CN203443469U - 乙二醇塔冷凝器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及乙二醇塔冷凝器，包括腔体，所述腔体的内部分布有高通量换热管，所述高通量换热管从支撑板的板孔中穿过并固定于冷凝器两端的管板的板孔中，所述高通量换热管包括基管，所述基管的外表面通过烧结的方式涂装有一层金属多孔层；所述金属多孔层的表面及内部分布有孔隙。本实用新型的腔体内分布有表面涂装着金属多孔层的换热管，将管程中介质需要被冷却的热量直接用于对壳程中的介质进行加热，在提高换热管管外沸腾给热系数的同时，有效解决了管、壳程中介质对换热管的腐蚀问题，提高了冷凝器的使用寿命；又可以使冷凝器的设备直径缩小，换热面积减小，设备重量减轻，设备运输、安装、运行、维护等成本降低。
Description
技术领域
本实用新型涉及换热技术领域，特别涉及乙二醇塔冷凝器。
背景技术
改革开放以来，伴随着经济快速发展，能源的消耗也与日俱增，如果不加以控制，很快就会被开采殆尽，并且随之而来的环境污染、温室气体排放已经使环境不堪重负。“十一五”计划以来，国家制定了一系列节能减排计划，淘汰了落后的、高能耗、高污染的工艺流程，取而代之的是各种新型的能耗低、污染少的工艺流程和新技术，这就要求我们的产品从设计之初就要寻求节能代替方案实现可持续发展。
化工行业是传统的高能耗、高污染行业，化工行业实现节能减排对国民经济和社会的发展尤其重要。面对如此大的节能减排任务，各大工厂和设计院都在寻求新的替代技术和工艺减少能源消耗，回收被浪费的热量使之再利用。
传统的乙二醇塔冷凝器，使用一台冷凝器将管程中的乙二醇和水冷凝、冷却，再使用另外一台换热器将壳程中的工艺水加热、蒸发。将管程中的乙二醇和水冷凝、冷却时使用的冷凝器需要使用大量的冷却水；将壳程中的工艺水加热、蒸发时，需要使用蒸汽或其他方式进行加热。这样乙二醇和水和热量就被白白的浪费掉了，并且还增加了循环水的使用量；另外，在对壳程水加热、蒸发时，还需要额外采用蒸汽或是其他方式进行加热。管程中的热量被浪费了，壳程中还需要额外加热，无形当中造成了两次热量的浪费。
实用新型内容
本实用新型的目的在于，提出一种可将冷凝器管程中的工艺介质的热量用于加热壳程中的工艺水以使工艺水沸腾蒸发，从而得到能耗更低的乙二醇塔冷凝器。
本实用新型的另一个目的在于，提出一种腔体内分布有表面涂装着金属多孔层的高通量换热管，得到能够更好适应腐蚀环境的乙二醇塔冷凝器。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
乙二醇塔冷凝器，包括腔体，所述腔体的内部分布有高通量换热管，所述高通量换热管从支撑板的板孔中穿过并固定于冷凝器两端的管板的板孔中，所述高通量换热管包括基管，所述基管的外表面通过烧结的方式涂装有一层金属多孔层；所述金属多孔层的表面及内部分布有孔隙。
优选的，所述基管的材料为不锈钢。
优选的，所述基管为波纹管或光管。
优选的，所述金属多孔层为不锈钢多孔层
进一步的，所述金属多孔层的孔隙分布率为20%—45%。
进一步的，所述金属多孔层的孔隙的平均直径为20μm—150μm。
进一步的，所述金属多孔层的平均厚度为0.3mm—0.5mm。
优选的，所述乙二醇塔冷凝器的腔体、支撑板和管板的材质为S30408不锈钢。
进一步的，所述乙二醇塔冷凝器为卧式结构，所述腔体的下方设置有两个鞍座。
进一步的，所述腔体的上方设置有壳程介质出口和管程不凝气出口；所述腔体的下方设置有壳程介质进口和管程冷凝液出口。
本实用新型的有益效果为：本实用新型的腔体内分布有表面涂装着金属多孔层的高通量换热管，在提高换热管管外沸腾给热系数的同时，有效解决了管、壳程中介质对换热管的腐蚀问题，提高了乙二醇塔冷凝器的使用寿命。
本实用新型将管程中的介质需要被冷却的热量，通过表面涂装有金属多孔层的高通量换热管直接用于对壳程中的介质进行加热，既节省了用于冷却管程中介质的冷却水和用于对壳程中介质进行加热的蒸汽，又可以使冷凝器的设备直径缩小，换热面积减小，设备重量减轻，设备运输、安装、运行、维护等成本降低。
附图说明
图1为本实用新型具体实施方式提供的乙二醇塔冷凝器的结构示意图；
图2为本实用新型具体实施方式提供的乙二醇塔冷凝器的换热管结构示意图。
图中：
1、高通量换热管；11；基管；2、支撑板；3、管板；4、金属多孔层；5、壳程介质进口；6、壳程介质出口；7、管程冷凝液出口；8、管程不凝气出口。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
如图1所示，一种乙二醇塔冷凝器，包括腔体，所述腔体的内部分布有高通量换热管1，高通量换热管1从支撑板2的板孔中穿过并固定于乙二醇塔冷凝器两端的管板3的板孔中；高通量换热管1的外表面通过烧结的方式涂装有一层金属多孔层4；金属多孔层4的表面及内部分布有孔隙。
本实施例中的乙二醇塔冷凝器为卧式结构，腔体的下方设置有两个鞍座，腔体的上方设置有用于释放壳程中工艺介质的壳程介质出口6和排放管程中不凝结的管程不凝气出口8；腔体的下方设置有向腔体中输入壳程中介质的壳程介质进口5和用于排放管程中冷却液的管程冷凝液出口7。
现有技术中，由于管程内的乙二醇和壳程内工艺水之间的温差过小，不能利用管程内乙二醇的热量给工艺水加热，无形中消耗了大量的能量。乙二醇塔冷凝器管程中的介质为乙二醇和水，壳程中的介质为工艺水，这两种介质中都含有少量的酚类，具有一定的腐蚀性。如果设备采用碳钢材料，很容易被腐蚀，设备的使用寿命短。所以本实用新型中的乙二醇塔冷凝器设备整体采用S30408不锈钢材质，能够有效的防止腐蚀情况的产生，但要想更好地利用管程中介质的热量为壳程中的介质加热，利用壳程中的介质为管程中的介质冷却，核心技术是分布于腔体中的换热管。
如图2所示，本实用新型中的高通量换热管1包括基管11，基管11的外表面通过烧结的方式涂装有一层金属多孔层4，优选的为不锈钢多孔层。不锈钢多孔层的设置改变了高通量换热管1与壳程中介质接触表面的状态。不锈钢多孔层的表面及内部分布有由颗粒构成的孔隙，在具有一定防腐蚀性的同时，孔隙能够成为泡核沸腾中心，使高通量换热管1原有的光管膜状沸腾变为泡核沸腾，从而提高了沸腾换热系数，换热效率更高。不锈钢多孔层的内部有许多相互连通的小孔，形成大量的汽化核心使沸腾处于泡核沸腾状态；同时，不锈钢多孔层还具有大量相互连通的微孔，形成了一个微孔面积，液体借助表面张力作用不断进入微孔中补充汽化的液体。这些微孔中的一部分与热源紧密接触，一个微孔中产生的气泡可激发相邻的微孔中产生气泡，且每个微孔中的小气泡相互连通易于长大，使蒸发速率变快。气泡底部薄层液体受热蒸发、微孔通道中薄层液体蒸发、薄层液体形成的液膜与微孔通道中的对流，以及气泡成长、脱离过程中产生的搅动力共同引发外表面的介质产生整体对流，进一步强化了沸腾传热。气泡的成长、脱离与留下的汽化核心的膨胀、收缩过程类似于抽吸泵的作用，可使大量介质不断在通道中循环流动，避免了介质增浓结垢。
本实用新型中的基管11为不锈钢材质，可以为波纹管或光管。采用烧结的方式涂装在基管11外表面的不锈钢多孔层，不锈钢多孔层应满足下列要求：
A不锈钢多孔层的孔隙分布率为20%—45%；
B不锈钢多孔层的孔隙的平均直径为20μm—150μm；
C不锈钢多孔层的平均厚度为0.3mm—0.5mm。
高通量换热管1在表面涂装不锈钢多孔层后应满足以下机械性能：
A对高通量换热管进行弯曲式样，弯曲角度在0°—135°范围内换热管外表面的不锈钢多孔层不脱落；
B对高通量换热管进行拉伸变形试验，拉伸变形量为换热管长度0—10%范围内换热管外表面不锈钢多孔层不脱落；
C对高通量换热管进行压扁变形试验，压扁量为换热管直径0—0.9倍范围内换热管外表面不锈钢多孔层不脱落。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.乙二醇塔冷凝器，包括腔体，所述腔体的内部分布有高通量换热管（1），所述高通量换热管（1）从支撑板（2）的板孔中穿过并固定于冷凝器两端的管板（3）的板孔中，其特征在于：
所述高通量换热管（1）包括基管（11），所述基管（11）的外表面通过烧结的方式涂装有一层金属多孔层（4）；
所述金属多孔层（4）的表面及内部分布有孔隙。
2.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：所述基管（11）的材料为不锈钢。
3.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：所述基管（11）为波纹管或光管。
4.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：所述金属多孔层（4）为不锈钢多孔层。
5.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：所述金属多孔层（4）的孔隙分布率为20%—45%。
6.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：所述金属多孔层（4）的孔隙的平均直径为20μm—150μm。
7.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：所述金属多孔层（4）的平均厚度为0.3mm—0.5mm。
8.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：所述乙二醇塔冷凝器的腔体、支撑板（2）和管板（3）的材质为S30408不锈钢。
9.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：所述乙二醇塔冷凝器为卧式结构，所述腔体的下方设置有两个鞍座。
10.根据权利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特征在于：
所述腔体的上方设置有壳程介质出口（6）和管程不凝气出口（8）；
所述腔体的下方设置有壳程介质进口（5）和管程冷凝液出口（7）。
Priority Applications (1)
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| CN201320445261.5U CN203443469U (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 乙二醇塔冷凝器 |
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Family Applications (1)
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| CN201320445261.5U Expired - Lifetime CN203443469U (zh) | 2013-07-24 | 2013-07-24 | 乙二醇塔冷凝器 |
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| CN (1) | CN203443469U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105716442A (zh) * | 2014-12-05 | 2016-06-29 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种闭式冷却塔及闭式循环水系统 |
-
2013
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