的通道，外壳2顶部设有第一冷却介质出口9，中部设有第一冷却介质进口10；外壳2位于第一冷却介质进口10的下部设有第二冷却介质出口12，底部设有第二冷却介质进口11，第二冷却介质出口12高于第二冷却介质进口11；第一冷却介质进口10与第二冷却介质出口12之间的间隙内设有将间隙分为上部间隙和下部间隙的环形分隔板17。环形分隔板17将石墨体1与外壳2之间的间隙分为上下独立的两部分，防止第一和第二冷却介质接触，以实现双级换热。石墨体1可选择一体式的，也可选择现有的两个独立的石墨体相互固定组成，此时环形分隔板17一般由两块石墨体连接端的端部突出的石墨组成，两块分石墨体可选择通过法兰结构连接固定，也可选择其他方式固定连接。
位于环形分隔板17上方的石墨体1中心设有一个竖直设置的圆柱形第一空腔18，第一空腔18分别与环形分隔板17上方的石墨体1内的冷却介质管道8连通；位于环形分隔板17下方的石墨体1中心设有一个竖直设置的圆柱形第二空腔19，第二空腔19分别与环形分隔板17下方的石墨体1内的冷却介质管道8连通。第一空腔18和第二空腔19相互独立设置。上下两部分间隙内共设有3个水平设置的外隔板15。其中两个设置在上部分间隙内，将上部分间隙分隔为三部分，相邻两个外隔板15之间的第一空腔18内设有一个内隔板21，内隔板21将第一空腔18分为两个独立的腔体；另一个外隔板15设置在下部的间隙内，将下部间隙分隔为两部分。
石墨上盖3内设有分别与物料进口5和料液管道7顶端连通的集气腔14。石墨下盖4内设有与物料出口6和料液管道7底端连通的集液腔13，石墨下盖4一侧设有与该集液腔13连通的放空口16。石墨上盖3和石墨下盖4分别通过法兰结构与石墨体1和外壳1固定。整个换热器分别通过石墨上盖3顶端和石墨下盖4底端的两个法兰与外界固定件固定。
料液管道7和冷却介质管道8设置的数量以及管径大小可根据实际需要确定。集气腔14和集液腔13的设置的大小需要根据实际石墨体1的大小确定。外壳2上固定有四个安装板20，用于将装配好的换热器固定。
现以第一冷却介质为冷却水、第二冷却介质为冷冻盐水，起始冷却物料为气态物料，收集得到物料为液态物料为例，详细描述本实施例中石墨双级换热器的实际运行过程：起始气态物料首先从物料进口5进入到集气腔14内，然后经料液管道7冷却后收集至集液腔13内，最后从物料出口6排出。冷却水从第一冷却介质进口10进入到冷却介质管道8内，然后再外隔板15的作用下流入第一空腔18内；然后在内隔板21和上部的外隔板15的共同作用下，冷却水先向石墨体1四周扩散，然后再汇集于第一空腔18内，最后向外扩散经第一冷却介质出口9排出；同时冷冻盐水从第二冷却介质进口11进入到冷却体系内，经相似的循环过程从第二冷却介质出口12排出，完成对物料的二级冷却。
Claims (7)
1.一种石墨双级换热器，包括柱形石墨体(1)、包围石墨体(1)四周的外壳(2)、固定在石墨体(1)顶端的石墨上盖(3)以及固定在石墨体(1)底端的石墨下盖(4)；石墨上盖(3)上设有物料进口(5)，石墨下盖(4)上设有物料出口(6)；石墨体(1)内设有若干竖直设置且两端分别与物料进口(5)和物料出口(6)连通的料液管道(7)和若干水平设置且与料液管道(7)交错设置的冷却介质管道(8)，其特征在于，所述的外壳(2)与石墨体(1)之间留有与冷却介质管道(8)两端连通的间隙，外壳(2)上自上而下分别设有第一冷却介质出口(9)、第一冷却介质进口(10)、第二冷却介质出口(12)和第二冷却介质进口(11)；所述的第一冷却介质进口(10)与第二冷却介质出口(12)之间的间隙内设有将间隙分为上部间隙和下部间隙两部分的环形分隔板(17)。
2.根据权利要求1所述的石墨双级换热器，其特征在于，所述的上部间隙内设有一个外隔板(15)，在位于环形分隔板(17)上方的石墨体(1)中心设有竖直设置且与冷却介质管道(8)连通的第一空腔(18)。
3.根据权利要求1所述的石墨双级换热器，其特征在于，所述的上部间隙内设有两个以上的外隔板(15)，在位于环形分隔板(17)上方的石墨体(1)中心设有竖直设置且与冷却介质管道(8)连通的第一空腔(18)，两个相邻外隔板(15)之间的第一空腔(18)内设有内隔板(21)。
4.根据权利要求2或3所述的石墨双级换热器，其特征在于，所述的下部间隙内设有一个外隔板(15)，在位于环形分隔板(17)下方的石墨体(1)中心设有竖直设置且与冷却介质管道(8)连通的第二腔体(19)。
5.根据权利要求2或3所述的石墨双级换热器，其特征在于，所述的下部间隙内设有两个以上的外隔板(15)，在位于环形分隔板(17)下方的石墨体(1)中心设有竖直设置且与冷却介质管道(8)连通的第二腔体(19)，两个相邻外隔板(15)之间的第二空腔(19)内设有内隔板(21)。
6.根据权利要求1所述的石墨双级换热器，其特征在于，所述的石墨下盖(4)内设有与物料出口(6)和料液管道(7)底端连通的集液腔(13)，石墨下盖(4)一侧设有与该集液腔(13)连通的放空口(16)。
7.根据权利要求1所述的石墨双级换热器，其特征在于，所述的石墨上盖(3)内设有分别与物料进口(5)和料液管道(7)顶端连通的集气腔(14)。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102865754A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-01-09 | 神华集团有限责任公司 | 冷凝器及包括其的甲醇合成系统 |
| CN104016303A (zh) * | 2014-05-20 | 2014-09-03 | 潘东海 | 氯化氢合成炉石墨换热块中冷却水高效换热的方法 |
| CN109612305A (zh) * | 2018-12-14 | 2019-04-12 | 南通三圣石墨设备科技股份有限公司 | 一种多级石墨换热器及方法 |
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2011
- 2011-04-13 CN CN2011201076669U patent/CN202032909U/zh not_active Expired - Lifetime
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