CN210057825U - 一种用于气体吸收的缠绕管式换热器 - Google Patents

Abstract

一种用于气体吸收的缠绕管式换热器，包括壳程筒体；第一、第二管板；第一、第二管箱；中心筒；换热管；气体接管一、气体接管二；吸收液入口、出口接管；分布板和均布装置，分布板横向设置在壳程筒体内并位于壳程筒体的上部，分布板上开设有若干个供换热管穿过的通孔，该通孔的内壁与换热管的外壁之间具有能使吸收液在换热管的外壁上形成液膜的间隙；均布装置设置在壳程筒体内并位于分布板的下侧，以将分布板下侧的吸收液再次均匀分布在换热管上形成液膜；吸收液入口接管、气体接管一设置在壳程筒体的上部并分别位于分布板的上、下两侧，吸收液出口接管、气体接管二设置在壳程筒体的下部。本实用新型具有较高吸收液膜面积，能有效移走热量。

Description

一种用于气体吸收的缠绕管式换热器

技术领域

本实用新型属于气体吸收装置技术领域，具体涉及一种用于气体吸收的缠绕管式换热器。

背景技术

气体吸收是放热过程，在吸收过程中及时移走热量对提高吸收效果是非常有益的。气体吸收装置如专利号为200920090033.4的实用新型专利《氯化氢气体吸收器》(授权公告号为CN201505501U)公开的装置，其主要由吸收壳体和冷却器组成，冷却器置于吸收壳体内，吸收壳体上依次设置有进气管、补液管、补液阀、排液管和排液阀，其中，吸收壳体内进气管的末端设置有气泡发生器。吸收壳体内设置有至少两个冷却器，冷却器内设置有多根换热管，换热管呈正六边形排列，相邻换热管之间有间隙，进气管设置在冷却器之间。该实用新型提供的氯化氢气体吸收器比现有的吸收装置的传热系数大，吸收能力强，能较好地吸走热量。

现有技术中，气体吸收装置也有采用填料吸收塔、卧式BKU型吸收器等。填料吸收塔如申请号为CN201010607030.0的发明专利申请《同步换热式气体吸收塔和氮氧化物吸收浓缩工艺》，该吸收塔是一个泡罩塔，塔底部设有液体出口和进气口，塔顶部设有尾气出口和吸收液出口，每层塔盘的泡罩间有1-3层换热盘管，换热盘管进口和出口直接通向塔体外，换热盘管内流动传热介质；塔底部采用1-2层填料，每层填料上部配有液体分布器，下方配有填料支撑装置，在每层填料中间有换热盘管。该种吸收塔虽然具有一定的移热能力，控制温度均匀，但是在实际运行中发现吸收塔在吸收过程中有温升现象。

卧式BKU型吸收器常采用顶部喷淋，U型换热管内介质移走热量方案，该吸收器具有一定的移热能力。

上述公开的气体吸收装置均有一定的移热能力，但是在实际应用过程中会发现吸收液往往会在换热管表面形成液滴，而不是形成吸收液膜，液滴会降低与气体的接触面积的同时还会影响传热效果，降低了吸收效果。

缠绕管式换热器是一种新型高效换热器，其具有传热效率高、单位体积换热面积大、抗垢等诸多优点。设计一款能有效移走热量，具有较高吸收液膜面积的吸收器是吸收装置稳产增效的保证。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种具有较高吸收液膜面积进而能有效移走热量的用于气体吸收的缠绕管式换热器

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种用于气体吸收的缠绕管式换热器，包括竖向设置的壳程筒体；设置在壳程筒体两端上的第一管板、第二管板；设置在第一管板上的第一管箱；设置在第二管板上的第二管箱；竖向设置在壳程筒体内的中心筒；从内而外螺旋缠绕在中心筒上的换热管，该换热管的两端分别支撑在第一管板、第二管板上并与第一管箱、第二管箱相连通；设置在壳程筒体上供气体进出的气体接管一、气体接管二，及供吸收液进出的吸收液入口接管、吸收液出口接管；

其特征在于还包括有分布板和均布装置，所述分布板横向设置在壳程筒体内并位于壳程筒体的上部，分布板上开设有若干个供换热管穿过的通孔，该通孔的内壁与换热管的外壁之间具有能使吸收液在换热管的外壁上形成液膜的间隙；

所述均布装置设置在壳程筒体内并位于分布板的下侧，以将分布板下侧的吸收液再次均匀分布在换热管上形成液膜；

所述吸收液入口接管、气体接管一设置在壳程筒体的上部并分别位于分布板的上、下两侧，所述吸收液出口接管、气体接管二设置在壳程筒体的下部。

作为改进，所述分布板的上端面上开设有供吸收液流动的导流槽，所述通孔位于该导流槽内。如此，吸收液能沿着导流槽流至换热管的外壁上。

所述导流槽优选为螺旋盘绕在分布板上的螺旋槽。以使吸收液能沿着螺旋方向流至通孔并均布在换热管的外壁上。

为使吸收液流出时正好附着在换热管的外壁形成液膜，再改进，所述通孔优选为圆形通孔，所述导流槽的内壁上开设有若干与通孔相切的凹槽。吸收液沿着切向的凹槽流出时正好能附着在与其靠近的换热管上，且切向凹槽能提供流动中的吸收液一个切向力，保证吸收液均匀分布在换热管的外壁上。

进一步改进，所述导流槽的截面呈口径逐渐缩小的漏斗结构，所述通孔位于导流槽的底部并与导流槽的小口径端相衔接。以使通孔能靠近换热管外壁且不影响吸收液的流通。

在上述方案中，为防止吸收液在换热管管束内再次聚集成液滴，所述均布装置包括有分布在换热管上的填料层，所述填料层有若干层，各层填料层设于分布板的下侧并沿着壳程筒体上、下间隔分布。如此，能利用填料层对吸收液进行汇集再分布于换热管的外壁上，使得液滴重新在换热管的外壁上汇集成液膜。

为保证换热管上液膜的厚度，优选的是，所述均布装置包括有多孔管，所述多孔管的端部伸出壳程筒体以供外界的吸收液流入，该多孔管与分布板下侧的换热管一起螺旋缠绕在中心筒上，多孔管上开设有若干个供吸收液喷出的喷孔，以将吸收液喷至换热管的外壁上。

较优选的是，所述喷孔正对与其相邻的换热管。以使吸收液能刚好喷在换热管上。

为使多孔管能稳定支撑在壳程筒体上，所述多孔管通过第三管板支撑在壳程筒体上，所述第三管板设置在壳程筒体的筒壁上并位于分布板的下侧，所述第三管板上设置有第三管箱，所述多孔管的两端支撑在第三管板上并与第三管箱相连通。

最后，为重复利用吸收液，还包括有设置在壳程筒体的上部并位于分布板上侧的循环吸收液入口接管、设置在壳程筒体下部上的循环吸收液出口接管，所述循环吸收液入口接管与循环吸收液出口接管通过外部管路和连接在外部管路上的泵体相连通，以循环利用吸收液。从壳程筒体底部抽出部分吸收液循环回分布板上部，再次吸收增浓。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：通过设置具有通孔的分布板，且通孔的内壁与换热管的外壁之间具有能使吸收液在换热管的外壁上形成液膜的间隙，以在进缠绕管束之前，利用分布板使吸收液沿着通孔与换热管的间隙流至换热管表面，进而使吸收液均布在换热表表面，减少液滴形成，保证吸收液稳定流动形成液膜，进而增大与气体接触面积，提高传热效果。通过在分布板下侧设置均布装置，能防止吸收液再次聚集成液滴，保证液膜面积，进一步提高传热效率。且本实用新型利用缠绕管式换热器进行气体吸收，吸收液利用分布板分布在各换热管上，单位体积换热面积大，能进一步提高传热效率与气体吸收效果。

附图说明

图1为本实用新型实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中分布板结构示意图；

图3为图2中导流槽处的俯视图；

图4为本实用新型实施例二的结构示意图；

图5为本实用新型实施例二中多孔管、与多孔管相邻的换热管之间的分布关系图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本实用新型作进一步详细描述。

实施例一：

如图1～3所示，为本实用新型的用于气体吸收的缠绕管式换热器的优选实施例一，该换热器包括有竖向设置的壳程筒体1；设置在壳程筒体1两端上的第一管板11、第二管板12；设置在第一管板11上的第一管箱13；设置在第二管板12上的第二管箱14；竖向设置在壳程筒体1内的中心筒2；从内而外螺旋缠绕在中心筒2上的换热管3，该换热管3的两端分别支撑在第一管板11、第二管板12上并与第一管箱13、第二管箱14相连通；设置在壳程筒体1上供气体进出的气体接管一15、气体接管二16；设置在壳程筒体1上供吸收液进入的吸收液入口接管17、供吸收液流出的吸收液出口接管18；分布板4和均布装置。

其中，分布板4横向设置在壳程筒体1内并位于壳程筒体1的上部(本实施例中，分布板4套设在中心筒2上，且分布板4焊接固定在壳程筒体1的内壁上及中心筒2的外壁上)，分布板4上开设有若干个供换热管3穿过的通孔40，该通孔40的内壁与换热管3的外壁之间具有能使吸收液在换热管3的外壁上形成液膜的间隙。本实施例中，分布板4的上端面上开设有供吸收液流动的导流槽41，通孔40位于该导流槽41内并贯穿导流槽41。具体为：导流槽41为螺旋盘绕在分布板4上的螺旋槽。导流槽41的截面呈口径逐渐缩小的漏斗结构，通孔40位于导流槽41的底部并与导流槽41的小口径端相衔接，以靠近换热管3的外壁，与换热管3的外壁之间形成上述间隙，使得吸收液能沿着换热管3往下流。通孔40为圆形通孔，导流槽41的内壁上开设有若干与圆形通孔相切的凹槽42，使得吸收液沿着凹槽42流出时正好附着在换热管3的外壁上。上述吸收液入口接管17、气体接管一15设置在壳程筒体1的上部并分别位于分布板4的上、下两侧，吸收液出口接管18、气体接管二16设置在壳程筒体1的下部。从吸收液入口接管17进入的吸收液经过分布板4后均布在换热管3上，并形成液膜，吸收气体后从吸收液出口接管18流出；待处理的气体从气体接管一15进入后直接接触均布在换热管3上的液膜，然后从气体接管二16排出。

为防止吸收液在换热管3上再次聚集成液滴，均布装置设置在壳程筒体1内并位于分布板4的下侧，以将分布板4下侧吸收液再次均匀分布在换热管3上形成液膜。本实施例中均布装置为分布在换热管3上的填料层5，该填料层5有若干层，各层填料层5设于分布板4的下侧并沿着壳程筒体1上、下间隔分布。本实施例中，各层填料层5均横向水平设置，换热管3穿过各层填料层5后支撑在管板上，各填料层5具有一定的厚度，填料层5厚度由气体允许压降校核得出(填料层越厚，气体压降越大)，填料层5用于将液滴重新在换热管3的外壁上汇集成液膜。

为了从壳程筒体1的下部抽出部分吸收液循环回分布板4上部以再次吸收增浓，本实施例的换热器还包括有设置在壳程筒体1的上部并位于分布板4上侧的循环吸收液入口接管19a、设置在壳程筒体1下部上的循环吸收液出口接管19b，循环吸收液入口接管19a与循环吸收液出口接管19b通过外部管路6和连接在外部管路6上的泵体(图中未示出)相连通，以循环利用吸收液。壳程筒体1下部的部分吸收液由泵体抽出经过外部管路6返回至循环吸收液入口接管19a，经过分布板重新分布后再次吸收气体。

本实施例中，换热管3与第一管箱13、第二管箱14组成冷却介质流动空间；壳程筒体1的上部利用分布板4将刚进入的吸收液进行分布，使得吸收液均布在换热管3的外壁上，减少液滴形成，保证吸收液流动稳定；为防止通过分布板4的吸收液再次聚集成液滴，每隔一段距离布置一定厚度的填料层5，用于将液滴进行汇集再重新分布于换热管3外壁上汇集成液膜，进而保证吸收液能稳定分布在换热管3上，与换热管3内的冷却介质进行热交换，提高传热效率的同时，且能增大与气体的接触面积。

实施例二：

如图4、5所示，为本实用新型的用于气体吸收的缠绕管式换热器的优选实施例二，该换热器结构与实施例一基本相同，区别在于：本实施例中没有设置填料层，本实施例中的均布装置包括有多孔管7，多孔管7的端部伸出壳程筒体1以供外界的吸收液流入，该多孔管7与分布板4下侧的换热管3一起螺旋缠绕在中心筒2上，多孔管7上开设有若干个供吸收液喷出的喷孔71(多孔管7上喷孔71的孔径、孔数及分布位置由缠绕管束内部吸收液分布情况决定)，喷孔71正对与其相邻的换热管3，以将吸收液喷至换热管3的外壁上形成液膜，并能保证液膜厚度。

本实施例中多孔管7通过第三管板8支撑在壳程筒体1上，第三管板8设置在壳程筒体1的筒壁上并位于分布板4的下侧，第三管板8上设置有第三管箱9，多孔管7的两端同时支撑在第三管板8上并与第三管箱9相连通。当然，多孔管7的两端也可通过其他方式支撑在壳程筒体1上，只要使多孔管7的端部伸出壳程筒体以供外界的吸收液流入均可。

当然，本实用新型的换热器中均布装置可以同时采用填料层和多孔管，且均布装置的结构不限于上述的填料层、多孔管，还可以采用其他结构，只要能将吸收液均布在换热管上形成液膜均可。

Claims (10)

1.一种用于气体吸收的缠绕管式换热器，包括竖向设置的壳程筒体；设置在壳程筒体两端上的第一管板、第二管板；设置在第一管板上的第一管箱；设置在第二管板上的第二管箱；竖向设置在壳程筒体内的中心筒；从内而外螺旋缠绕在中心筒上的换热管，该换热管的两端分别支撑在第一管板、第二管板上并与第一管箱、第二管箱相连通；设置在壳程筒体上供气体进出的气体接管一、气体接管二，及供吸收液进出的吸收液入口接管、吸收液出口接管；

其特征在于还包括有分布板和均布装置，所述分布板横向设置在壳程筒体内并位于壳程筒体的上部，分布板上开设有若干个供换热管穿过的通孔，该通孔的内壁与换热管的外壁之间具有能使吸收液在换热管的外壁上形成液膜的间隙；

所述均布装置设置在壳程筒体内并位于分布板的下侧，以将分布板下侧的吸收液再次均匀分布在换热管上形成液膜；

所述吸收液入口接管、气体接管一设置在壳程筒体的上部并分别位于分布板的上、下两侧，所述吸收液出口接管、气体接管二设置在壳程筒体的下部。

2.根据权利要求1所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：所述分布板的上端面上开设有供吸收液流动的导流槽，所述通孔位于该导流槽内。

3.根据权利要求2所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：所述导流槽为螺旋盘绕在分布板上的螺旋槽。

4.根据权利要求2所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：所述通孔为圆形通孔，所述导流槽的内壁上开设有若干与通孔相切的凹槽。

5.根据权利要求2所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：所述导流槽的截面呈口径逐渐缩小的漏斗结构，所述通孔位于导流槽的底部并与导流槽的小口径端相衔接。

6.根据权利要求1所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：所述均布装置包括有分布在换热管上的填料层，所述填料层有若干层，各层填料层设于分布板的下侧并沿着壳程筒体上、下间隔分布。

7.根据权利要求1所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：所述均布装置包括有多孔管，所述多孔管的端部伸出壳程筒体以供外界的吸收液流入，该多孔管与分布板下侧的换热管一起螺旋缠绕在中心筒上，多孔管上开设有若干个供吸收液喷出的喷孔，以将吸收液喷至换热管的外壁上。

8.根据权利要求7所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：所述喷孔正对与其相邻的换热管。

9.根据权利要求7所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：所述多孔管通过第三管板支撑在壳程筒体上，所述第三管板设置在壳程筒体的筒壁上并位于分布板的下侧，所述第三管板上设置有第三管箱，所述多孔管的两端支撑在第三管板上并与第三管箱相连通。

10.根据权利要求1所述的用于气体吸收的缠绕管式换热器，其特征在于：还包括有设置在壳程筒体的上部并位于分布板上侧的循环吸收液入口接管、设置在壳程筒体下部上的循环吸收液出口接管，所述循环吸收液入口接管与循环吸收液出口接管通过外部管路和连接在外部管路上的泵体相连通，以循环利用吸收液。

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