CN209043115U - 一种可在线清洗的进出料换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种可在线清洗的进出料换热器，包括壳体(1)、换热板束(2)、导流板(3)、反应器出料入口(4)、反应器出料出口(5)、反应器进料入口(6)、反应器进料出口(7)，还包括清洗液入口(9)、清洗液喷头(10)、排液口(13)、清洗液管(15)，所述的清洗液入口(9)通过清洗液管(15)连接清洗液喷头(10)，清洗液喷头(10)正对换热板束(2)的壳程。与现有技术相比，本实用新型具有可实现高温高压，大流量，低压降的换热需求，高效换热，充分回收反应物的热量，节约能源，可实现在线清洗，大大减少设备维护费用等优点。

Description

一种可在线清洗的进出料换热器

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，尤其是涉及一种可在线清洗的进出料换热器。

背景技术

大多数化学反应过程需在一定压力条件下进行，且反应常伴随有热效应，需加热反应物到适宜的温度以提高反应的准确性和收率，反应生成物需冷却后进入后续的工艺。进出料换热器是利用反应产物的热能来加热反应物的一种换热设备，是化工生产中主要的工艺设备之一，其性能的好环直接关系到反应产物余热回收利用的程度，对节能降耗有着非常重要的意义。

进出料换热器有气－气、气－液、液－液等多种换热情况，其中气－气换热由于气体流量大、导热系数低，压降要求高等原因，对换热设备的性能要求更高。当前化工生产常用的进出料换热器多为传统的管壳式换热器，为了强化传热，有的采用由波纹板束及壳体组成的焊接板壳式换热器。

管壳式换热器对于大型项目反应器的进出料换热而言，由于其在气气工况时换热效率低，压力降大，往往需要更大的换热面积，设备体积庞大，而且常需两台甚至更多台换热器并联操作，同时管线及管件的数量也会大大增加，给设备的制造、运输及拆装工作都增加了很大难度。另外，高温工况时，在长期的热应力作用下，换热管靠近固定管板处的位置容易出现应力腐蚀，给设备的长周期安全运行带来隐患。

波纹板式焊接板壳式换热器，板程触点密集，通道较窄，在增大换热效果的同时，相应增加了气体的流动阻力，压力降增大，难以实现大流量，低压降的换热需求。

此外，很多化学反应都需在催化剂作用下进行，反应器出料常携带有微量的催化剂粉末或颗粒，这些粉末会随反应器出料进入进出料换热器，长期运行后，催化剂颗粒、粉末以及某些工况下反应器出料中的蜡或者油滴易在在换热面上形成结块，严重时甚至堵塞换热通道，降低设备的传热效率，引起设备腐蚀。此时，需根据实际情况对换热器进行清洗，往往需要拆下换热设备进行机械清洗或化学清洗，设备拆装难度大，费时费力。

实用新型内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种立式的，适用于大型反应器的进出料换热器。可实现高温高压，大流量，低压降的换热需求，高效换热，充分回收反应物的热量，节约能源的可在线清洗的进出料换热器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种可在线清洗的进出料换热器，包括壳体、换热板束、导流板、反应器出料入口、反应器出料出口、反应器进料入口、反应器进料出口，所述的换热板束设置在壳体内，两端分别与反应器进料入口、反应器进料出口连接，所述的反应器出料入口、反应器出料出口设置在壳体上，其特征在于，还包括清洗液入口、清洗液喷头、排液口、清洗液管，所述的清洗液入口通过清洗液管连接清洗液喷头，清洗液喷头正对换热板束的壳程，用于清洗换热板束壳程。

所述的换热板束为方形结构，置于方形框架内，换热板束由多个换热板对组成，通过固定件控制板对间距，每个换热板对由两张金属板片通过焊接形成密封腔体，在顶部和底部开有半圆形流体接口，两张金属板片间经多点焊接后充气成型，焊接触点交错设置，换热板对内外表面呈凹凸不平形状。换热板对采用方形结构，采用自动焊接，可提高焊接质量，有利于设备的安全运行。

所述的每个换热板对设置导流焊缝，用于引导板程流体分布，避免形成滞流区。板间距、板对间距及板对的触点密度可根据不同工况下流体流量、压降要求以及物料物性及清洁程度等要求调节。换热器板对间距及板间距可调，板对触点密度可调，凹凸不平的换热面，加大了气体的湍动程度，提高了设备的换热能力和自清洁能力。本进出料换热器结构可灵活设计，为大流量、低压降换热提供高效的解决方案，尤其是当反应器进出料为气体介质时，可以有效回收反应器出料热能。

所述的每个换热板对的半圆形流体接口与板缝管上的管缝一一对应焊接形成板程气体分配和汇集通道。

所述的换热板束由焊接在壳体下部的支撑板固定于换热器内。

所述的换热板束与反应器进料入口、反应器进料出口连接处设有膨胀节，膨胀节可根据工况选择单侧或双侧布置，以释放换热元件的热应力，补偿热变形，膨胀节用于缓冲换热板束及接管的热应力。

所述的换热板束的板程入口和出口处设有分布和收集进出换热板束板程流体的板缝管，换热器板程介质经管板缝管分配至板间通道，与常规进料方式相比加大了流体通道，减少了流通阻力和设备的振动，有利于增强设备的安全性。

所述的清洗液管U形或环形布置，单列或多列设置，所述的清洗液喷头选用锥形、扇形或其它形式，与竖直方向呈30°夹角范围内安装。

所述的清洗液管上安装多支与之垂直的支管，在清洗液管或支管上开孔安装清洗液喷头，清洗液管及清洗液喷头的设置以清洗液能均匀流过换热元件表面为原则，以保证清洗效果。

所述的反应器出料入口设置在壳体上部，反应器出料出口设置在壳体下部，高温反应器出料通过反应器出料入口自上而下进入换热器壳程，并换热后，从反应器出料出口排出；低温反应器进料由位于壳体下部的反应器进料入口自下而上进入换热器板程，换热后，从位于壳体上部的反应器进料出口排出。两者通过板束逆流换热，充分回收高温反应器出料所携带的热能。

所述的导流板是引导流体流向的导向元件，多块导流板将壳体与板束框架相连接，构成壳程气体通道，壳程结构通透，携带有微量催化剂粉末或颗粒的反应器出料能够畅通无阻地通过换热元件。

在某些工况下，进出料换热器长期运行后，反应器出料与携带的催化剂颗粒、粉末易在在换热面上形成结块，需要清洗，此时无需拆下设备，设备退出运行后，引入外部清洗液至清洗液入口，经清洗支管及喷头均匀喷淋清洗液至换热器板程，清洗废液从排液口引出，必要时，可采用循环清洗，清洗工作简单方便。

与现有技术相比，本实用新型。

1、由壳体、若干块导流板和板束、方形框架构成壳程空间，避免壳程流体发生短路。

2、板程流体由板缝管分配至板间通道，减少了流通阻力和设备的振动，有利于增强设备的安全性。

3、以板束作为传热元件，板对表面凹凸不平，强化了流体湍动程度，提高了传热效率换热效率高，可充分回收反应出料的热能，节约能源消耗。板束固定在壳体下部的支撑板上，结构稳固。

4、板对及其方形框架，采用自动焊接，焊接质量稳定，设备安全性高；板束固定在壳体下部的支撑板上，结构稳固。

5、板束进出口管道可单双侧设置膨胀节，用于消除热应力，补偿热变形，提高设备的安全系数。

6、结构灵活，板间距、板对间距及焊点密度可调，为大流量、低压降换热工况提供了高效的解决方案。

7、壳程结构通透，允许带有微量催化剂粉末或颗粒的反应器出料顺利通过换热元件。

8、可清洗设计，内置清洗管及喷头，可实现换热器壳程的在线清洗，减少维护费用。内置清洗管和喷头可清洗装置，设备长时间运行后，无需拆卸，可将清洗液均匀引入换热器在线清洗，清洗效果好。减少设备的拆卸和安装费用，降低由此可能带来的设备损坏风险。节约维修时间，提高设备作业率。

9、从结构及加工方式多角度出发，提高了设备的安全性。

10、传热效率高，设备紧凑，相同工况下，较管壳式换热器设备投资低，制造、运输、安装难度低。

附图说明

图1为本实用新型换热器结构示意图；

图2为图1的A-A剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1～2所示，一种可在线清洗的进出料换热器，总体外形采用立式。包括壳体1、换热板束2、导流板3、反应器出料入口4、反应器出料出口5、反应器进料入口6、反应器进料出口7，膨胀节8、清洗液入口9、清洗液喷头10、放空口11、排气口12、排液口13、板缝管14、清洗液管15，

所述的换热板束2包括传热板对、控制板对间距的固定件，固定板束的固定件，所述的换热板束2设置在壳体1内，两端分别与反应器进料入口6、反应器进料出口7连接，所述的反应器出料入口4、反应器出料出口5设置在壳体1上，还包括所述的清洗液入口9通过清洗液管15连接清洗液喷头10，清洗液喷头10正对换热板束2的壳程，用于清洗换热板束壳程即反应器出料物料侧。所述的换热板束2 为方形结构，置于方形框架内，换热板束2由多个换热板对组成，通过固定件控制板对间距，每个换热板对由两张金属板片通过焊接形成密封腔体，在顶部和底部开有半圆形流体接口，两张金属板片间经多点焊接后充气成型，焊接触点交错设置，换热板对内外表面呈凹凸不平形状。换热板对采用方形结构，采用自动焊接，每个换热板对设置导流焊缝，用于引导板程流体分布，避免形成滞流区。板间距、板对间距及板对的触点密度可根据不同工况下流体流量、压降要求以及物料物性及清洁程度等要求调节。每个换热板对的半圆形流体接口与板缝管14上的管缝一一对应焊接形成板程气体分配和汇集通道。所述的换热板束2由焊接在壳体1下部的支撑板固定于换热器内。

所述的导流板3是引导流体流向的导向元件，多块导流板3将壳体与板束框架相连接，构成壳程气体通道，壳程结构通透，携带有微量催化剂粉末或颗粒的反应器出料能够畅通无阻地通过换热元件。

所述的板缝管14为板程流体入口分布元件和出口收集元件，换热器板程介质经管板缝管14分配至板间通道，所述的膨胀节8设置换热板束2与反应器进料入口6、反应器进料出口7连接处，膨胀节8可根据工况选择单侧或双侧布置，用于缓冲换热板束及接管的热应力。所述的清洗液管15及清洗液喷头10，用于清洗换热板束壳程(即反应器出料物料侧)。

所述的清洗液管15U形或环形布置(本实施例为U形结构)，所述的清洗液喷头10为锥形，与竖直方向呈30°夹角范围内安装。

所述的清洗液管15上安装多支与之垂直的支管，在清洗液管或支管上开孔安装清洗液喷头10，清洗液管及清洗液喷头的设置以清洗液能均匀流过换热元件表面为原则，以保证清洗效果。

所述的反应器出料入口4设置在壳体1上部，反应器出料出口5设置在壳体1 下部，高温反应器出料通过反应器出料入口4自上而下进入换热器壳程，并换热后，从反应器出料出口5排出；低温反应器进料由位于壳体1下部的反应器进料入口6 自下而上进入换热器板程，换热后，从位于壳体1上部的反应器进料出口7排出。两者通过板束逆流换热，充分回收高温反应器出料所携带的热能。

在某些工况下，进出料换热器长期运行后，反应器出料与携带的催化剂颗粒、粉末易在在换热面上形成结块，需要清洗，此时无需拆下设备，设备退出运行后，引入外部清洗液至清洗液入口，经清洗支管及喷头均匀喷淋清洗液至换热器板程，清洗废液从排液口引出，必要时，可采用循环清洗，清洗工作简单方便。

Claims (10)

1.一种可在线清洗的进出料换热器，包括壳体(1)、换热板束(2)、导流板(3)、反应器出料入口(4)、反应器出料出口(5)、反应器进料入口(6)、反应器进料出口(7)，所述的换热板束(2)设置在壳体(1)内，两端分别与反应器进料入口(6)、反应器进料出口(7)连接，所述的反应器出料入口(4)、反应器出料出口(5)设置在壳体(1)上，其特征在于，还包括清洗液入口(9)、清洗液喷头(10)、排液口(13)、清洗液管(15)，所述的清洗液入口(9)通过清洗液管(15)连接清洗液喷头(10)，清洗液喷头(10)正对换热板束(2)的壳程。

2.根据权利要求1所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的换热板束(2)为方形结构，置于方形框架内，换热板束(2)由多个换热板对组成，通过固定件控制板对间距，每个换热板对由两张金属板片通过焊接形成密封腔体，在顶部和底部开有半圆形流体接口，两张金属板片间经多点焊接后充气成型，焊接触点交错设置，换热板对内外表面呈凹凸不平形状。

3.根据权利要求2所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的每个换热板对设置导流焊缝。

4.根据权利要求2所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的每个换热板对的半圆形流体接口与板缝管上的管缝一一对应焊接形成板程气体分配和汇集通道。

5.根据权利要求2所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的换热板束(2)由焊接在壳体(1)下部的支撑板固定于换热器内。

6.根据权利要求1所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的换热板束(2)与反应器进料入口(6)、反应器进料出口(7)连接处设有膨胀节(8)。

7.根据权利要求1所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的换热板束(2)的板程入口和出口处设有分布和收集进出换热板束(2)板程流体的板缝管(14)。

8.根据权利要求1所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的清洗液管(15)U形或环形布置，单列或多列设置，所述的清洗液喷头(10) 选用锥形或扇形，与竖直方向呈30°夹角范围内安装。

9.根据权利要求8所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的清洗液管(15)上安装多支与之垂直的支管，在清洗液管或支管上开孔安装清洗液喷头(10)。

10.根据权利要求1所述的一种可在线清洗的进出料换热器，其特征在于，所述的反应器出料入口(4)设置在壳体(1)上部，反应器出料出口(5)设置在壳体(1)下部，高温反应器出料通过反应器出料入口(4)自上而下进入换热器壳程，并换热后，从反应器出料出口(5)排出；

低温反应器进料由位于壳体(1)下部的反应器进料入口(6)自下而上进入换热器板程，换热后，从位于壳体(1)上部的反应器进料出口(7)排出。