CN212789841U - 一种粗苯回收用冷凝冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种粗苯回收用冷凝冷却装置，包括冷凝冷却器和管壳式换热器，冷凝冷却器从上到下依次包括封头、筒体和料锥，封头的顶部设置有出气管，料锥的底部设置有出油管，筒体的外侧设置有夹套，夹套内的筒体外壁上设置有两端封堵的螺旋半管，螺旋半管下方的筒体外壁上设置有连通孔，夹套的底部设置有苯蒸汽进汽管，顶部设置有冷凝液进液管，筒体内从外到内依次设置有外螺旋管和内螺旋管，外螺旋管的内部同心套装有苯蒸汽螺旋管，外螺旋管和内螺旋管之间的环形空间内沿圆周均布设置有多根竖管，竖管的下端连接有环管。本实用新型结构合理，工作效率高，冷却效果好，具有显著的经济价值和社会价值。

Description

一种粗苯回收用冷凝冷却装置

技术领域

本实用新型涉及焦化设备技术领域，具体涉及一种粗苯回收用冷凝冷却装置。

背景技术

粗苯是煤热解生成的粗煤气中的产物之一，经脱氨后的焦炉煤气中回收的苯系化合物，其中以苯含量为主，称之为粗苯，其主要成分是苯及其同系物甲苯、二甲苯及三甲苯等。目前焦化企业中多采用蒸汽法进行脱苯，它包括脱苯塔、粗苯冷凝冷却器和苯汽输送管道，从粗煤气中回收粗苯的工艺流程为：从脱苯塔顶部出来的苯类物质和水蒸汽的混合物经过粗苯冷凝冷却器分别与富油和制冷水换热后进入油水分离器，分离出水后，粗苯进入回流槽，一部分回流，其余进入粗苯产品罐，分离出来的水则再次进行分离最后输送至净化车间处理。

在粗苯的回收过程中，若是苯水温度无法降低工艺指标范围内，苯水温度过高，就会造成大量苯蒸汽外排，其蒸汽内部有很多危害因素，威胁人体身体健康的同时，对环境造成污染，所以在粗苯回收的过程中需要用到冷凝冷却器对粗苯进行冷却，但是现在的粗苯冷凝冷却器由于结构上的缺陷，导致其冷却效果不佳，冷却效率较低，另外，为了发挥最大的冷凝效能，必须排出粗苯中的氧气、氮气等不凝性气体，在冷凝冷却器的一侧设置放散管，这种结构虽然能有效的将不凝性气体排空，但同时还会让冷凝冷却器中一部分未冷凝的苯蒸汽通过放散管排空，从而降低了粗苯的回收率，不利于粗苯的高效回收。因此，研制开发一种结构合理，工作效率高，冷却效果好的粗苯回收用冷凝冷却装置是客观需要的。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构合理，工作效率高，冷却效果好的粗苯回收用冷凝冷却装置。

本实用新型的目的是这样实现的，包括冷凝冷却器和管壳式换热器，冷凝冷却器从上到下依次包括封头、筒体和料锥，封头的顶部设置有出气管，料锥的底部设置有出油管，筒体的外侧设置有夹套，夹套内的筒体外壁上设置有两端封堵的螺旋半管，螺旋半管下方的筒体外壁上设置有连通孔，夹套的底部设置有苯蒸汽进汽管，顶部设置有冷凝液进液管，冷凝液进液管与螺旋半管的顶部连通，筒体内从外到内依次设置有外螺旋管和内螺旋管，外螺旋管的内部同心套装有苯蒸汽螺旋管，外螺旋管、内螺旋管和苯蒸汽螺旋管均为两端封堵的结构，外螺旋管最底层的管子通过多根第一连通管与螺旋半管最底层的管子连通，苯蒸汽螺旋管最顶层的管子通过多根第二连通管与夹套的内部空间连通，内螺旋管最顶层的管子通过多根第三连通管与外螺旋管最顶层的管子连通，筒体的下部设置有冷凝液出液管，冷凝液出液管的一端伸入筒体后与内螺旋管最底层的管子连通，外螺旋管和内螺旋管之间的环形空间内沿圆周均布设置有多根竖管，竖管上上下等间距加工有多个出气孔，竖管的上端封堵，竖管的下端连接有环管，环管通过多根第五连通管与苯蒸汽螺旋管最底层的管子连通，管壳式换热器的壳程出液口通过第四连通管与冷凝液进液管连通，管壳式换热器底部的管程出液口通过第六连通管与料锥连通，在位于管壳式换热器下部的管箱壳体上设置有进气管，进气管通过第七连通管与出气管连通。

进一步的，夹套内倾斜设置有螺旋导流板，螺旋导流板较高的一端固定在筒体的外壁上，较低的一端与夹套的内壁之间留有下液通道。

进一步的，多根竖管上加工的出气孔的出气方向均沿顺时针方向或逆时针方向。

进一步的，出气孔的孔径从下到上依次减小。

进一步的，内螺旋管的内侧设置有中心管，中心管的管心线与筒体的竖心线重合，中心管上上下等间距加工有多层出气孔，每层出气孔均包括沿圆周均布的多个出气孔，环管的内侧连通有直管，中心管的上端封堵，下端与直管连通。

进一步的，料锥的内壁上设置有温度感应器，苯蒸汽进汽管和冷凝液进液管上均设置有流量控制阀。

本实用新型在使用时，苯蒸汽从苯蒸汽进汽管进入夹套内，随后不断上升从夹套的顶部进入苯蒸汽螺旋管，沿苯蒸汽螺旋管螺旋向下流动，然后进入环管，最后进入竖管，从竖管上的出气孔排出，而冷凝液则从冷凝液进液管进入螺旋半管内，随后不断下降从螺旋半管的底部进入外螺旋管与苯蒸汽螺旋管的环形空间内，螺旋上升后进入内螺旋管，沿内螺旋管螺旋下降后从冷凝液出液管排出，在上述过程中，采用了三种热交换方式对苯蒸汽进行冷凝冷却，一是螺旋半管内的冷凝液与夹套内的苯蒸汽进行第一次逆向换热，二是外螺旋管内的冷凝液与苯蒸汽螺旋管内的苯蒸汽进行第二次逆向换热，三是苯蒸汽从竖管上喷出后，与外螺旋管和内螺旋管中冷凝液进行的热交换，苯蒸汽经过三次冷却后冷凝成液体落到料锥内，未冷凝的小部分苯蒸汽则进入到管壳式换热器中进行再次冷凝，其中氧气、氮气等不凝气体排放出去，冷凝得到的苯返回到料锥中，可有效避免苯蒸汽排放对环境的污染，并提高粗苯的回收率。本使用新型结构合理，工作效率高，冷却效果好，具有显著的经济价值和社会价值。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图；

图2为本实用新型中环管20和直管28的结构示意图；

图中：1-管壳式换热器，2-封头，3-筒体，4-料锥，5-出气管，6-出油管，7-夹套，8-螺旋半管，9-苯蒸汽进汽管，10-冷凝液进液管，11-外螺旋管，12-内螺旋管，13-苯蒸汽螺旋管，14-第一连通管，15-第二连通管，16-第三连通管，17-冷凝液出液管，18-竖管，19-出气孔，20-环管，21-第五连通管，22-第六连通管，23-进气管，24-第七连通管，25-螺旋导流板，26-下液通道，27-中心管，28-直管，29-温度感应器，30-流量控制阀，31连通孔。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本实用新型加以限制，基于本实用新型所作的任何变更或改进，均属于本实用新型的保护范围。

如图1～2所示，本实用新型包括冷凝冷却器和管壳式换热器1，管壳式换热器1为现有立式结构，包括壳程和管程，管程上设置有管程壳体，其壳程介质为冷凝液，管程介质为苯蒸汽，壳程内的冷凝液从上向下流动，苯蒸汽从下向上流动，冷凝冷却器从上到下依次包括封头2、筒体3和料锥4，封头2的顶部设置有出气管5，料锥4的底部设置有出油管6，筒体3的外侧设置有夹套7，夹套7内的筒体3外壁上设置有两端封堵的螺旋半管8，螺旋半管8下方的筒体3外壁上设置有连通孔31，夹套7的底部设置有苯蒸汽进汽管9，顶部设置有冷凝液进液管10，冷凝液进液管10与螺旋半管8的顶部连通，筒体3内从外到内依次设置有外螺旋管11和内螺旋管12，外螺旋管11的内部同心套装有苯蒸汽螺旋管13，外螺旋管11、内螺旋管12和苯蒸汽螺旋管13均为两端封堵的结构，外螺旋管11最底层的管子通过多根第一连通管14与螺旋半管8最底层的管子连通，苯蒸汽螺旋管13最顶层的管子通过多根第二连通管15与夹套7内部空间的顶部连通，内螺旋管12最顶层的管子通过多根第三连通管16与外螺旋管11最顶层的管子连通，筒体3的下部设置有冷凝液出液管17，冷凝液出液管17的一端伸入筒体3后与内螺旋管12最底层的管子连通，外螺旋管11和内螺旋管12之间的环形空间内沿圆周均布有多根竖管18，竖管18上上下等间距加工有多个出气孔19，竖管18的上端封堵，下端连接有环管20，环管20通过多根第五连通管21与苯蒸汽螺旋管13最底层的管子连通，管壳式换热器1的壳程出液口通过第四连通管与冷凝液进液管10连通，管壳式换热器1底部的管程出液口通过第六连通管22与料锥4连通，在位于管壳式换热器1下部的管箱壳体上设置有进气管23，进气管23通过第七连通管24与出气管5连通。

本实用新型在使用时，苯蒸汽从苯蒸汽进汽管9进入夹套7内，随后不断上升从夹套7的顶部进入苯蒸汽螺旋管13，沿苯蒸汽螺旋管13螺旋向下流动，然后进入环管20，最后进入竖管18，从竖管18上的出气孔19排出，而冷凝液则从冷凝液进液管10进入螺旋半管8内，随后不断下降从螺旋半管8的底部进入外螺旋管11与苯蒸汽螺旋管13的环形空间内，螺旋上升后进入内螺旋管12，沿内螺旋管12螺旋下降后从冷凝液出液管17排出，在上述过程中，采用了三种热交换方式对苯蒸汽进行冷凝冷却，一是螺旋半管8内的冷凝液与夹套7内的苯蒸汽进行第一次逆向换热，二是外螺旋管11内的冷凝液与苯蒸汽螺旋管13内的苯蒸汽进行第二次逆向换热，三是苯蒸汽从竖管18上喷出后，与外螺旋管11和内螺旋管12中的冷凝液进行的热交换，苯蒸汽经过三次冷却后冷凝成液体落到料锥4内，未冷凝的小部分苯蒸汽则进入到管壳式换热器1中进行再次冷凝，其中氧气、氮气等不凝气体排放出去，冷凝得到的苯返回到冷凝冷却器的料锥4中，可有效避免苯蒸汽排放对环境的污染，并提高粗苯的回收率。

夹套7内倾斜设置有螺旋导流板25，螺旋导流板25较高的一端固定在筒体3的外壁上，较低的一端与夹套7的内壁之间留有下液通道26，螺旋导流板25对苯蒸汽起到导流的作用，可使得苯蒸汽螺旋上升，其中冷凝的粗苯则从下液通道26不断下落，最后从连通孔31进入冷凝冷却器的内部。

多根竖管18上加工的出气孔19的出气方向均沿顺时针方向或逆时针方向，这样的设置可使得从竖管18上喷出的苯蒸汽气流在筒体3内形成顺时针或逆时针旋转的旋流，可使得筒体3内的温度分布更加均匀，不会出现温度偏高或偏低的区域，可有效提高苯蒸汽的冷凝冷却效率。

从竖管18下部排出的苯蒸汽参与冷却的时间长，从竖管18上部排出的苯蒸汽参与冷却的时间短，为了使装置结构和冷却工艺更加合理，出气孔19的孔径从下到上依次减小。

内螺旋管12的内侧设置有中心管27，中心管27的管心线与筒体3的竖心线重合，中心管27上上下等间距加工有多层出气孔19，每层出气孔19均包括沿圆周均布的多个出气孔19，环管20的内侧连通有直管28，中心管27的上端封堵，下端与直管28连通。通过中心管27的设置，可增加苯蒸汽的输入量，同时还可使得进入筒体3内的苯蒸汽更加均匀，提高本装置的工作效率。

为了便于控制，料锥4的内壁上设置有温度感应器29，苯蒸汽进汽管9和冷凝液进液管10上均设置有流量控制阀30，通过温度感应器29可实时监控粗苯的温度，若是粗苯的温度偏高，可通过流量控制阀30适当降低苯蒸汽和冷凝液的流速，延长冷凝液和苯蒸汽的换热时间，反之则提高苯蒸汽和冷凝液的流速，以便提高装置的工作效率。

Claims (6)

1.一种粗苯回收用冷凝冷却装置，其特征在于：包括冷凝冷却器和管壳式换热器（1），所述冷凝冷却器从上到下依次包括封头（2）、筒体（3）和料锥（4），所述封头（2）的顶部设置有出气管（5），料锥（4）的底部设置有出油管（6），所述筒体（3）的外侧设置有夹套（7），夹套（7）内的筒体（3）外壁上设置有两端封堵的螺旋半管（8），螺旋半管（8）下方的筒体（3）外壁上设置有连通孔（31），所述夹套（7）的底部设置有苯蒸汽进汽管（9），顶部设置有冷凝液进液管（10），所述冷凝液进液管（10）与螺旋半管（8）的顶部连通，所述筒体（3）内从外到内依次设置有外螺旋管（11）和内螺旋管（12），外螺旋管（11）的内部同心套装有苯蒸汽螺旋管（13），所述外螺旋管（11）、内螺旋管（12）和苯蒸汽螺旋管（13）均为两端封堵的结构，所述外螺旋管（11）最底层的管子通过多根第一连通管（14）与螺旋半管（8）最底层的管子连通，苯蒸汽螺旋管（13）最顶层的管子通过多根第二连通管（15）与夹套（7）内部空间的顶部连通，所述内螺旋管（12）最顶层的管子通过多根第三连通管（16）与外螺旋管（11）最顶层的管子连通，所述筒体（3）的下部设置有冷凝液出液管（17），冷凝液出液管（17）的一端伸入筒体（3）后与内螺旋管（12）最底层的管子连通，所述外螺旋管（11）和内螺旋管（12）之间的环形空间内沿圆周均布有多根竖管（18），竖管（18）上上下等间距加工有多个出气孔（19），竖管（18）的上端封堵，下端连接有环管（20），环管（20）通过多根第五连通管（21）与苯蒸汽螺旋管（13）最底层的管子连通，所述管壳式换热器（1）的壳程出液口通过第四连通管与冷凝液进液管（10）连通，管壳式换热器（1）底部的管程出液口通过第六连通管（22）与料锥（4）连通，在位于管壳式换热器（1）下部的管箱壳体上设置有进气管（23），进气管（23）通过第七连通管（24）与出气管（5）连通。

2.根据权利要求1所述的一种粗苯回收用冷凝冷却装置，其特征在于: 所述夹套（7）内倾斜设置有螺旋导流板（25），螺旋导流板（25）较高的一端固定在筒体（3）的外壁上，较低的一端与夹套（7）的内壁之间留有下液通道（26）。

3.根据权利要求1所述的一种粗苯回收用冷凝冷却装置，其特征在于: 多根竖管（18）上加工的出气孔（19）的出气方向均沿顺时针方向或逆时针方向。

4.根据权利要求1所述的一种粗苯回收用冷凝冷却装置，其特征在于: 所述出气孔（19）的孔径从下到上依次减小。

5.根据权利要求1所述的一种粗苯回收用冷凝冷却装置，其特征在于: 所述内螺旋管（12）的内侧设置有中心管（27），中心管（27）的管心线与筒体（3）的竖心线重合，中心管（27）上上下等间距加工有多层出气孔（19），每层出气孔（19）均包括沿圆周均布的多个出气孔（19），所述环管（20）的内侧连通有直管（28），中心管（27）的上端封堵，下端与直管（28）连通。

6.根据权利要求1所述的一种粗苯回收用冷凝冷却装置，其特征在于: 所述料锥（4）的内壁上设置有温度感应器（29），所述苯蒸汽进汽管（9）和冷凝液进液管（10）上均设置有流量控制阀（30）。

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