CN203657576U - 苯酐气体冷却器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种苯酐气体冷却器，解决的技术问题是：针对现有苯酐生产过程中的工艺气体的余热回收利用以及由于工艺生产的特殊性，普通的冷却设备不能完全满足苯酐的安全稳定生产的要求的技术问题。采取的技术方案是：包括热管蒸发器和通过上升管、下降管与热管蒸发器相连的汽水分离器；所述热管蒸发器包括壳体、不少于一个的热管、上隔板、下隔板和夹套管；所述上隔板、下隔板均设置在壳体内，并且上隔板、下隔板将壳体分为两个独立的内腔，分别为水汽腔和气体腔；所述热管位于壳体内且同时贯穿水汽腔和气体腔；所述夹套管装在热管的外部；所述壳体上设有与气体腔相连通的进气口和出气口；所述上升管、下降管分别与位于水汽腔内的热管相连。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气体冷却器，尤其涉及有机化工苯酐生产中的工艺冷却设备兼余热回收设备，主要应用于苯酐生产工艺中的苯酐气体冷却器。
背景技术
有机化工苯酐生产中的催化氧化反应产生大量的反应热，在生产工艺中通过增设冷却设备将反应热转化为蒸汽或热水加以利用。传统的冷却器在苯酐生产工艺中面临着水泄漏至苯酐工艺气体中和苯酐工艺气体泄漏两大问题，存在严重的安全隐患。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有苯酐生产过程中的工艺气体的余热回收利用以及由于工艺生产的特殊性，普通的冷却设备不能完全满足苯酐的安全稳定生产的要求的技术问题。
为解决上述技术问题，本实用新型采取的技术方案是：
一种苯酐气体冷却器，包括热管蒸发器和通过上升管、下降管与热管蒸发器相连的汽水分离器；
所述热管蒸发器包括壳体、不少于一个的热管、上隔板、下隔板和夹套管；所述上隔板、下隔板均设置在壳体内，并且上隔板、下隔板将壳体分为两个独立的内腔，分别为水汽腔和气体腔；所述热管位于壳体内且同时贯穿水汽腔和气体腔；所述夹套管装在热管的外部；所述壳体上设有与气体腔相连通的进气口和出气口；所述上升管、下降管分别与位于水汽腔内的热管相连。
本实用新型苯酐气体冷却器，采用三重保护将水汽腔和气体腔完全隔离，可完全避免因为泄漏造成的事故。三重保护为：每根热管都置于夹套管内，即为一重隔离保护；通过上隔板将位于水汽腔内的热管隔离，即为二重隔离保护；通过下隔板将位于气体腔内的热管隔离，即为三重隔离保护。
本实用新型所述的汽水分离器为现有技术中应用与本技术领域的汽水分离器，其具体结构本实用新型不作详细说明。
本实用新型所述的热管为现有技术中应用与本技术领域的热管，其具体结构本实用新型不作详细说明。
本实用新型还包括在线监测装置，所述在线监测装置固定在壳体上。本实用新型在壳体上设置在线监测装置并且在线监测装置位于上隔板、下隔板之间，及时在线监测冷却器是否发生泄漏；可完全避免因为泄漏造成事故。本实用新型所述在线监测装置为漏水报警器。漏水报警器为现有技术，其具体结构本实用新型不作详细的说明。
本实用新型所述进气口为弧形进气口；出气口为弧形出气口。本实用新型苯酐气体冷却器，所述进气口为弧形进气口；出气口为弧形出气口，可以耐更高的气体压力及吸收一定的膨胀应力；避免苯酐气体的热冲击与热应力造成的气体泄漏。
本实用新型所述套装在位于水汽腔内的热管外部的夹套管为水夹套管。本实用新型采用热管相变换热技术，水汽腔内的的热管均为水夹套结构，依靠位于气体腔内的热管吸收外部工艺气体热量，同时传递到位于水汽腔内的热管内汽水分离器下降管的来水，从而产生蒸汽通过上升管再导入汽水分离器，依次往复。同时利用热管技术的等温性原理使热管中间固定两头自由伸缩，解决换热器换热管因热膨胀产生的热应力而造成的泄漏。
本实用新型所述的水夹套管为现有技术中的水夹套结构，其具体结构本实用新型不作详细说明。
本实用新型的工作原理：
本实用新型苯酐气体冷却器在使用时，分别给位于水汽腔和气体腔内的热管内装入换热介质；软水通过外部给水泵送入汽水分离器内，气体腔内的热管内部的换热介质吸收热量后产生相变，将热量传递到水汽腔，夹套管中的水吸收热管介质传递来的热量后被加热成汽水混合物通过上升管送至汽水分离器中进行汽水分离后蒸汽外送，汽水分离器内的饱和水与外部给水混合后通过下降管再送入热管蒸发器进行加热，依次往复形成自然循环。热管蒸发器经上隔板、下隔板隔离，位于下侧的气体腔走工艺气体，位于上侧的水汽腔内水夹套管结构的热管走汽水。两种换热介质不直接接触，而是通过热管传递热量，因为有上隔板、下隔板的隔离，即使气体腔的热管腐蚀泄漏或者水汽腔的热管泄漏，只是单根热管失效，而不会造成两种介质互通，设备仍可正常运行，不会因该设备而使系统停车。
本实用新型与现有技术相比：本实用新型充分利用了热管本身的优点，如传热效率高、热流体流动阻力损失小、热流体和冷流体隔离等，使热管蒸发器中水的受热及汽化均在工艺气体管线之外完成。采用本实用新型苯酐气体冷却器后的工艺气体温度可从约450℃降到160℃左右，通过控制热管冷热流体侧的热流密度来控制热管管壁温度，尽可能的使热管管壁温度始终高于露点温度，从而解决露点腐蚀问题。热管蒸发器通过上升管/下降管与汽水分离器连接，管道布置灵活；水汽腔和气体腔采用三重隔离结构，任何一侧的泄漏不会影响另一侧的运行，保证整套苯酐生产系统的连续、安全、可靠的运行，彻底解决了苯酐工艺中的安全隐患，实现有机化工苯酐工艺的安全稳定生产，为企业创造可观的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是热管蒸发器的结构示意图。
其中，1、上升管，2、热管蒸发器，2-1、夹套管，2-2、上隔板，2-3、在线监测装置，2-4、下隔板，2-5、热管，2-6、壳体，2-7、水汽腔，2-8、气体腔，3、进气口，4、汽水分离器，5、下降管，6、出气口。
具体实施方式
为使本实用新型的内容更加明显易懂，以下结合附图1-图2和具体实施方式做进一步的描述。
为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型包括热管蒸发器2和汽水分离器4。热管蒸发器2通过上升管1与下降管4与汽水分离器4上的上升管接口与下降管接口相连，形成自然循环。
如图2所示，本实施例所述的热管蒸发器2由上隔板2-2和下隔板2-4分隔为下部气体腔2-8和上部水汽腔2-7，并且水汽腔2-7内的热管采用水夹套管2-1结构，以此形成三重保护，将气体腔2-8和水汽腔2-7完全隔离。此外，上隔板2-2和下隔板2-4之间装有在线监测装置2-3，及时在线监测苯酐冷却器是否发生泄漏，确保苯酐生产系统的连续、安全、可靠运行
本实用新型苯酐气体冷却器利用热管2-5作为换热元件，热管蒸发器由热管元件通过管排并联组合而成。上隔板2-2、下隔板2-4将热管蒸发器2分隔为气体腔2-8和水汽腔2-7，水汽腔2-7内的热管2-5内部工质吸收热量后产生相变，将热量传递到水汽腔2-7，水汽腔2-7内的水夹套中管的水吸收热管介质传递来的热量后被加热成汽水混合物，通过上升管1送至汽水分离器4中进行汽水分离后蒸汽外送。气体腔2-8和水汽腔2-7采用三重隔离结构，并且在上隔板2-2在下隔板2-4之间的壳体2-6上设置在线监测措施，及时在线监测冷却器是否发生泄漏，任何一侧的泄漏不会影响另一侧的运行，保证整套苯酐生产系统的连续、安全、可靠的运行。
下面结合附图1、图2对本实施例的工作过程作进一步的说明：
本实用新型安装在苯酐生产工艺气体管道中，炉气进入弧形结构的进气口3后横向冲刷热管蒸发器2中位于气体腔2-8内的热管2-5热侧，热管2-5热侧吸收工艺气体热量后通过热管2-5内工质将热量传递至位于水汽腔2-7内的热管2-5冷侧的夹套管2-1中，工艺气体经换热后流经弧形结构的出气口6返回生产工艺管道进入后续生产工段。系统外软水通过加压给水泵进入汽水分离器4，在汽水分离器4中与饱和汽水混合物混合后通过下降管5进入热管蒸发器2的下降管接口，然后进入热管的夹套管2-1中，在夹套2-1中吸收热管传递来的热量后产生汽水混合物，通过上升管1进入汽水分离器4中，在汽水分离器4中汽水分离后蒸汽外送，依次往复形成自然循环。
本实用新型未涉及部分均与现有技术相同或采用现有技术加以实现。
Claims (6)
1.一种苯酐气体冷却器，其特征在于，包括热管蒸发器（2）和通过上升管（1）、下降管（4）与热管蒸发器（2）相连的汽水分离器（4）；
所述热管蒸发器（2）包括壳体（2-6）、不少于一个的热管（2-5）、上隔板（2-2）、下隔板（2-4）和夹套管（2-1）；所述上隔板（2-2）、下隔板（2-4）均设置在壳体（2-6）内，并且上隔板（2-2）、下隔板（2-4）将壳体（2-6）分为两个独立的内腔，分别为水汽腔（2-7）和气体腔（2-8）；所述热管（2-5）位于壳体（2-6）内且同时贯穿水汽腔（2-7）和气体腔（2-8）；所述夹套管（2-1）装在热管（2-5）的外部；所述壳体（2-6）上设有与气体腔（2-8）相连通的进气口（3）和出气口（4）；所述上升管（1）、下降管（4）分别与位于水汽腔（2-7）内的热管（2-5）相连。
2.如权利要求1所述的苯酐气体冷却器，其特征在于，还包括在线监测装置（2-3），所述在线监测装置（2-3）固定在壳体（2-6）上。
3.如权利要求2所述的苯酐气体冷却器，其特征在于，所述在线监测装置（2-3）为漏水报警器。
4.如权利要求1所述的苯酐气体冷却器，其特征在于，所述进气口（3）为弧形进气口。
5.如权利要求1所述的苯酐气体冷却器，其特征在于，所述出气口（4）为弧形出气口。
6.如权利要求1所述的苯酐气体冷却器，其特征在于，所述套装在位于水汽腔（2-7）内的热管（2-5）外部的夹套管（2-1）为水夹套管。
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