CN207734635U - 一种自适应型冷凝氨水分离器 - Google Patents

Abstract

本实用新型一种自适应型冷凝氨水分离器，包括冷凝器箱体、上管板、下管板、自适应型换热管、气体收集装置，冷凝器箱体被上管板和下管板分隔成三个部分，上端为上管箱，中间为水冷区，下端为气液分离箱，自适应型换热管设置在水冷区、穿通上管板和下管板，上管箱的上端设有氨气入口，气液分离箱的下端设有氨水出口，在水冷区的上下两端分别设置冷却水出口和冷却水入口，气体收集装置设置在气液分离箱、自适应型换热管的下方。本实用新型提供的锥形自适应型换热管束，实现换热管内流体匀速流动、高效传热冷凝和自冲洗杂质等功能，底部气液分离箱实现未凝气体和氨水分离排放，设备自适应性范围广，操作调节容易。

Description

一种自适应型冷凝氨水分离器

技术领域

本实用新型涉及化工技术领域，尤其涉及一种自适应型冷凝氨水分离器。

背景技术

在焦化行业中，氨是焦炉煤气中的主要杂质气体之一，氨作为燃料燃烧时，释放大量的氮氧化物污染环境，因此要对焦炉煤气中含有的氨进行化工分离操作，这样杂质可以变成有用的化工原料。氨和水蒸气混合物被蒸馏塔排出后，需要降温冷凝，获得氨水等产品，由于氨气和水蒸气中含有不凝气体等杂质，需进行氨水和未凝气体的气液分离。

实用新型内容

在氨气和水蒸气混合物冷凝过程中，部分氨气和水同时凝结成为液体混合物，气相变成液相过程中，体积逐渐减小，含氨气液混合物流速降低。为能够自适应操作工况，保持换热管内较高流体速度传热现象，本实用新型提供了一种自适应型冷凝氨水分离器，利用连续减小或分段逐级减小自适应型换热管内流通横截面的特性，实现氨水均匀冷凝，同时利用冷凝后的氨水自冲洗换热管内杂质和结晶物，避免换热管堵塞。

为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种自适应型冷凝氨水分离器，包括冷凝器箱体、上管板、下管板、自适应型换热管、气体收集装置，冷凝器箱体被上管板和下管板分隔成三个部分，上端为上管箱，中间为水冷区，下端为气液分离箱，自适应型换热管设置在水冷区、穿通上管板和下管板，上管箱的上端设有氨气入口，气液分离箱的下端设有氨水出口，在水冷区的上下两端分别设置冷却水出口和冷却水入口，气体收集装置设置在气液分离箱、自适应型换热管的下方。

所述自适应型换热管的管内流通的横截面积连续减小或分段逐级减小。

所述的自适应型换热管呈收缩锥形状排布，中心位置的自适应型换热管垂直设置，中心位置以外的自适应型换热管倾斜设置，上管板处管径大的自适应型换热管中心距大，下管板处管径小的自适应型换热管中心距小。

所述水冷区为锥形壳体，在水冷区内交错设置有折流板。

所述气体收集装置包括上端的锥形气体收集口、伸出气液分离箱的不凝气出口以及连接管路。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

一种自适应型冷凝氨水分离器，利用连续减小或分段逐级减小自适应型换热管内流通横截面的特性，实现氨水均匀冷凝，同时利用冷凝后的氨水自冲洗换热管内杂质和结晶物，避免换热管堵塞。

本实用新型提供的锥形自适应型换热管束，实现换热管内流体匀速流动、高效传热冷凝和自冲洗杂质等功能，底部气液分离箱实现未凝气体和氨水分离排放，设备自适应性范围广，操作调节容易。

附图说明

图1是本实用新型一种自适应型冷凝氨水分离器的示意图。

图2是本实用新型中自适应换热管的示意图。

图中：1—氨气入口；2—上管箱；3—上管板；4—冷却水；5—锥形壳体；6—冷却水入口；7—下管板；8—气液分离箱；9—氨水出口；10—不凝气出口；11—气体收集装置；12-折流板；13-自适应型换热管。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：

见图1-图2，一种自适应型冷凝氨水分离器，包括冷凝器箱体、上管板3、下管板7、自适应型换热管13、气体收集装置11，冷凝器箱体被上管板3和下管板7分隔成三个部分，上端为上管箱2，中间为水冷区，下端为气液分离箱8，自适应型换热管13设置在水冷区、穿通上管板3和下管板7，上管箱2的上端设有氨气入口1，气液分离箱8的下端设有氨水出口9，在水冷区的上下两端分别设置冷却水出口4和冷却水入口6，气体收集装置11设置在气液分离箱8、自适应型换热管13的下方。

所述自适应型换热管13的管内流通的横截面积连续减小或分段逐级减小，自适应气体冷凝后体积减小的变化。

所述的自适应型换热管13呈收缩锥形状排布，中心位置的自适应型换热管13垂直设置，中心位置以外的自适应型换热管13倾斜设置，上管板3处管径大的自适应型换热管13中心距大，下管板7处管径小的自适应型换热管13中心距小。

所述水冷区为锥形壳体5，在水冷区内交错设置有折流板12。

所述气体收集装置11包括上端的锥形气体收集口、伸出气液分离箱的不凝气出口10以及连接管路。

上管板3和下管板7的中心处为垂直管孔，中心处以外需设置倾斜管孔，用于自适应型换热管13穿过并封闭连接。

本实用新型提供的一种自适应型冷凝氨水分离器，工作过程为：高温的氨气与水蒸气混合物自上向下沿自适应型换热管13内流动，低温的冷却水在自适应型换热管13外折流向上流动，完成冷却水冷凝氨水过程，冷凝后的气液混合物在气液分离箱8内进行气液分离，分离出的氨水由氨水出口9输出。

上述具体过程为：氨气与水蒸气混合物由氨气入口1进入自适应型冷凝氨水分离器的上管箱2内，均匀流入锥形自适应型换热管束内，锥形自适应型换热管束由多根自适应型换热管13锥形排布形成，在自适应型换热管13外侧冷却水冷却作用下，锥形自适应型换热管束内的混合氨气和水蒸气开始冷凝析出液体。混合气体在自适应型换热管13内冷凝时，上段管径较大，气相流速适中，伴随冷凝氨水析出后，气体体积和流速减小，自适应型换热管13管径逐渐变小或分段变小，致使自适应型换热管13内流体仍以适中流速流动传热，强化冷凝效果，同时管内流动的氨水自冲洗换热管内壁。在分段减小换热管径时，可设置多段逐次减小的换热管通过变径管段串联焊接而成，冷凝后的氨水混合物由自适应型换热管13小端排入气液分离箱8。在气液分离箱8内，密度较小的未凝气体聚集在气液分离箱8上部，流入气体收集装置11的锥形气体收集口内，由不凝气出口10排出；密度较大的氨水在气液分离箱8底部，由氨水出口9输出至产品储存容器。冷却水由锥形壳体5下部的冷却水入口6进入，在折流板12作用下，冷却水沿弯曲折流流线冲刷自适应型换热管13外壁，冷却管内氨水和气类混合物后，在锥形壳体5上部的冷却水出口4排出。

本实用新型涉及一种自适应型冷凝氨水分离器，氨气通过自适应型冷凝氨水分离器后，快速实现氨气的冷凝和冷凝氨水与未凝气分离，获得合格的氨水产品，同时利用自适应型换热管13流通截面积递减特点，在自适应型换热管13内氨气冷凝时，含氨气液混合物一直保持较高的流速，实现氨气的高效冷凝，在气液分离箱8内，未凝气体和氨水进行有效分离，未凝气体由气体收集装置11收集后输出，氨水成品由氨水出口9排出。该设备具有自适应性强、氨气冷凝稳定、换热效率高、安装调节方便等优点。

Claims (5)

1.一种自适应型冷凝氨水分离器，其特征在于，包括冷凝器箱体、上管板、下管板、自适应型换热管、气体收集装置，冷凝器箱体被上管板和下管板分隔成三个部分，上端为上管箱，中间为水冷区，下端为气液分离箱，自适应型换热管设置在水冷区、穿通上管板和下管板，上管箱的上端设有氨气入口，气液分离箱的下端设有氨水出口，在水冷区的上下两端分别设置冷却水出口和冷却水入口，气体收集装置设置在气液分离箱、自适应型换热管的下方。

2.根据权利要求1所述的一种自适应型冷凝氨水分离器，其特征在于，所述自适应型换热管的管内流通的横截面积连续减小或分段逐级减小。

3.根据权利要求1所述的一种自适应型冷凝氨水分离器，其特征在于，所述的自适应型换热管呈收缩锥形状排布，中心位置的自适应型换热管垂直设置，中心位置以外的自适应型换热管倾斜设置，上管板处管径大的自适应型换热管中心距大，下管板处管径小的自适应型换热管中心距小。

4.根据权利要求1所述的一种自适应型冷凝氨水分离器，其特征在于，所述水冷区为锥形壳体，在水冷区内交错设置有折流板。

5.根据权利要求1所述的一种自适应型冷凝氨水分离器，其特征在于，所述气体收集装置包括上端的锥形气体收集口、伸出气液分离箱的不凝气出口以及连接管路。