CN204017402U - 混合式蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种混合式蒸发器，包括筒体，筒体内自上而下依次设有顶部喷淋段、波纹板填料段、水蒸汽加热段、余热回收段、液位控制段；顶部喷淋段设有原料液进口，波纹板填料段内设有波纹板填料；水蒸汽加热段内设有蒸汽加热段换热管、水蒸气进口、冷凝水出口；余热回收段内设有余热回收段换热管、反应气进口、反应气出口和冷凝液出口；液位控制段设有原料气进口；筒体的上封头和下封头分别设有混合原料气出口和原料液排放口。由两段列管换热器和填料有机结合，充分利用传统工艺中被冷却水带走的低温工艺余热来蒸发原料液体，能充分回收低温余热，大幅度降低能耗。

Description

混合式蒸发器
技术领域
本实用新型涉及一种气固相催化放热反应化工装置，尤其涉及一种混合式蒸发器。
背景技术
现有技术中的气固相催化放热反应化工装置中的换热设备，热的反应气与进口原料气体换热回收热量后，直接用冷却水将剩余的低品位热量带走。液体原料需要汽化时，再用高品位的热源来加热和汽化，需要消耗较多的高品位热能。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能充分回收低温余热、大幅度降低能耗的混合式蒸发器。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
本实用新型的混合式蒸发器，包括筒体，所述筒体的上端和下端分别设有上封头和下封头，所述筒体内自上而下依次设有顶部喷淋段、波纹板填料段、水蒸汽加热段、余热回收段、液位控制段；
所述顶部喷淋段内设有多个喷头，所述多个喷头与设于所述筒体上的原料液进口连接；
所述波纹板填料段内设有波纹板填料；
所述水蒸汽加热段内纵向设有多根蒸汽加热段换热管，所述多根蒸汽加热段换热管的上端和下端分别通过蒸汽加热段上管板和蒸汽加热段下管板固定在所述筒体上，靠近所述蒸汽加热段上管板部位的筒体上设有水蒸气进口，靠近所述蒸汽加热段下管板部位的筒体上设有冷凝水出口；
所述余热回收段内纵向设有多根余热回收段换热管，所述多根余热回收段换热管的上端和下端分别通过余热回收段上管板和余热回收段下管板固定在所述筒体上，靠近所述余热回收段上管板部位的筒体上设有反应气进口，靠近所述余热回收段下管板部位的筒体上设有反应气出口和冷凝液出口；
所述液位控制段设有原料气进口；
所述上封头和下封头分别设有混合原料气出口和原料液排放口。
由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的混合式蒸发器，由于由两段列管换热器和填料有机结合，充分利用传统工艺中被冷却水带走的低温工艺余热来蒸发原料液体，达到充分回收低温余热，大幅度降低能耗的目的。
附图说明
图1为本实用新型实施例提供的混合式蒸发器的结构示意图。
图中：
1、上封头；2、喷头；3、上部筒体；4、波纹板填料；5、液体分布器；6、蒸汽加热段上管板；7、折流板；8、换热管；9、蒸汽加热段下管板；10、冷凝水出口；11、余热回收段上管板；12、余热回收段换热管；13、下部筒体；14、余热回收段下管板；15、冷凝液出口；16、原料气进口；17、下封头；18、原料液排放口；19、液位计接口；20、反应气出口；21、反应气进口；22、中部筒体；23、水蒸气进口；24、原料液进口；25、混合原料气出口；
A、顶部喷淋段，B、波纹板填料段，C、水蒸汽加热段，D、余热回收段，E、液位控制段。
具体实施方式
下面将对本实用新型实施例作进一步地详细描述。
本实用新型的混合式蒸发器，其较佳的具体实施方式是：
包括筒体，所述筒体的上端和下端分别设有上封头和下封头，所述筒体内自上而下依次设有顶部喷淋段、波纹板填料段、水蒸汽加热段、余热回收段、液位控制段；
所述顶部喷淋段内设有多个喷头，所述多个喷头与设于所述筒体上的原料液进口连接；
所述波纹板填料段内设有波纹板填料；
所述水蒸汽加热段内纵向设有多根蒸汽加热段换热管，所述多根蒸汽加热段换热管的上端和下端分别通过蒸汽加热段上管板和蒸汽加热段下管板固定在所述筒体上，靠近所述蒸汽加热段上管板部位的筒体上设有水蒸气进口，靠近所述蒸汽加热段下管板部位的筒体上设有冷凝水出口；
所述余热回收段内纵向设有多根余热回收段换热管，所述多根余热回收段换热管的上端和下端分别通过余热回收段上管板和余热回收段下管板固定在所述筒体上，靠近所述余热回收段上管板部位的筒体上设有反应气进口，靠近所述余热回收段下管板部位的筒体上设有反应气出口和冷凝液出口；
所述液位控制段设有原料气进口；
所述上封头和下封头分别设有混合原料气出口和原料液排放口。
所述水蒸汽加热段和余热回收段内分别设有折流板。
所述多根蒸汽加热段换热管和多根余热回收段换热管的上口部位分别设有液体分布器。
所述原料气进口内端连接有布气装置。
所述液位控制段的上部和下部分别设有液位计接口。
本实用新型的混合式蒸发器，由列管换热器和填料有机结合，充分利用传统工艺中被冷却水带走的低温工艺余热来蒸发原料液体，达到充分回收低温余热，大幅度降低能耗的目的。可以有效的利用低温工艺余热替代高品位热能来满足生产上对热量的需求，同时能确保原始开车和非正常情况下生产参数满足需要。
具体实施例：
如图1所示，包括顶部喷淋段、金属波纹板填料段、上部列管蒸汽加热段、下部列管余热回收段、底部液位控制段五大部分。
具体结构包括：上封头、喷头、金属波纹板填料、上部筒体、蒸汽加热段(液体分布器、上管板、换热管、下管板、中部筒体)、余热回收段(液体分布器、上管板、换热管、下管板、下部筒体)、下封头、液位计接口、水蒸气进口、冷凝水出口、反应气进口、反应气出口、原料气进口、原料液进口、混合原料气出口、冷凝液出口、底部排液口。
上封头与上部筒体、蒸汽加热段上管板焊接，中间的空间形成了上管箱，上管箱顶部是喷头，往下是金属波纹板填料，再往下是液体分布器。中间筒体与蒸汽加热段上下管板焊接。筒体、管板、管束与折流板之间形成了壳程水蒸气流动通道。下筒体与余热回收段上下管板焊接。筒体、管板、管束与折流板之间形成了壳程的反应气流动通道。自下到上，管程形成了原料气体和原料液体的流通通道。
混合式蒸发器是列管式换热器和填料塔相结合的设备，其工作原理是：
原料气体从底部原料气进口16进入，沿余热回收段的管程向上流动，并与自上向下流动的原料液体逆流接触，吸收壳程反应气的热量后不断升温，原料气体被加热，原料液体被汽化。然后向上沿蒸汽加热段的管程向上流动，吸收壳程水蒸气的热量，继续原料气体加热、原料液体汽化的过程。原料气继续向上流动，在顶部填料4中，与向下流动的原料液体充分的逆流接触，进行比较彻底的传质过程。混合有汽化原料液体的混合原料气从顶部混合原料气出口25排出。
原料液体从顶部原料液进口24进入，靠重力向下流动，依次通过填料段填料4、蒸汽加热段换热管8和余热回收段换热管12，不断的与原料气体逆流接触，吸收壳程热介质的热量，不断的被加热和蒸发，未蒸发的液体从底部排液口18排出。
热的反应气从反应气进口21进入，在壳程的折流板7之间，自上向下流动，与管内的原料气和原料液换热，放出显热和冷凝潜热，被冷却和冷凝。降温后的反应气从反应气出口20排出。
在蒸气加热段中，壳程用水蒸气来提供热量，继续给原料气体和原料液体加热。蒸气加热段有三个特别的作用，首先是在催化剂升温还原时，开始全部靠水蒸气来提供热量，还原后期温度太高时，再开电加热器补充热量；其二，在原始开车时，反应气中反应产物很少，所产生的冷凝热不能满足热量需要，此时主要靠水蒸气来提供热量。其三是当余热回收段回收的热量不足时，可以用少量水蒸汽弥补热量的不足。
上部的填料段，是一道保障措施，由于在填料中上升的原料气和下降的原料液体可以充分的逆流接触，能保证液体原料充分的汽化，从而确保达到满足生产需要的原料液蒸发量。
由于本实用新型的上述特殊结构和各物料流程设置，使得本实用新型在充分回收低温余热的同时，还能有效的保障生产中对气体加热和液体原料汽化的要求，具体措施包括：1、余热回收段的设置，充分回收了低温工艺余热；2、蒸汽加热段的设置，保障了原始开车时或余热回收回收的热量不足时的热量供应；3、填料段的设置，使气液接触充分，在不正常情况下，也能保证生产要求。
本实用新型与现有技术相比具有如下优点：
1、余热利用段的设置，充分利用了低温工艺余热作为热源。节省了水蒸气等高品位的热能，同时节约了冷却水的用量。
2、余热回收段是逆流换热，可以使低温余热的热量能充分的利用。
3、蒸汽加热段的设置，保证了在原始开车和生产不正常时的热量供给。
4、填料段的设置，使传热和传质效果得到最大程度的保障。
5、适用范围广，在很多有液体原料需要汽化的气固相催化化工反应装置中均可以使用。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种混合式蒸发器，其特征在于，包括筒体，所述筒体的上端和下端分别设有上封头和下封头，所述筒体内自上而下依次设有顶部喷淋段、波纹板填料段、水蒸汽加热段、余热回收段、液位控制段；
所述顶部喷淋段内设有多个喷头，所述多个喷头与设于所述筒体上的原料液进口连接；
所述波纹板填料段内设有波纹板填料；
所述水蒸汽加热段内纵向设有多根蒸汽加热段换热管，所述多根蒸汽加热段换热管的上端和下端分别通过蒸汽加热段上管板和蒸汽加热段下管板固定在所述筒体上，靠近所述蒸汽加热段上管板部位的筒体上设有水蒸气进口，靠近所述蒸汽加热段下管板部位的筒体上设有冷凝水出口；
所述余热回收段内纵向设有多根余热回收段换热管，所述多根余热回收段换热管的上端和下端分别通过余热回收段上管板和余热回收段下管板固定在所述筒体上，靠近所述余热回收段上管板部位的筒体上设有反应气进口，靠近所述余热回收段下管板部位的筒体上设有反应气出口和冷凝液出口；
所述液位控制段设有原料气进口；
所述上封头和下封头分别设有混合原料气出口和原料液排放口。
2.根据权利要求1所述的混合式蒸发器，其特征在于，所述水蒸汽加热段和余热回收段内分别设有折流板。
3.根据权利要求2所述的混合式蒸发器，其特征在于，所述多根蒸汽加热段换热管和多根余热回收段换热管的上口部位分别设有液体分布器。
4.根据权利要求3所述的混合式蒸发器，其特征在于，所述原料气进口内端连接有布气装置。
5.根据权利要求1至4任一项所述的混合式蒸发器，其特征在于，所述液位控制段的上部和下部分别设有液位计接口。
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