KR850000090Y1

KR850000090Y1 - Device for distributing a liquid in thin-film roam invertical heat exchanger

Info

Publication number: KR850000090Y1
Application number: KR2019840011053U
Authority: KR
Inventors: 라가나 빈센조
Original assignee: 스남프로게티 쏘시에떼 퍼 아찌오니; 칼로 시오니
Priority date: 1980-05-16
Filing date: 1984-11-03
Publication date: 1985-02-09

Abstract

내용 없음.No content.

Description

Liquid Distribution Device of Vertical Heat Exchanger

제1도는 본 고안 열교환기의 상부를 보인 단면도.1 is a cross-sectional view showing an upper portion of the present invention heat exchanger.

제2도는 본 고안에 따른 분포 튜우브의 단면도.2 is a cross-sectional view of the distribution tube according to the present invention.

제3도는 철망과 인접 분포 튜우브사이의 지지상태를 보인 평면도.3 is a plan view showing the state of support between the wire mesh and the adjacent distribution tube.

본 고안은 수직 열교환기내에 있어서 액체를 얇은 필름의 형태로 공급하기 위한 장치에 관한 것으로, 특히 암모니움 카르바메이트를 위한 고압분해기의 관내에 요소합성 반응기내의 요소용액을 필름형태로 분포하기 위한 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for supplying liquid in the form of a thin film in a vertical heat exchanger, and in particular, an apparatus for distributing urea solution in a urea synthesis reactor in the form of a film in a tube of an autoclave for ammonia carbamate. It is about.

본 고안은 비록 이에 국한 되는 것은 아니나 요소공업이 화학공업에서 가장 중요한 것중의 하나이므로 이를 인용하게 되었다.The present invention, although not limited thereto, is cited because it is one of the most important things in the chemical industry.

공지된 바와 같이, 분포 튜우브를 통하여 필름 열교환기의 튜우브지지판상에 배열된 여러 튜우브에 액체를 균일하게 분포하는 것은 대단히 중요하며 장치의 만족한 가등은 액체의 흐름이 균일한 속도로 공급되는 튜우브에 의하여 이루어질 것이다.As is known, it is very important to distribute the liquid evenly among the various tubes arranged on the tube support plate of the film heat exchanger through the distribution tube, and the satisfactory light of the device is that the flow of liquid is supplied at a uniform speed. It will be done by the tube.

이러한 결과를 얻기 위하여, 종래 기술은 실제로 두개의 기본적인 공급형태로 구분될 수 있는 해결방법이 강구되었다. 즉 액체를 튜우브지지판의 중심에 공급하여 액체가 원심운동케하는 방법과 액체를 튜우브 지지판의 주변에서 공급하여 액체가 구심운동케하는 방법(주변으로부터 중심쪽으로)이 강구되었다.In order to achieve this result, the prior art has found a solution that can be divided into two basic types of supply. In other words, a method of centrifugal movement of liquid by supplying the liquid to the center of the tube support plate and a method of centrifugal movement of the liquid (from the periphery to the center) by supplying the liquid from the periphery of the tube support plate have been devised.

이들 두 해결방법은 분포튜우브와 이에 인접한 다음의 분포 튜우브사이의 압력강하가 공급부위에서는 최대가 되고 이 공급 부위를 벗어나서는 현저히 감소되는 수두(水頭)의 발생원인이 되어 튜우브전체에서 분포가 균일하게 이루어지지 않도록 한다.These two solutions are responsible for the generation of water heads where the pressure drop between the distribution tube and the next distribution tube adjacent to it is greatest at the supply site and significantly reduced beyond the supply site. Do not make it uniform.

종래 기술의 장치에 있어서 공급튜우브의 상태를 관찰한 결과, 수두가 높은 곳에서는 튜우브벽의 두께가 유량이 큰 지점에 해당하는 튜우브의 벽두께보다 현저히 얇아 이 부분의 튜우브에서는 넘쳐 흐르는 일수(溢水) 상태에 놓이게 되어 정상부분에서 부식이 일기 시작하였다. 일수상태와 더불어 튜우브의 상부에서는 용액내에 함유된 불활성가스의 유리와 용액내에 함유된 유리암모니아 일부의 증발로 가스의 격렬한 방출이 나타나게 된다. 이들 두 요인이 부식현상을 야기시킨다.As a result of observing the state of the supply tubing in the apparatus of the prior art, the thickness of the tubing wall is significantly thinner than the wall thickness of the tubing corresponding to the point where the flow rate is high at the high head, and the number of days flowing in the tubing of this part It was put in a state of water, and corrosion started at the top part. At the top of the tube, the violent release of the gas results from the evaporation of the glass of inert gas contained in the solution and the part of free ammonia contained in the solution. These two factors cause corrosion.

종래 기술은 튜우브다발, 즉 관속(管束)의 튜우브를 따라 필름의 형태로 낙하하는 용액으로 부터 분리되는 가스와 증기의 방출이 이루어지도록 상부가 천공된 분포튜우브를 사용하였으며, 이 튜우브의 주연면에 형성된 통공을 통하여 용액을 유동되게 함으로서 튜우브의 내벽에 액체를 필름형태로 분포할 수 있었다.The prior art used a distribution tube that was perforated to allow the release of gas and vapor separated from a solution falling in the form of a film along a tube bundle, ie, a tube in a tube. By allowing the solution to flow through the through hole formed on the peripheral surface of the liquid, it was possible to distribute the liquid on the inner wall of the tube.

이들 통공은 튜우브의 내면에 대하여 접선방향으로 천공되는 것이 좋다. 튜우브지지판상에 액체를 분포하는 것에 관하여, 튜우브의 형태와 통공이 프랑스특허 제2,347,093호에 충분히 설명되어 있다. 놀랍게도 열교환기의 튜우브가 부식되기 쉬운 상태는 튜우브의 상부가 개방되었을 때에 액체의 일정치 않은 수두와 상부가 개방된 튜우브의 상호작용에 의하여 시작된다는 것을 알았다.These through holes are preferably drilled in a direction tangential to the inner surface of the tube. With regard to the distribution of liquid on the tube support plate, the shape and through hole of the tube is fully described in French Patent No. 2,347,093. Surprisingly, it was found that the tube-to-corrosive condition of the heat exchanger was initiated by the interaction of the tub with the open top of the liquid when the top of the tube was opened.

본 고안의 목적은 열교환기에 액체를 필름형태로 분포하기 위한 장치를 제공하기 위한 것으로, 본 고안장치는 다음의 조합으로 구성된다.An object of the present invention is to provide a device for distributing a liquid in a film form to a heat exchanger, the device of the present invention is composed of the following combination.

1) 측면과 밀폐된 상부부근에 통공이 천설된 다수의 상부 밀폐형튜우브. 이들 튜우브에 액체의 주입을 위하여 그 중간부와 연통되게 튜우브의 측면에 부가적으로 접선방향의 통공이 천설된다.1) A number of upper sealed tubes with holes in the sides and near the sealed upper part. A tangential through-hole is additionally laid on the side of the tube in communication with the middle portion thereof for the purpose of injecting liquid into the tube.

2) 사각망(四角網) 형태의 철망상에 안치되는 충전상(充塡床). 상기 철망은 평행봉으로 구성된 격자상에 놓이며, 각 평행봉에는 두 개의 인접한 튜우브 열(列)의 변부상에 놓인다. 충전상에는 직경 5mm-10mm의 소공이 다수 천설된 하나 또는 그 이상의 소공판(小公板)이 적층될 수 있다. 이 경우 철망은 제거되는 반면에 격자는 그 대로 놓아둔다.2) Filled bed enclosed in a rectangular mesh. The wire mesh is placed on a grid of parallel bars, each parallel bar lying on the edge of two adjacent tubing rows. The packed bed may be laminated with one or more small pore plates in which a plurality of small pores 5 mm-10 mm in diameter are laid. In this case the wire mesh is removed while the grid is left as it is.

튜우브의 주면상부에 천설된 통공은 필름 열교환기의 관으로부터 나오는 가스와 증기의 압력강하에 의한 문제를 해결한다. 이러한 점에 연관하여 가스 및 증기의 방출이 억제되어야하는 반면에 가스 또는 증기상(相)과 액체상사이의 접촉시간을 최소로 줄일 수 있도록 증류작용이 이루어져야 한다.A through hole formed above the main surface of the tube solves the problem caused by the pressure drop of the gas and the vapor coming from the tube of the film heat exchanger. In this regard, the release of gases and vapors should be suppressed while the distillation should take place to minimize the contact time between the gas or vapor phase and the liquid phase.

이러한 통공은 대개 2-8개 사이이다. 이들 통공의 축선은 튜우브의 축선에 대하여 수직이며 각 튜우브의 외면에 일정한 간격을 두고 천설되어 있다. 이들 통공에서 예상되는 압력 강하는 0.1mm-2,000mm 수주(水柱)의 범위이다.These openings are usually between 2-8. The axis of these through holes is perpendicular to the axis of the tube and is laid out at regular intervals on the outer surface of each tube. The pressure drop expected in these openings is in the range of 0.1mm-2,000mm water column.

충전상에 있어서, 이는 충전탑에 사용되는 바와 같은 통상의 충전요소로 구성된다. 충전상의 높이는 대개 500mm-2,000이나 1,000mm가 적합하다. 격자의 평행봉은 급격한 압력변화가 있을 때에 튜유브로부터 방출되는 것을 방지하는 동시에 금속구성부품의 완전한 표면안정화를 기할 수 있도록 튜우브로부터 일정한 간격을 두고 배치하지 않고 바로 튜우브상에 배치시킬 수도 있다. 이러한 경우, 평행봉은 케이싱벽에 대향하여 배치시키고 그 단부는 적당한 브라킷트에 놓이도록 한다.In the charging phase, it consists of conventional charging elements as used in the charging tower. The height of the packed bed is usually 500mm-2,000 or 1,000mm. The parallel bars of the lattice can be placed directly on the tube without being spaced apart from the tube in order to prevent release from the tube when there is a sudden pressure change and to ensure complete surface stabilization of the metal components. In this case, the parallel bars are placed opposite the casing wall and the ends thereof lie in suitable brackets.

본 고안을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to the present invention in more detail based on the accompanying drawings as follows.

도면에서, 제1도는 본 고안열 교환기의 상부를 보인 것이다. 부호 1은 상부 케이싱을 나타내고, 2는 액체를 필름형태로 분포하기 위한 공급관이며, 3은 가스 및 증기의 배출관이고, 4는 통상의 액체분포기를 나타내며, 5는 라시히 링(Rascjing ring) 또는 이와 유사한 것이 채워지는 충전상을 나타내고, 6은 충전상을 지지하기 위한 철망이 설치되는 격자를 나타낸다. 부호 7은 본 고안에 따른 2개의 밀폐형 튜우브에 부여된 것이고, 11은 부호 12로 보인 관속의 튜우브지지판이다. 도면에서는 두 개의 튜우브만을 도시하였다.In the figure, Figure 1 shows the top of the subject innovation heat exchanger. Reference numeral 1 denotes an upper casing, 2 denotes a supply pipe for distributing liquid in a film form, 3 denotes a discharge pipe for gas and vapor, 4 denotes a conventional liquid distributor, and 5 denotes a Rascjing ring or The analogous to the filled phase is filled, 6 denotes a lattice in which a wire mesh for supporting the filled phase is installed. Reference numeral 7 is given to the two sealed tube according to the present invention, 11 is a tube support plate of the tube shown by reference numeral 12. In the figure only two tubs are shown.

제2도에 본 고안에 따른 튜우브 7의 종방향 단면을 보인 것이다. 여기에서 부호 8은 가스 및 증기를 배출하기 위한 통공의 하나를 보인 것이며, 9는 튜우브내에 액체의 주입을 위한 접선방향 통공을 나타낸다.Figure 2 shows a longitudinal cross section of the tube 7 according to the present invention. Here, reference numeral 8 shows one of the through holes for discharging gas and steam, and 9 indicates the tangential through holes for the injection of liquid into the tub.

제3도는 철망을 지지하기 위한 평행봉 10이 튜우브 7의 두 인접열사이에 안치된 것을 보인 것이다. 전체적으로 본 고안에 따른 액체필름분포장치를 구비한 수직열교환기는 액체주입을 위한 개방부를 가진 상부 케이싱, 처리된 액체를 방출하기 위한 개방부, 액체로부터 방출되거나 액체를 스트립핑(stripping)하기 위하여 주입되는 가스와 증기의 배출을 위한 개방부, 장치의 전체내부에 액체를 분포하기 위한 분포장치와 이를 지지하기 위한 수단, 분포된 액체가 스며드는 충전상, 상기 충전상이 놓이는 철망, 상기 철망을 지지하기 위한 격자, 액체를 필름형태로 분포하기 위한 중공형의 상부 밀폐형 튜우브, 케이싱벽에 고정되고 상기 튜우브의 상단부가 삽입되는 상부 튜우브지지판, 케이싱벽에 고정되고 튜우브의 하단부가 삽입되는하부 튜우브지지판으로 구성되고, 가열매개체가 외부 케이싱의 개방부를 통하여 케이싱과 상기 상하부의 튜우브지지판 사이에 형성된 공간으로 공급되며 같은 영역에 형성된 개방부를 통하여 배출됨을 특징으로 한다.3 shows that parallel bars 10 for supporting the wire mesh are placed between two adjacent rows of tubing 7. The vertical heat exchanger having the liquid film distribution device as a whole according to the present invention is provided with an upper casing having an opening for the liquid injection, an opening for discharging the treated liquid, and injected into or discharged from the liquid or to strip the liquid. Openings for discharging gases and vapors, distribution devices for distributing liquid throughout the apparatus and means for supporting them, packed beds in which the distributed liquid soaks, wire mesh on which the packed beds are placed, gratings for supporting the wire mesh A hollow upper sealed tube for distributing liquid in a film form; an upper tube support plate fixed to a casing wall and inserted with an upper end of the tube; and a lower tube fixed to a casing wall and inserted with a lower end of the tube It consists of a support plate, the heating medium supports the casing and the upper and lower tube through the opening of the outer casing It supplied to the space defined between, and is characterized in the discharged through an opening formed in the same area.

Claims

An upper casing 1 having a supply tube 2 for supplying a liquid to be treated, a liquid distributor 4 for distributing the liquid inside the casing 1, a packed bed 5 through which the distributed liquid is filtered, In the liquid distribution apparatus of the vertical heat exchanger composed of a hollow tube (7) in which liquid is distributed in the form of a film therein and a tube support plate (11) supporting them, the tub (7) for liquid distribution is provided. The upper end is closed and a through hole 8 for gas and vapor discharge is formed near the closed upper end, and parallel bars 10 are disposed on the sides of the tube 7 on the tubes 7 in two adjacent rows. A liquid distribution device of a vertical heat exchanger, characterized in that the grid (6) is supported to be supported and the grid (6) is configured to support the packed bed (5).