CN220567934U - 一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，其包括管体与设置在管体两端的第一管箱与第二管箱，管体中间穿设有多根水平设置的换热管，管体两端开设有连通换热管的进液口与出液口，其特征在于，还包括：封闭板，设置在第一管箱、第二管箱与管体连接的部分；第一换热部，为换热器的上半部分，包括开设在第一管箱上的进水口与第二管箱上的出水口；第二换热部，为换热器的下半部分，与第一换热部组成换热器整体，包括开设在第一管箱上的出水口与第二管箱上的进水口；第一换热部的换热管与第二换热部的换热管热水流向相反。本实用新型具有提高汽提塔的进料时液体混合物的温升效率，从而实现保证汽提塔内液体混合物的汽提率的效果。

Description

一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器

技术领域

本申请涉及汽提塔进料换热技术的领域，尤其是涉及一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器。

背景技术

汽提是一种物理分离技术，基于液体的沸点随着温度的变化而改变的原理，用于将液体混合物中的不同组分根据沸点差异进行分离。

在汽提过程中，液体混合物首先被加热并达到沸点，当液体混合物沸腾时，液体组分转化为蒸汽，而较高沸点的组分则保持在液体状态。蒸汽随后被冷凝为液体，分离出纯度较高的组分。这种液体和蒸汽之间的转化过程可以在装置中的塔体中进行，即汽提塔。

汽提塔通常由一个垂直的筒形塔体组成，内部设有一系列的塔板或填料层。液体混合物通过塔体底部的进料口进入塔体，并在塔体内部逐渐升温。升温后，液体混合物开始蒸发，产生蒸汽。蒸汽上升到塔体顶部，在塔板或填料层上与下降的液体相接触。在接触的过程中，由于不同组分的沸点差异，组分会发生相互传质和传热，使得组分逐渐分离。较轻的组分倾向于向上升腾，而较重的组分则倾向于下降。

汽提过程中，进料釜用于将液体混合物引入汽提塔的，通常位于汽提塔的底部，与塔体通过一个进料口连接，一般情况下，汽提塔的进料釜通常需要连接换热器，将液体混合物加热至沸点，以产生蒸汽进行分离。

换热器在汽提塔的进料过程中起着至关重要的作用，目前，应用最广的换热器为结构较为简单、操作可靠的管壳式换热器，通过多条贯穿管壳式换热器内部的热水流道输送热水，采用热交换的加热方式对流入管壳式换热器的液体混合物进行加热，但，由于热交换加热方式自身的加热效率限制，传统的换热器容易存在加热效率低，偶尔导致加热效果不足，进而导致后续汽提塔内液体混合物的分离率不足。

针对上述中的相关技术，可对现有的换热器进行结构上的改进，以提高汽提塔的进料时液体混合物的温升效率，从而实现保证汽提塔内液体混合物的汽提率。

实用新型内容

为了提高汽提塔的进料时液体混合物的温升效率，从而实现保证汽提塔内液体混合物的汽提率，本实用新型提供一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器。

本实用新型提供的一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器采用如下的技术方案：

一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，包括管体与设置在管体两端的第一管箱与第二管箱，管体中间穿设有多根水平设置的换热管，管体两端开设有连通换热管的进液口与出液口，其特征在于：还包括；

封闭板，设置在第一管箱、第二管箱与管体连接的部分，用于封闭第一管箱与第二管箱；

第一换热部，为换热器的上半部分，包括开设在第一管箱上的进水口与第二管箱上的出水口；

第二换热部，为换热器的下半部分，与第一换热部组成换热器整体，包括开设在第一管箱上的出水口与第二管箱上的进水口；

第一换热部与第二换热部包括数量相等的换热管，且第一换热部的换热管与第二换热部的换热管热水流向相反。

通过采用上述技术方案，利用封闭板将换热器沿轴向分为三段封闭的内部空间，即第一管箱、管体与第二管箱，第一管箱与第二管箱用于向管体内的换热管输送热水，向通过进液口流入管体的液体混合物输送热量，加热至合适温度后从出液口运出至汽提塔底部，进行气化；在上述三段分割的换热器的基础上沿换热器的中心水平面在竖直方向上分为对称的两部分，即第一换热部与第二换热部，再将第一换热部内的换热管的热水流向与第二换热部内的换热管的热水流向相反，改善传统模式下单向流通导致换热管下游的温度低于换热管上游，进而引发换热器内部液体混合物加热不均，出现温度梯度的情况，通过反向的热水流通最大化保证液体混合物的上下游温度相同，以最大效率加热，从而实现保证汽提塔进料时液体混合物的温升效率。

可选的，所述第一管箱、所述第二管箱均与管体可拆卸连接。

通过采用上述技术方案，可拆卸连接的方式便于技术人员安装与维修，换热器需长时间工作，技术人员需定期维修，将作为热水输送前端与末端的第一管箱与第二管箱方便拆卸，提高维修效率。

可选的，还包括；

换热口，对应换热管开设在两块封闭板上，换热口朝管体一侧延伸，插接于换热管两端。

通过采用上述技术方案，封闭板设置在第一管箱与第二管箱上，而在技术人员拆卸完成后，安装第一管箱与第二管箱时，将朝管体一侧延伸的换热口对应换热管端部插接，实现方便对接，并保证对接后热水的顺畅运输。

可选的，还包括；

第一折流板，设置有多块且均竖直设置在管体内部，固接在管体内第一换热部的内壁上，其上开设有多个不规则网孔；

第二折流板，设置有多块且均竖直设置在管体内部，固接在管体内第二换热部的内壁上，并与第一折流板相间分布并组成折流通道，第二折流板上开设有多个不规则网孔。

挡流部，分别设置在第一折流板与第二折流板靠近管体内壁的部分，用于引导液体混合物。

通过采用上述技术方案，折流通道的设置可增加管体内液体混合物的流体湍流的路径，提高液体混合物在管体内的流经时间，按照技术人员预先设定的流道对液体混合物横向管束，提高加热效果，在此基础上，液体沿折流通道输送，遇到管体内壁改变流向，但管体内壁冲击时产生横流易通过网孔扰乱两侧的竖向液流，设置挡流板对流向进行阻挡，防止扰流扰乱其他部分的液流。

引流环，设置在管体侧壁于相邻的第一折流板或相邻的第二折流板之间的部分，用于引导液体混合物流向改变。

通过采用上述技术方案，引流环用于进一步减小液体混合物对管体内壁的冲击，引流部的前端顺应液体混合物的流向，绕过弯曲后将液体混合物引导变向。

可选的，还包括；

折流口，开设在第一折流板与第二折流板相靠近的一侧，呈以第一折流板或第二折流板的板面圆心为中心不大于120°的扇形，用于液体混合物的均流通。

通过采用上述技术方案，折流口作为折流通道中不可或缺的一环，对于其角度做出限制，目的在于增加液体混合物冲过折流口时的冲力与流速，减小液体混合物在折流通道中的阻碍的可能性，通过结构上的增速设计与折流通道的对液体混合物的减速相平衡。

可选的，还包括；

可选的，所述换热管沿折流通道部分弯折。

通过采用上述技术方案，于换热器内部液体混合物的加热方向上存在两个有益效果，其一在于，顺应折流通道的弯折设计增加了与折流通道内部液体混合物的接触面积与接触时间，增加了加热效果，其二，将换热管弯折设置减缓了换热管内部热水的流通速度，增加了在管体内部的流通时间，减少热循环次数，进而达到节省能源的目的。

附图说明

图1是本申请实施例的整体结构示意图。

图2是本申请实施例中换热器的剖视图。

图3是为凸显本实施例中封闭板上的换热口而作的结构示意图。

图4是本申请实施例中折流板的结构示意图。

附图标记说明：1、汽提塔；2、换热器；21、第一管箱；211、进水口；22、管体；221、进液口；222、出液口；23、第二管箱；231、出水口；24、封闭板；241、换热管；242、换热口；25、第一换热部；251、第一折流板；252、第二折流板；26、第二换热部；27、引流环；28、挡流部；29、折流口；3、进料釜。

具体实施方式

以下结合附图1-4对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器。参照图1，一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器设置在汽提塔1与进料釜3之间，连接汽提塔1底部与进料釜3的顶部，进料釜3中的液体混合物原料进入换热器2加热后，输送至汽提塔1底部完成气体过程。

参照图2一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器包括水平设置的管体22与分别设置在管体22两端的第一管箱21与第二管箱23，第一管箱21侧边与管体22一端侧边对接，并同时螺纹连接多根螺栓，以螺栓连接的方式拼接固定，相同的，第二管箱23侧边与管体22也通过螺栓连接固定。由于换热器2长时间运作，需要定期维修，螺栓连接的固定方式便于技术人员拆卸维修。

参照图2，管体22两端开设有用于液体混合物流入的进液口221与用于液体混合物流出的出液口222。

参照图2与图3，第一管箱21与第二管箱23内均掏空设置，且第一管箱21与第二管箱23各自靠近管体22的一端固接有封闭板24，封闭板24将第一管箱21与第二管箱23的内部空间与外界隔绝形成一个可以缓存热水的密闭空间；管体22内部轴向水平穿设有多根用于输送热水的换热管241，封闭板24上开设有与换热管241连接的换热口242。

参照图3，为便于上述第一管箱21、第二管箱23与管体22拆卸后的重装，封闭板24上对应换热口242的部分朝管体22部分延伸，延伸的部分适配换热管241的管体22并插接在换热管241的两端。

本实施例中，热水经过第一管箱21与第二管箱23，输送至换热管241内，形成热水流通通道，构建液体混合物加热的基础架构。

参照图2，换热器2沿中间的横截面分为容积相同的第一换热部25与第二换热部26；第一管箱21对应第一换热部25开设有一个进水口211，对应第二换热部26开设有一个出水口231；第二管箱23对应第一换热部25开设有一个出水口231，对应第二换热部26开设有一个进水口211，即，第一换热部25的进水口211、出水口231与第二换热部26的进水口211、出水口231相反分布，将第一换热部25的水流流向反向与第二换热部26的水流流向，将传统的热水单向流通管道分为两相反流向的部分，最大程度避免出现换热管241流向前端温度高于流向后端的温度，导致液体混合物的加热效果不均的情况。

参照图2，第一换热部25于管体22内壁上固接有多块竖直设置的第一折流板251，第二换热部26于管体22内壁上同样固接有多块竖直设置的第二折流板252，第一折流板251与第二折流板252相间分布，第一折流板251与第二折流板252相靠近的一端边缘开设有折流口29，折流口29以第一折流板251或第二折流板252为圆心呈120°的扇形形状；第一折流板251、第二折流板252、折流口29组成折流通道。

本实施例中通过设置折流通道加长液体混合物的流通路径，延长液体混合物在换热器2内部的流通时间，进而增加换热器2内部的液体混合物的加热时间，保证加热效果，同时，为避免液体混合物在折流通道内部阻滞，设置120°的折流口29，挤压液体流通通道，增强折流口29处的液体冲压以增加液体流速，弥补液体的流速损失。

参照图2与图4，第一折流板251与第二折流板252上开设网孔，以保证液体沿换热管241轴向的流通大方向，但，第一折流板251与第二折流板252靠近管道内壁的部分设置未开通网孔的挡流部28，用于阻挡液体混合物流通过程中冲击换热器2管道内壁产生的横向扰流，避免乱流影响两侧的液体流通。

参照图2，为了增强上述对乱流的阻挡效果，本实施例在相邻的两块第一折流板251与相邻的两块第二折流板252之间设置引流环27，即管体22内壁在相邻的两块第一折流板251或相邻的两块第二折流板252之间呈弯曲状朝管体22外设置，液体混合物流经引流环27时，经引流环27的引导，路径经曲线改变为反向，从而在源头上减小碰撞乱流现象。

参照图2，本实施例中对于换热管241的结构做出改进，将换热管241的管体22对应折流通道弯折，延长换热管241内流通的热水的路径，增长换热管241内热水的流通时间，并增加换热管241与液体混合物的接触面积，增强对液体混合物的加热效果。

本实施例中还设置控制系统，以便于技术人员对系统参数的整体把控，包括对系统内水泵的控制，进而控制换热器2内液体混合物的输送效率，还包括对加热器的控制，进而控制换热管241内流通热水的水温。

本申请实施例一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器的实施原理为：需要汽提的液体混合物经加热釜流通至换热器2内，从换热器2的进液口221流入，同时外部热水箱朝换热器2的两个进水口211同时输送热水，热水经换热管241流通至换热器2的两个出水口231流出，在流通过程中热传递实现对换热器2内部液体混合物的加热。

在热水沿换热管241流通的过程中，第一换热部25与第二换热部26内换热管241的热水流向相反。

液体混合物从进液口221流入后，沿折流通道受到换热管241足够的加热时长后，从出液口222流出至汽提塔1中。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，包括管体(22)与设置在管体(22)两端的第一管箱(21)与第二管箱(23)，管体(22)中间穿设有多根水平设置的换热管(241)，管体(22)两端开设有连通换热管(241)的进液口(221)与出液口(222)，其特征在于：还包括；

封闭板(24)，设置在第一管箱(21)、第二管箱(23)与管体(22)连接的部分，用于封闭第一管箱(21)与第二管箱(23)；

第一换热部(25)，为换热器(2)的上半部分，包括开设在第一管箱(21)上的进水口(211)与第二管箱(23)上的出水口(231)；

第二换热部(26)，为换热器(2)的下半部分，与第一换热部(25)组成换热器(2)整体，包括开设在第一管箱(21)上的出水口(231)与第二管箱(23)上的进水口(211)；

第一换热部(25)与第二换热部(26)包括数量相等的换热管(241)，且第一换热部(25)的换热管(241)与第二换热部(26)的换热管(241)热水流向相反。

2.根据权利要求1所述的一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，其特征在于：所述第一管箱(21)、所述第二管箱(23)均与管体(22)可拆卸连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，其特征在于：还包括；

换热口(242)，对应换热管(241)开设在两块封闭板(24)上，换热口(242)朝管体(22)一侧延伸，插接于换热管(241)两端。

4.根据权利要求1所述的一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，其特征在于：还包括；

第一折流板(251)，设置有多块且均竖直设置在管体(22)内部，固接在管体(22)内第一换热部(25)的内壁上，其上开设有多个不规则网孔；

第二折流板(252)，设置有多块且均竖直设置在管体(22)内部，固接在管体(22)内第二换热部(26)的内壁上，并与第一折流板(251)相间分布并组成折流通道，第二折流板(252)上开设有多个不规则网孔。

5.根据权利要求4所述的一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，其特征在于：还包括；

挡流部(28)，分别设置在第一折流板(251)与第二折流板(252)靠近管体(22)内壁的部分，用于引导液体混合物。

6.根据权利要求1所述的一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，其特征在于：还包括；

引流环(27)，设置在管体(22)侧壁于相邻的第一折流板(251)或相邻的第二折流板(252)之间的部分，用于引导液体混合物流向改变。

7.根据权利要求1所述的一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，其特征在于：还包括；

折流口(29)，开设在第一折流板(251)与第二折流板(252)相靠近的一侧，呈以第一折流板(251)或第二折流板(252)的板面圆心为中心不大于120°的扇形，用于液体混合物的均流通。

8.根据权利要求1所述的一种应用于轻有机物汽提塔进料工艺的换热器，其特征在于：所述换热管(241)沿折流通道部分弯折。