CN215725308U - 一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其整体为U型管式立式结构，包括换热器壳体及换热器管箱，其两者之间设置管板分隔；换热器壳体内设置有U形换热管束，U形换热管束是由若干个U形管组成，U形管的两端口均固定设置在管板上并均与换热器管箱的内部空间相通；换热器壳体、换热器管箱及U形换热管束均由分层板分隔为左右两侧，换热器管箱左右两侧下端分别设置有冷媒接入口和冷媒接出口，换热器壳体左右两侧上端靠近管板处分别设置有VOCs尾气接入口和VOCs尾气接出口。本申请的装置能避免VOCs组分在设备上大量富集导致冷冻器在短时间内被冻住，设备壳体内壁无积液死角，冷冻时能避免液体积存导致结冻膨胀致使设备开裂影响设备寿命。

Description

一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器

技术领域

本申请公开了一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器。

背景技术

目前在VOCs治理领域，对于高浓度且低凝固点的VOCs尾气，冷凝法为一种有效的处理方法，但在实际生产过程中，其运行状态和时长经常受到冷冻器的制约。主要包括以下几点问题：1、VOCs工艺气通常是通过冷冻器的管程内部，由于VOCs冷冻附着在管道内壁，短时间内即可使换热管道发生堵塞，导致换热器压力升高阻碍气体流动，导致设备停车，对于装置运行产生极大的影响；2、由于冷媒极低温的特性，常规卧式换热器，冷媒流体分布不均与导致冷冻器内部的冷点分布不一致，导致冷冻器各处的结晶程度偏差较大，相应的热负荷也不一致，影响设备运行；3、常规换热器内部设置有支撑板或折流板等，存在大量的低点和焊点，设备运行时会存在积液，导致结冻时，将焊缝和挡板撑裂，造成安全隐患。

发明内容

本申请的目的是针对现有冷冻器的工艺缺陷，提供一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，本申请的装置结构特别适用于低凝固点的VOCs尾气的冷冻处理，采用合适的换热器结构搭配独特的内件设计，对尾气进行VOCs组分进行冷冻回收处理，适用于有低凝固点的高浓度VOCs尾气排放的相关企业。

所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于其整体为U型管式立式结构，包括换热器壳体及设置于换热器壳体顶部的换热器管箱，其两者之间设置一块水平的管板；所述换热器壳体内设置有U形换热管束，所述U形换热管束是由若干个弯管半径不等的U形管组成，且U形管的两端口均固定设置在所述管板上并均与换热器管箱的内部空间相通；所述换热器壳体、换热器管箱及U形换热管束均由分层板分隔为左右两侧，换热器管箱左右两侧下端分别设置有冷媒接入口和冷媒接出口，换热器壳体左右两侧上端靠近管板处分别设置有VOCs尾气接入口和VOCs尾气接出口。

所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于所述U形换热管束的所有U形管中，每个U形管的左端口均对应连接管帽，由冷媒接入口通入至换热器管箱左侧空间的冷媒在管板上积液，待积液液层没过管帽时，冷媒液体均布进入U形换热管束中。

所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于所述冷媒接入口的出口位于换热器管箱左侧内并设置有向下弯头或挡板，使液体流向向下。

所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于所述U形换热管束的所有U形管中，每个U形管的左端内均设置有管道内件。

所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于所述U形换热管束的所有U形管左侧之间以及右侧之间分别采用固定件固定在一起进行支撑，所述固定件采用固定管夹。

所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于换热器壳体的外侧设置有加热装置，所述加热装置采用加热盘管。

所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于换热器壳体的底部中心设置有排液口，排液口的内部入口处设置有结晶挡板，以防止排液堵塞。

相对于现有技术，本申请取得的有益效果是：

1、本申请的冷冻器装置中，VOCs工艺尾气经过换热器壳程，冷媒进入换热器管程，因此在相同布管条件下，VOCs工艺气的通过面积在常规换热器的5倍以上，降低冷冻器堵塞的发生概率。

2、本申请的冷冻器采用立式结构，冷媒接入口的出口位于换热器管箱左侧内并设置有向下弯头或挡板，使液体流向向下。其次，U形换热管束的所有U形管中，每个U形管的左端口均对应连接管帽，使进入的冷媒均布进入换热器管道，确保冷冻器内各换热管内径向温度分布均匀，降低发生局部堵塞的可能性。

3、本冷冻器采用立式结构，取消了折流板和支撑板，换热管间采用固定管夹等固定件作为支撑，在确保设备强度的情况下，避免了设备内低点和相应焊缝的存在，工艺气经过的最低点为换热器的排液口。因此本设备可以有效避免晶体膨胀导致的设备开裂。

附图说明

图1为本申请冷冻器的结构示意图；

图中：1、管帽；2、冷媒接入口；3、VOCs尾气接入口；4、U形换热管束；5、固定件；6、分层板；7、加热盘管；8、排液口；9、换热器管箱；10、冷媒接出口；11、VOCs尾气接出口；12、结晶挡板；13、换热器壳体；14、管道内件。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1

VOCs尾气可采用间戊二烯尾气，冷媒采用液氮。

一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其整体为U型管式立式结构，包括换热器壳体13及设置于换热器壳体13顶部的换热器管箱9，其两者之间设置一块水平的管板；所述换热器壳体13内设置有U形换热管束4，所述U形换热管束4是由若干个弯管半径不等的U形管组成，且U形管的两端口均固定设置在所述管板上并均与换热器管箱9的内部空间相通；所述换热器壳体13、换热器管箱9及U形换热管束4均由分层板6分隔为左右两侧，换热器管箱9左右两侧下端分别设置有冷媒接入口2和冷媒接出口10，换热器壳体13左右两侧上端靠近管板处分别设置有VOCs尾气接入口3和VOCs尾气接出口11。

进一步地，分层板6将换热器壳体13上部、换热器管箱9和U形换热管束4对称的分成左右两侧。参见本申请的图1中，分层板6分为上下两块，并分别固定设置在所述管板的上下两侧。上块的分层板6上端固定设置于换热器管箱9顶部内壁中间处，下块的分层板6下端悬空于换热器壳体13的下端内部内。

进一步地，所述U形换热管束4的所有U形管左侧之间以及右侧之间分别采用固定件5固定在一起进行支撑，所述固定件5采用固定管夹。

对照图1中，所述冷媒接入口2的出口位于换热器管箱9左侧内并设置有向下弯头或挡板，使液体流向向下。所述U形换热管束4的所有U形管中，每个U形管的左端口均对应连接管帽1。液氮通过冷媒接入口2进入换热器管箱9，冷媒接入口2设置弯头或挡板，保证了液氮向下先流至所述管板上，管板上的液氮液位逐渐上升直至达到管帽1，通过管帽1的液氮进入U形换热管束4，这样设置能有效的保证液氮被均分到U形换热管束4的各个U形管中，防止局部冷点产生。液氮进入U形换热管束4后，通过换热管壁与VOCs尾气进行换热。

进一步地，所述U形换热管束4的所有U形管中，每个U形管的左端内均设置有管道内件14，这样可以延长液氮在U形管中停留的时间，且可以有效的防止液氮穿过换热管积存在冷冻器底部（即是避免过冷的液氮快速流下至U形管的底部形成聚集），使冷冻器产生局部冷点，增大运行阻力。液氮经过与VOCs尾气换热后，发生气化，气化后的低温氮气从U形管的右端口流入至换热器管箱9右侧空间内，随后通过冷媒接出口10通过下游设备。

与此同时，VOCs尾气通过VOCs尾气接入口3进入换热器壳体13，换热器壳体3中设置6分层板，使VOCs尾气沿着U形管的U形方向流动，与液氮进行换热，在液氮的作用下，VOCs尾气中的有机组分温度被降低至冰点以下，被吸附在U形管上。VOCs工艺尾气经过换热器壳程，冷媒进入换热器管程，在相同布管条件下，VOCs工艺气的通过面积在常规换热器的5倍以上，降低冷冻器堵塞的发生概率。同时本申请的冷冻器采用立式结构，并且取消了折流板和支撑板，换热管间采用固定管夹等固定件作为支撑，在确保设备强度的情况下，避免了设备内低点和相应焊缝的存在，工艺气经过的最低点为换热器的排液口。因此本设备可以有效避免晶体膨胀导致的设备开裂。经过冷冻净化后的尾气通过VOCs尾气接出口11送往下游设备，其中在VOCs尾气接出口11处可以设置丝网挡板，用于截留为夹带的晶体或液体VOCs颗粒。

进一步地，在本申请的冷冻器结构中，换热器壳体13的外侧设置有加热装置，所述加热装置采用加热盘管7，对照图1中，加热盘管7缠绕在换热器壳体13的外侧。换热器壳体13的底部中心设置有排液口8，排液口8的内部入口处设置有结晶挡板12，以防止排液堵塞。结晶挡板12可以设置为立体锥形。当冷冻器结构进行运行或结冻时，U形换热管束4上富集的VOCs晶体和在冷冻器内底部收集的VOCs晶体，结晶挡板可以有效防止晶体堵塞在排液口8。同时换热器设置有加热盘管7，通过加热盘管7进行加热可以加速晶体的溶解，确保冷冻器的长时间运行。

本申请的装置结构相对于常规的冷冻器，具有以下优点：

1、能有效避免VOCs组分在设备上大量富集导致冷冻器在短时间内被冻住，压力升高。2、设备壳体内壁，无积液死角，冷冻时能有效避免液体积存导致结冻膨胀致使设备开裂影响设备寿命。3、加热解冻更加方便快捷。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (7)

1.一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于其整体为U型管式立式结构，包括换热器壳体(13)及设置于换热器壳体(13)顶部的换热器管箱(9)，其两者之间设置一块水平的管板；所述换热器壳体(13)内设置有U形换热管束(4)，所述U形换热管束(4)是由若干个弯管半径不等的U形管组成，且U形管的两端口均固定设置在所述管板上并均与换热器管箱(9)的内部空间相通；所述换热器壳体(13)、换热器管箱(9)及U形换热管束(4)均由分层板(6)分隔为左右两侧，换热器管箱(9)左右两侧下端分别设置有冷媒接入口(2)和冷媒接出口(10)，换热器壳体(13)左右两侧上端靠近管板处分别设置有VOCs尾气接入口(3)和VOCs尾气接出口(11)。

2.如权利要求1所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于所述U形换热管束(4)的所有U形管中，每个U形管的左端口均对应连接管帽(1)，由冷媒接入口(2)通入至换热器管箱(9)左侧空间的冷媒在管板上积液，待积液液层没过管帽(1)时，冷媒液体均布进入U形换热管束(4)中。

3.如权利要求1所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于所述冷媒接入口(2)的出口位于换热器管箱(9)左侧内并设置有向下弯头或挡板，使液体流向向下。

4.如权利要求1所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于所述U形换热管束(4)的所有U形管中，每个U形管的左端内均设置有管道内件(14)。

5.如权利要求1所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于所述U形换热管束(4)的所有U形管左侧之间以及右侧之间分别采用固定件(5)固定在一起进行支撑，所述固定件(5)采用固定管夹。

6.如权利要求1所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于换热器壳体(13)的外侧设置有加热装置，所述加热装置采用加热盘管(7)。

7.如权利要求1所述的一种适用于VOCs尾气处理的冷冻器，其特征在于换热器壳体(13)的底部中心设置有排液口(8)，排液口(8)的内部入口处设置有结晶挡板(12)，以防止排液堵塞。

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