CN211752603U - 一种用于硫酸冷凝的冷凝器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种用于硫酸冷凝的冷凝器，所述冷凝器包括管式换热器和板式换热器，所述管式换热器设置在板式换热器的下方，在管式换热器的下方还设置有收集槽；所述管式换热器中设置有多根冷凝管，待冷却的烟气经过所述冷凝管冷却后，冷却物质沿冷凝管的管壁下落至收集槽中；本实用新型的有益效果：采用板式换热器和管式换热器组合使用，减少了管式换热器中玻璃管的长度，克服了过长玻璃管易断裂、制造难度大的问题。

Description

一种用于硫酸冷凝的冷凝器

技术领域

本实用新型涉及酸性气体处理装置领域，特别涉及一种用于硫酸冷凝的冷凝器。

背景技术

在湿法制酸的冷凝器中，进入冷凝器的含SO₃、H₂O的酸性气体温度较高可达280℃-300℃，酸性气体进入冷凝器后，随着气温的降低，三氧化硫和水蒸气发生水合反应，生成硫酸蒸汽，同时硫酸蒸汽冷凝为浓硫酸，在冷凝器的底部聚集排出，尾气通过冷凝器顶部出口排出。

现有技术中的冷凝器，多采用玻璃管作为冷凝管，对于玻璃管而言，进出口的酸性气体存在着较大的温差，容易引起刚性下降，使其耐冲击性差，受热不均易引起破损，影响设备换热，严重时，酸性气体串入冷却空气中，污染环境。因此通常往往通过增加冷凝管的数量来增大带冷却气体的通流面积，以提高硫的吸收能力，但增加额外的冷凝管价格昂贵，并且占用空间，因此，需要研制出在不增加占用空间的同时还能提高冷凝管的生产能力的装置。

常有做法是通过增加冷凝管的长度，来增加了冷凝管的表面面积，以此增加热传递面积。然而，在增加玻璃管的长度的情况下，也会增加玻璃管的生产和处理相关的挑战。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种用于硫酸冷凝的冷凝器，能够解决现有技术中冷凝管过长，存在易断裂、制造难度大的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：一种用于硫酸冷凝的冷凝器，所述冷凝器包括壳体，和设置在壳体中的管式换热器和板式换热器，所述管式换热器设置在板式换热器的下方，在管式换热器中设置有多根冷凝管，所述管式换热器上设置有烟气进口和冷却介质出口，所述板式换热器上设置有烟气出口和冷却介质进口。

进一步的，所述管式换热器上端设置有管板，所述管式换热器的冷凝管与管板平齐设置。

进一步的，所述管式换热器下端也设置有管板，所述冷凝管包括延伸出管板的延伸部，所述延伸部的长度H范围为50cm-80cm。

进一步的，所述管式换热器中还设置有多块导流板。

进一步的，所述管式换热器的下方还设置有收集槽，待冷却的烟气经过烟气进口进入冷凝管冷却后，冷却物质沿冷凝管的管壁下落至收集槽中，所述板式换热器中冷却的物质汇入冷凝管，落入收集槽进行收集。

进一步的，所述板式换热器包括多个换热板片组，相邻的两个所述换热板片组组成烟气通道。

进一步的，所述换热板片组包括第一换热板、密封板和第二换热板，所述第一换热板、密封板以及第二换热板围成的空腔内形成冷却介质通道。

进一步的，所述换热板片组采用非金属材料制成。

进一步的，所述冷凝器的高度为8-12.5米。

进一步的，所述板式换热器的高度占冷凝器高度的1/5-1/3。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种用于硫酸冷凝的冷凝器具有以下有益效果：本实用新型提供的冷凝器，采用板式换热器和管式换热器组合使用，减少了管式换热器中玻璃管的长度，克服了过长玻璃管易碎的问题；

附图说明

图1为本实用新型的冷凝器的结构示意图；

图2为本实用新型的冷凝器的板式换热器的结构示意图；

图3为本实用新型的板式换热器中换热板片组的结构示意图。

附图标记说明

1-管式换热器，11-冷凝管，111-延伸部，13-冷却介质出口，14-导流板，15-烟气进口，2-板式换热器，21-换热板片组，211-第一换热板，212-第二换热板，213-密封板，22-烟气通道，221-支撑板，23-冷却介质通道，231-支撑条，24-烟气出口，25-冷却介质入口，26-连接件，3-收集槽，31-酸液排放口，5-管板。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型中涉及“第一”、“第二”、“上”、“下”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“上”、“下”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当实施例之间的技术方案能够实现结合的，均在本实用新型要求的保护范围之内。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本申请提供一种用于硫酸冷凝的冷凝器，所述冷凝器包括壳体和设置在壳体中的管式换热器1和板式换热器2，所述管式换热器1设置在板式换热器2的下方，在管式换热器2的下方还设置有收集槽3，所述管式换热器1中设置有多根竖直方向的冷凝管11，本实施例中，所述冷凝管11采用耐腐蚀性强的玻璃管制成，待冷却的烟气经过所述冷凝管11冷却后，冷却物质沿冷凝管11的管壁下落至收集槽3中；所述板式换热器2中冷却的物质汇入冷凝管11，落入收集槽3进行收集。

具体的，所述收集槽3呈漏斗形状，与管式换热器1的底部相连接，在收集槽3的下方设置有酸液排放口31，漏斗形状的收集槽3更有利于酸液的聚集与排出。

所述管式换热器1的底部设置有烟气进口15和冷却介质出口13，在板式换热器2上设置有烟气出口24和冷却介质进口25，本实施例中，待冷却的烟气为三氧化硫和水的混合物，冷却前的温度在280℃-300℃左右，通过烟气进口15进入到管式换热器1冷凝后，温度降低至180℃-200℃左右，进一步的通过板式换热器2，冷凝温度降低至90℃-100℃附近，冷却后的废气经过板式换热器2上的烟气出口24排出。

冷凝器运行时，来自底部的酸性气体进入到管式换热器1中，通过冷凝管11进行降温并部分冷凝后，酸性气体由冷凝管11顶部的出口，进入到板式换热器2中进行进一步的冷凝处理，冷凝管11中冷却的酸性物质，沿冷凝管11的管壁，在重力作用下流入底部的收集槽3中进行收集；所述板式换热器2中冷却的物质也汇入冷凝管11的顶部，落入收集槽3进行收集。

冷凝管11中未冷却的烟气，继续进入冷凝器上方的板式换热器2中进行进一步的冷却，此时烟气在板式换热器2的换热板片组21外部，冷却介质如空气或水进入换热板片组21的内部通道中进行冷却，经过管式换热器1降温后的烟气，能够减少对换热板片组21的腐蚀。

进一步的，所述管式换热器1的上端设置有管板5，所述管式换热器1的冷凝管11与管板5平齐设置，所述冷凝管11与管板5的连接处涂有防腐蚀涂层。此技术方案带来的有益效果是：板式换热器2中冷却的酸类物质，避免其堆积在冷凝管11的边缘处，减少了腐蚀损坏冷凝管11的几率，避免露点腐蚀，增加了冷凝管11的使用寿命。

优选的，在所述管式换热器1的下端也设置有管板5，所述管板5用于防止管式换热器1中的烟气与冷却介质混合，保证设备的正常运行。所述冷凝管11具有延伸出管板5的延伸部111，所述延伸部111的长度H范围为50cm-80cm。该方案的有益效果是：带冷却的烟气进入冷凝管11，避免了高温烟气与管板5接触，延长了管板5的使用寿命；同时一部分烟气聚集在冷凝管11周围，形成气体保温层，为管板5提供一个较低温度的工作环境。

所述管式换热器1与板式换热器2连接处设置有连接件26，板式换热器中的冷却介质通过连接件26，通入管式换热器1中进行冷却。

优选的，所述冷凝器的高度为8-12.5米。

在实际生产中经过多次研究发现，当冷凝器的高度为8-12.5米时，管式换热器1中的冷凝管11的长度适中，方便生产制造，既能够达到较好的冷凝效果，又降低了现有技术中生产过长玻璃管带来的生产困难，同时也增加了热交换效率。

进一步的，所述板式换热器2的高度占冷凝器高度的1/5-1/3。

本实施例中，待冷凝的酸性气体，先进入管式换热器1中，可使酸性气体的一部分热量移出，从而降低了后续板式换热器2的热负荷，从而使管式换热器1的尺寸下降，进而减少管式换热器1中换热管的表面积，减少了玻璃管的长度，因而降低了生产成本，同时降低了管式换热器的制造难度。

所述管式换热器1中的冷却介质(如空气或水)，在管式换热器1中的流动方向与待冷却的烟气在冷凝管11中的流动方向相反。通过控制冷却介质的流速，能够增加热传递面积和效率，加快管式换热器1中待冷却气体的有效冷却，同时还能减少冷凝管11的长度，充分去除待冷却气体中的三氧化硫和硫酸。

所述管式换热器1中还设置有多块导流板14。冷却介质如空气或废气经过冷却介质入口12，进入到管式换热器1中后，在导流板14的引导下进行流动，增大了冷却介质与冷凝管11的热交换效率。

如图2-3所示，所述板式换热器2包括多个换热板片组21，所述换热板片组21采用非金属材料制成，相邻的两个所述换热板片组21组成烟气通道22，所述换热板片组21包括第一换热板211、密封板213和第二换热板212，所述第一换热板211、密封板213以及第二换热板212围成的空腔内形成冷却介质通道23。

在板式换热器2的实际生产装配过程中，由第一换热板211、密封板213以及第二换热板212围成的空腔内形成冷却介质通道23；由第二换热板212以及相邻换热板片组21的第一换热板211围成的空腔内形成烟气通道22，由此使得冷却介质和待冷却的烟气在板式换热器2内流动时，仅有一层板体隔开，保证烟气与冷却介质之间进行高效的热交换。

优选的，在所述第二换热板212靠近所述烟气通道22的一侧设置有一个或者多个支撑板221，所述支撑板221用于支撑相邻的所述换热板片组21的第一换热板211，所述支撑板221可在多个所述换热板片组21组成板式换热器2时提升相邻所述换热板片组21之间的支撑强度，有利于提升所述板式换热器2的整体寿命。

同样的，也可以根据需要在冷却介质通道23内设置一个或者多个支撑条231，所述支撑条231用于支撑同一所述换热板片组21中所述第一换热板211和所述第二换热板212，所述支撑条231可增强单个所述换热板片组21的整体结构强度，提高其使用寿命。

进一步的，所述所述管式换热器1与板式换热器2之间密封连接。由于酸性气体在管式换热器1和板式换热器2之间输送，因此需要保持两者之间的密封性，防止酸性气体逃逸。如采用软密封方式，采用含氟材料，优选为PTFE，对冷凝器进行密封处理。

利用本实用新型的冷凝器，在换热过程中，待冷却的烟气在冷凝器中流动时，与冷却介质产生充分的接触，减少了管式换热器中玻璃管的长度，克服了过长玻璃管易碎的问题。与直接设置为大尺寸的换热器相比，更方便加工制造。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于硫酸冷凝的冷凝器，其特征在于，所述冷凝器包括壳体，和设置在壳体中的管式换热器(1)和板式换热器(2)，所述管式换热器(1)设置在板式换热器(2)的下方，在管式换热器(1)中设置有多根冷凝管(11)，所述管式换热器(1)上设置有烟气进口(15)和冷却介质出口(13)，所述板式换热器(2)上设置有烟气出口(24)和冷却介质进口(25)。

2.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述管式换热器(1)上端设置有管板(5)，所述管式换热器(1)的冷凝管(11)与管板(5)平齐设置。

3.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述管式换热器(1)下端也设置有管板(5)，所述冷凝管(11)包括延伸出管板(5)的延伸部(111)，所述延伸部(111)的长度H范围为50cm-80cm。

4.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述管式换热器(1)中还设置有多块导流板(14)。

5.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述管式换热器(1)的下方还设置有收集槽(3)，待冷却的烟气经过烟气进口(15)进入冷凝管(11)冷却后，冷却物质沿冷凝管(11)的管壁下落至收集槽(3)中，所述板式换热器(2)中冷却的物质汇入冷凝管(11)，落入收集槽(3)进行收集。

6.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述板式换热器(2)包括多个换热板片组(21)，相邻的两个所述换热板片组(21)组成烟气通道(22)。

7.根据权利要求6所述的冷凝器，其特征在于，所述换热板片组(21)包括第一换热板(211)、密封板(213)和第二换热板(212)，所述第一换热板(211)、密封板(213)以及第二换热板(212)围成的空腔内形成冷却介质通道(23)。

8.根据权利要求7所述的冷凝器，其特征在于，所述换热板片组(21)采用非金属材料制成。

9.根据权利要求1所述的冷凝器，其特征在于，所述冷凝器的高度为8-12.5米。

10.根据权利要求9所述的冷凝器，其特征在于，所述板式换热器(2)的高度占冷凝器高度的1/5-1/3。

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