CN216204331U - 一种有机热载体气相加热系统 - Google Patents

Abstract

一种有机热载体气相加热系统，属于有机热载体气相加热系统技术领域，气液分离闪蒸器液相出口通过有机热载体循环泵连入口集管，再连对流段炉管和辐射段炉管，辐射段炉管通过出口集管连气液分离闪蒸器两相流入口，加热炉有燃烧器，加热炉连接烟道。对流段炉管和辐射段炉管被设置成使燃烧器烟气流向为二回程或者单回程。有机热载体循环泵出口管路部分套设在烟道上作为预热器。烟道内壁有多组折流板，外壁翅片板对液相有机热载体预热。气液分离闪蒸器中可固定有孔挡板，减少不同入口的有机热载体的返混，本系统热效率高，有机热载体温度较低，变质率较低，炉出口的有机热载体中气含率高，循环泵流量较小，压力较低，动力消耗较小。

Description

一种有机热载体气相加热系统

技术领域

本实用新型属于有机热载体气相加热系统技术领域，尤其涉及一种向列管式换热器、列管式反应器和夹套式反应器等用热设备提供高温低压的气相有机热载体的有机热载体气相加热系统。

背景技术

有机热载体气相加热系统的现有技术分两个分支。其一为加热炉为单回程立式圆筒型，辐射段炉管与对流段炉管均为单根炉管，二者串联，烟气单回程，对流段炉体为方形或长方形，容积较小，加热炉出口的有机热载体为气液两相，送至气液分离闪蒸器，气相送至用热设备，其缺点是，热效率低。其二为：加热炉为二回程或多回程立式圆筒形，辐射段炉管和对流段炉管均为密集螺旋盘管，同圆心布置，炉管2-3层，烟气流向为二回程或多回程，加热炉出口的有机热载体为液相，送至闪蒸器闪蒸产生蒸气，蒸气送至用热设备，虽然热效率高，但有机热载体温度较高，其裂解率也高，损失较大，有机热载体循环泵流量大，压力大，动力消耗大。

实用新型内容

本实用新型公开一种有机热载体气相加热系统，本系统热效率高，有机热载体温度较低，变质率低，炉出口的有机热载体中气含率高，循环泵流量较小，压力较低，动力消耗较小。

一种有机热载体气相加热系统，包括气液分离闪蒸器、有机热载体循环泵

和加热炉。

其技术要点在于：

气液分离闪蒸器液相出口管路连接有机热载体循环泵入口。

有机热载体循环泵出口管路连接入口集管。

入口集管连接加热炉内的对流段炉管入口。

对流段炉管出口连接加热炉内的辐射段炉管入口。

辐射段炉管的出口连接出口集管。

出口集管管路连接气液分离闪蒸器两相流入口。

加热炉设置燃烧器，加热炉连接烟道。

对流段炉管和辐射段炉管被设置成使燃烧器烟气流向为二回程或者单回程。

二回程的辐射段炉管和对流段炉管串联，辐射段炉管和对流段炉管之间通过炉底炉管连接。

单回程将现有技术的单根对流段炉管和辐射段炉管改成至少两根并联。

有机热载体循环泵出口管路部分可套设在烟道上作为预热器。

烟道内壁固定设有多组折流板，烟道外壁有翅片板，实现充分热交换。

气液分离闪蒸器中可固定设有一有孔的横挡板，气液分离闪蒸器两相流入口高于挡板，气液分离闪蒸器返回液入口低于挡板，减少不同入口的有机热载体的返混，提高热效率。

其优点在于：

本系统热效率高，有机热载体温度较低，变质率较低，炉出口的有机热载体中气含率高，循环泵流量较小，压力较低，动力消耗较小。

附图说明

图1为实施例1的结构示意图。

图2为实施例2的结构示意图。

图3为实施例2的对流段的俯视图。

图4为预热器的结构示意图。

图5为一层阻挡板的结构示意图。

图6为另一层阻挡板的结构示意图。

图7为现有技术中的二回程半剖示意简图。

图8为现有技术中的多回程半剖示意简图。

图中单箭头为有机热载体流动方向，双箭头为烟气流动方向。

有机热载体循环泵1、气液分离闪蒸器2、气液分离闪蒸器气相出口3、气液分离闪蒸器返回液入口4、气液分离闪蒸器两相流入口5、气液分离闪蒸器液相出口6、预热器7。

加热炉8、入口集管9、对流段炉管10、辐射段炉管11、出口集管12、外炉管室13、炉底炉管14、燃烧器15、烟道16、折流板17、折流板间隙18、烟道翅片板19、挡板20、维修挡板21、炉底低点排放阀22、管路低点排放阀23、内炉管室24、烟气出口25、对流段加热炉体26、并联集管27、辐射段加热炉体28、法兰29、辐射段炉管间隙30。

具体实施方式

有机热载体可为联苯和联苯醚的混合物。

实施例1

一种有机热载体气相加热系统，下面结合附图进行说明：

气液分离闪蒸器液相出口6管路连接有机热载体循环泵1入口。

有机热载体循环泵1出口管路连接位于加热炉8外上方的入口集管9。

入口集管9连接圆筒加热炉8内的对流段炉管10入口。

对流段炉管10出口连接加热炉8内的辐射段炉管11入口。

辐射段炉管11的出口连接位于加热炉8外上方的出口集管12。

出口集管12管路连接气液分离闪蒸器两相流入口5。

气液分离闪蒸器气相出口3位于气液分离闪蒸器2顶部。

气液分离闪蒸器液相出口6位于气液分离闪蒸器2底部。

气液分离闪蒸器两相流入口5和气液分离闪蒸器返回液入口4位于气液分离闪蒸器2中部，气液分离闪蒸器两相流入口5高于气液分离闪蒸器返回液入口4。

按烟气的流向本实施例为二回程立式圆筒形。

对流段炉管10为至少两根圆形炉管并联，密集螺旋盘绕成圆筒型，与加热炉8内壁之间形成圆环形的外炉管室13。本实施例中为两根圆形炉管并联，密集螺旋盘绕而成。

辐射段炉管11为至少两根圆形炉管并联，密集螺旋盘绕成圆筒型，位于对流段炉管10内侧同心设置，与对流段炉管10之间形成圆环形的内炉管室24。本实施例中为两根圆形炉管并联，密集螺旋盘绕而成。

对流段炉管10的两根炉管入口连接入口集管9，对流段炉管10的两根炉管出口连接辐射段炉管11的两根炉管入口，辐射段炉管11的两根炉管出口连接出口集管12。

前述的炉管密集缠绕，可以形成互相隔离的空间，防止烟气走错路径。

加热炉8顶部设置燃烧器15，用于向下方加热炉8内提供热量。

加热炉8侧面顶部连接向下延伸的烟道16，烟道16底部为烟气出口25，后续进入节能设备。

进一步的，有机热载体循环泵1出口管路部分套设在烟道16上，作为预热器7。

进一步的，在对流段炉管10和辐射段炉管11连接处之间的两根炉管还可以在炉底盘绕成圆盘形的炉底炉管14。

进一步的，烟道16内壁固定设有多组折流板，每组折流板均包括高低相对设置的两块折流板17，两块上下设置的折流板17之间有折流板间隙18。上下相邻的两组折流板90°垂直交错设置，折流板间隙18呈十字交叉设置，增加换热。

进一步的，烟道16外壁圆周放射形固定设置多个烟道翅片板19，烟道翅片板19对液相有机热载体充分预热。

进一步的，通常使用的气液分离闪蒸器2仅为一空的圆筒，本实施例中使用的气液分离闪蒸器2中横向固定设有一有孔的挡板20，气液分离闪蒸器两相流入口5高于挡板20，气液分离闪蒸器返回液入口4低于挡板20，减少气液分离闪蒸器返回液入口4和气液分离闪蒸器两相流入口5的有机热载体返混。

为了便于维修，在挡板20上螺栓固定一个有孔的维修挡板21，维修挡板21外直径大于挡板20圆孔直径，维修挡板21圆孔直径小于挡板20圆孔直径，当需要维修气液分离闪蒸器2时，打开壳体上的人孔，拆掉维修挡板21，人可以从挡板20的大圆孔进入壳体下部进行维修。即可以将一个小孔的挡板分成两块。

进一步的，在加热炉8内的底部炉管安装炉底低点排放阀22，例如设置在炉底炉管14上，有机热载体循环泵1和入口集管9的连接管路上安装管路低点排放阀23。

对流段炉管10、炉底炉管14和辐射段炉管11依次串联。

原理为：

有机热载体循环泵1将有机热载体泵入预热器7预热，再进入加热炉8，在加热炉8内依次通过串联的对流段炉管10、炉底炉管14和辐射段炉管11通过辐射传热，对流传热，液相有机热载体吸收燃料燃烧放出的热量，温度升高，并部分气化。液相有机热载体变为气液两相，流出加热炉8，通过管道进入位于用热设备斜下方的气液分离闪蒸器2，气液分离并伴有闪蒸，气相从气液分离闪蒸器气相出口3进入用热设备，放热冷凝后从气液分离闪蒸器返回液入口4自动返回，连同分离出的液相，依靠气液分离闪蒸器2内的压力和重力自动流入有机热载体循环泵1。经有机热载体循环泵1加压，按上述路径强制循环。

设置两根炉管并联，可以加大换热面积。

燃烧器15的烟气向下进入圆筒形的辐射段炉管11区域内，从炉底分成两路分别进入外炉管室13和内炉管室24，向上从边缘进入烟道16，烟气层层拐弯的经过烟道16，还通过烟道翅片板19传热，给进入管路内的有机热载体预热。

预热器7为套管式，烟道16内走烟气，夹套走有机热载体。

本实用新型因为设置了预热器7，对流段炉管10、炉底炉管14和辐射段炉管11三者依次串联，气液分离闪蒸器2内设置了挡板20，实现了有机热载体气相加热系统的热效率高，有机热载体温度较低，变质率小，加热炉8出口的气液混合物中气含率高，系统设备少，动力消耗较小。

实施例2

按烟气流向为单回程立式圆筒形。

加热炉8内的对流段炉管10和辐射段炉管11结构与实施例1不同，燃烧器15设置在加热炉8下方，出口集管12设置在加热炉8外下方。

对流段炉管10为至少两段，入口均连接在上方的入口集管9上。

当对流段炉管10为两段并联，每段对流段炉管10均有多层，每层在圆周上从外边缘开始与直径平行反复呈S型弯折占一个半圆，两根炉管在圆上对称的各自弯折，各自向下串联连接下层从直径向边缘弯折的炉管，每段均为一根圆形炉管从头至尾弯折并分层而成，占据了上方对流段加热炉体26的内部，对流段炉管10是翅片管，或者为多根炉管时，每层弯折以后占圆的一部分并分层，两段对流段炉管出口连接加热炉8外的炉管并联集管27。

辐射段炉管11位于对流段炉管10下方，位于辐射段加热炉体28内。

辐射段炉管11为至少两根圆形炉管并联，螺旋盘绕成圆筒型，入口连接并联集管27，出口连接出口集管12，出口集管12在加热炉8外下方。

辐射段炉管11设置在圆筒形的辐射段加热炉体28内，靠近炉壁。

对流段加热炉体26和辐射段加热炉体28直径相同，之间通过法兰29连接形成加热炉8。

燃烧器15设置在加热炉8下方，向上方的加热炉8内供热。

进一步的，至少两根炉管螺旋盘绕成辐射段炉管11，在螺旋盘绕时，辐射段炉管11的两根炉管之间设有辐射段炉管间隙30，可以增加炉壁内和炉管后方的热量。

本实施例中为两根辐射段炉管11，与上方的对流段炉管10对应串联。

出口集管12有排放阀。

其原理与实施例1基本相同，其不同之处在于，燃烧器15的烟气向上进入圆筒形的辐射段炉管11内区域，向上经过多层弯折的对流段炉管10区域，进入烟道16。

Claims (9)

1.一种有机热载体气相加热系统，包括气液分离闪蒸器（2）、有机热载体

循环泵（1）和加热炉（8）；其特征在于：

气液分离闪蒸器液相出口（6）管路连接有机热载体循环泵（1）入口；

有机热载体循环泵（1）出口管路连接入口集管（9）；

入口集管（9）连接加热炉（8）内的对流段炉管（10）入口；

对流段炉管（10）出口连接加热炉（8）内的辐射段炉管（11）入口；

辐射段炉管（11）的出口连接出口集管（12）；

出口集管（12）管路连接气液分离闪蒸器两相流入口（5）；

加热炉（8）设置燃烧器（15），加热炉（8）连接烟道（16）；

对流段炉管（10）和辐射段炉管（11）被设置成使燃烧器（15）烟气流向为二回程或者单回程。

2.根据权利要求1所述的一种有机热载体气相加热系统，其特征在于：

对流段炉管（10）为至少两根炉管并联，密集螺旋盘绕成筒型，与加热炉（8）内壁之间形成一圈外炉管室（13）；

辐射段炉管（11）为至少两根炉管并联，密集螺旋盘绕成筒型，位于对流段炉管（10）内侧，与对流段炉管（10）之间形成一圈内炉管室（24）；

燃烧器（15）位于加热炉（8）顶部；

入口集管（9）和出口集管（12）均位于加热炉（8）上方；

此时对流段炉管（10）和辐射段炉管（11）被设置成使燃烧器（15）烟气流向为二回程。

3.根据权利要求2所述的一种有机热载体气相加热系统，其特征在于：

对流段炉管（10）和辐射段炉管（11）连接处之间的炉管在炉底绕为炉底炉管（14）。

4.根据权利要求2所述的一种有机热载体气相加热系统，其特征在于：

对流段炉管（10）和辐射段炉管（11）均为两根炉管。

5.根据权利要求1所述的一种有机热载体气相加热系统，其特征在于：

对流段炉管（10）为至少两段分层设置，出口向下连接并联集管，辐射段炉管（11）为至少两根炉管并联，螺旋盘绕成筒型，入口连接并联集管；

燃烧器（15）设置在加热炉（8）下方；

入口集管（9）位于加热炉（8）上方，出口集管（12）位于加热炉（8）下方；

此时对流段炉管（10）和辐射段炉管（11）被设置成使燃烧器（15）烟气流向为单回程。

6.根据权利要求5所述的一种有机热载体气相加热系统，其特征在于：

对流段炉管（10）和辐射段炉管（11）均为两根炉管。

7.根据权利要求1所述的一种有机热载体气相加热系统，其特征在于：

有机热载体循环泵（1）出口管路部分套设在烟道（16）上作为预热器（7）。

8.根据权利要求1所述的一种有机热载体气相加热系统，其特征在于：

烟道（16）内设有多组折流板，每组折流板均包括高低相对设置的两块折流板（17），两块上下设置的折流板（17）之间有折流板间隙（18）；上下相邻的两组折流板垂直交错设置；烟道（16）外壁设置多个烟道翅片板（19）。

9.根据权利要求1所述的一种有机热载体气相加热系统，其特征在于：

气液分离闪蒸器（2）中固定设有一有孔的横向挡板（20），气液分离闪蒸器两相流入口（5）高于挡板（20），气液分离闪蒸器返回液（4）入口低于挡板（20）。

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