RU2433367C2 - Установка для комбинированного проведения теплообмена и статического смешения с жидкостью - Google Patents

Установка для комбинированного проведения теплообмена и статического смешения с жидкостью Download PDF

Info

Publication number
RU2433367C2
RU2433367C2 RU2009108295/06A RU2009108295A RU2433367C2 RU 2433367 C2 RU2433367 C2 RU 2433367C2 RU 2009108295/06 A RU2009108295/06 A RU 2009108295/06A RU 2009108295 A RU2009108295 A RU 2009108295A RU 2433367 C2 RU2433367 C2 RU 2433367C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
elements
built
pipes
installation according
installation
Prior art date
Application number
RU2009108295/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2009108295A (ru
Inventor
Патрик БУХЕР (CH)
Патрик БУХЕР
Курт ШТАЙНЕР (CH)
Курт ШТАЙНЕР
Original Assignee
Зульцер Хемтех Аг
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=37533137&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2433367(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Зульцер Хемтех Аг filed Critical Зульцер Хемтех Аг
Publication of RU2009108295A publication Critical patent/RU2009108295A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2433367C2 publication Critical patent/RU2433367C2/ru

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B01F35/93—Heating or cooling systems arranged inside the receptacle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/0013—Controlling the temperature of the process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/4319—Tubular elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43197—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor characterised by the mounting of the baffles or obstructions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F35/00—Accessories for mixers; Auxiliary operations or auxiliary devices; Parts or details of general application
    • B01F35/90—Heating or cooling systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0006—Controlling or regulating processes
    • B01J19/002—Avoiding undesirable reactions or side-effects, e.g. avoiding explosions, or improving the yield by suppressing side-reactions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0053—Details of the reactor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29B—PREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00—Mixing; Kneading
    • B29B7/30—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices
    • B29B7/32—Mixing; Kneading continuous, with mechanical mixing or kneading devices with non-movable mixing or kneading devices
    • B29B7/325—Static mixers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D7/00—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall
    • F28D7/08—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag
    • F28D7/082—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration
    • F28D7/085—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions
    • F28D7/087—Heat-exchange apparatus having stationary tubular conduit assemblies for both heat-exchange media, the media being in contact with different sides of a conduit wall the conduits being otherwise bent, e.g. in a serpentine or zig-zag with serpentine or zig-zag configuration in the form of parallel conduits coupled by bent portions assembled in arrays, each array being arranged in the same plane
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F9/00—Casings; Header boxes; Auxiliary supports for elements; Auxiliary members within casings
    • F28F9/007—Auxiliary supports for elements
    • F28F9/013—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies
    • F28F9/0132—Auxiliary supports for elements for tubes or tube-assemblies formed by slats, tie-rods, articulated or expandable rods
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01F—MIXING, e.g. DISSOLVING, EMULSIFYING OR DISPERSING
    • B01F25/00—Flow mixers; Mixers for falling materials, e.g. solid particles
    • B01F25/40—Static mixers
    • B01F25/42—Static mixers in which the mixing is affected by moving the components jointly in changing directions, e.g. in tubes provided with baffles or obstructions
    • B01F25/43—Mixing tubes, e.g. wherein the material is moved in a radial or partly reversed direction
    • B01F25/431—Straight mixing tubes with baffles or obstructions that do not cause substantial pressure drop; Baffles therefor
    • B01F25/43195—Wires or coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00051—Controlling the temperature
    • B01J2219/00074—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids
    • B01J2219/00076—Controlling the temperature by indirect heating or cooling employing heat exchange fluids with heat exchange elements inside the reactor
    • B01J2219/00083—Coils
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/00049—Controlling or regulating processes
    • B01J2219/00168—Controlling or regulating processes controlling the viscosity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J2219/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J2219/18—Details relating to the spatial orientation of the reactor
    • B01J2219/182—Details relating to the spatial orientation of the reactor horizontal
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0052—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for mixers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
    • F28D2021/0019—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for
    • F28D2021/0098—Other heat exchangers for particular applications; Heat exchange systems not otherwise provided for for viscous or semi-liquid materials, e.g. for processing sludge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2225/00—Reinforcing means
    • F28F2225/04—Reinforcing means for conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F2265/00—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction
    • F28F2265/26—Safety or protection arrangements; Arrangements for preventing malfunction for allowing differential expansion between elements

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

Изобретение относится к теплотехнике и может быть применено в установках, которые комбинирует теплообмен между жидкостью и средой теплоносителя со статическим смешением жидкости, также касается применения этой установки. Установка содержит кожух, который проходит в продольном направлении между головным концом и базовым концом, внутри которого размещены встроенные элементы, образующие теплообменную и смесительную структуру, причем предусмотрена подача среды теплоносителя в качестве внутреннего потока в трубы встроенных элементов от базового конца к головному концу и подача жидкости в качестве наружного потока от головного конца к базовому концу. Установка содержит армирующие элементы для стабилизации встроенных элементов в продольном направлении от градиентов давления, создаваемых жидкостью, причем в главной области они связаны армирующими элементами в частичную структуру, которая не подвержена тепловому расширению, а в побочной области остаются, по меньшей мере, частично неармированными с образованием частичной структуры, способной к тепловому расширению в продольном направлении. Технический результат - повышение эффективности теплообмена, усовершенствование установки. 4 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к установке, которая комбинирует теплообмен между жидкостью и средой теплоносителя со статическим смешением жидкости. Изобретение также касается применения этой установки.
Патент ЕР-А-0009638 представляет теплообменник, скомпонованный в виде реактора, с помощью которого теплота реакции полимеризации отводится для поддержания оптимальной температуры. Этот полимеризационный реактор включает трубчатый корпус и встроенные элементы, с помощью которых может выполняться теплоперенос от полимеризуемой смеси, которая представляет собой высоковязкую жидкость. Встроенные элементы одновременно действуют как статический смеситель этой высоковязкой жидкости.
Подобную конструкцию с корпусом и встроенными элементами имеет устройство, для которого были найдены разнообразные варианты применения. Типичное применение состоит в охлаждении расплавленного сложного полиэфира, который формируется в реакторе для поликонденсации при температуре около 290°С. После выведения этого продукта из этого реактора температура должна быть понижена на 10°С, чтобы уменьшить разложение продукта. Охлаждение должно проводиться в устройстве равномерно и в узком диапазоне времени пребывания расплава сложного полиэфира, чтобы получить однородный продукт. При получении тонких полиэфирных волокон нужно весьма точно поддерживать однородность распределения температур расплава.
Известный из патента ЕР-А-0009638 полимеризационный реактор для комбинированного проведения теплообмена и статического смешения включает корпус в форме кожуха, который проходит в продольном направлении между головным концом и базовым концом, и встроенные элементы, которые формируют теплообменную и смесительную структуру. Встроенные элементы состоят из проходящих в продольном направлении труб, которые имеют извилистую форму. Эти трубы ниже иногда называются «теплообменными/смесительными трубами». Каждая труба имеет изогнутые части трубы, а также части трубы, соединяющие эти изогнутые части трубы и являющиеся прямыми и параллельными друг другу. Трубы уложены в виде плоских слоев, соприкасающихся между собой; и соседствующие друг с другом прямые участки труб перекрещиваются. Среда теплоносителя прокачивается в виде внутреннего потока через трубы встроенных элементов. Трубы подключены к головному концу, где также располагается впускной патрубок для наружного потока охлаждаемого продукта. Охлажденный продукт выводится из установки на базовом конце, к которому встроенные элементы не подсоединены. Благодаря отсутствию связи между базовым концом и встроенными элементами отпадает необходимость в компенсировании теплового расширения, каковое потребовалось бы вследствие различного теплового расширения встроенных элементов и корпуса. Различия в тепловом расширении проявляются, в частности, при пусковом режиме, поскольку змеевики почти немедленно достигают температуры теплоносителя, тогда как корпус лишь опосредованно и медленно прогревается полимером в пространстве рубашки.
В известном полимеризационном реакторе теплообмен производится в многооборотном порядке, а именно в первой половине каждой трубы в прямоточном режиме и во второй половине - в противоточном режиме. Внутренний поток среды теплоносителя пересекается благодаря извилистой форме наружного потока высоковязкой жидкости так, что с прямоточным и противоточным течением комбинируется также перекрестное течение.
Задача изобретения состоит в создании усовершенствованной установки, которая функционально скомпонована как известный полимеризационный реактор, однако при этом в данной установке теплообмен производится более эффективно. Эта задача разрешается с помощью установки, определенной в пункте 1 формулы изобретения.
Установка, которая комбинирует теплообмен между жидкостью и средой теплоносителя со статическим смешением жидкости, включает встроенные элементы в кожухе. Кожух проходит в продольном направлении между головным концом и базовым концом. Встроенные элементы формируют теплообменную и смесительную структуру. Среда теплоносителя подается в качестве внутреннего потока в трубы встроенных элементов от базового конца к головному концу. Жидкость подводится в качестве наружного потока от головного конца к базовому концу. Предусматриваются армирующие элементы, которые стабилизируют встроенные элементы в продольном направлении от воздействия градиентов давления, создаваемых в жидкости. Встроенные элементы в главной области соединены армирующими элементами с образованием частичной структуры, которая не подвержена тепловому расширению; и в побочной области, которая является дополнительной для главной области, они остаются как расширяющаяся в продольном направлении частичная структура, по меньшей мере, частично без армирования.
Зависимые пункты 2-9 формулы изобретения относятся к предпочтительным вариантам исполнения установки согласно изобретению. Возможность применения установки согласно изобретению представляет собой предмет пункта 10 формулы изобретения.
Далее изобретение будет разъяснено с привлечением чертежей.
Фиг. 1 представляет головной конец установки согласно изобретению с теплообменной/смесительной трубой,
Фиг. 2 представляет два слоя примыкающих друг к другу теплообменных/смесительных труб,
Фиг. 3 представляет частичный продольный разрез установки согласно изобретению,
Фиг. 4 представляет дальнейший пример армирующих элементов.
Установка 1 согласно изобретению описывается с помощью Фиг.1-4. Эта установка 1, которая комбинирует теплообмен между жидкостью 8 и средой 7 теплоносителя со статическим смешением жидкости 8, включает встроенные элементы 2 и кожух 3 с трубчатым корпусом 3', через который пропускается жидкость 8. Обрабатываемая жидкость 8 типично имеет относительно высокую динамическую вязкость на уровне не менее 1 Па.с; при важнейших вариантах применения установки 1 она представляет собой расплав полимера, который имеет давление, например, 50 бар (5 МПа).
Кожух 3 проходит в продольном направлении между головным концом 4 и базовым концом 5. Встроенные элементы 2 формируют теплообменную и смесительную структуру. Среда 7 теплоносителя протекает как внутренний поток в трубах 21, 22 встроенных элементов 2 от базового конца 5 к головному концу 4. Жидкость 8 протекает как наружный поток от головного конца 4 к базовому концу 5. Предусматриваются армирующие элементы 6 (см. Фиг. 2 и 4), которые стабилизируют встроенные элементы 2 в продольном направлении от воздействия градиентов давления, создаваемых в жидкости 8. Встроенные элементы 2 в главной области соединены армирующими элементами 6 с образованием частичной структуры 2а, которая не подвержена тепловому расширению. В побочной области, которая является дополнительной для главной области, встроенные элементы 2 остаются без армирования или только частично с армированием, так что образуется гибкая, способная к расширению в продольном направлении частичная структура 2b (прямоугольник, обведенный штрихпунктирной линией). Благодаря этой гибкой частичной структуре 2b обеспечивается компенсирование теплового расширения, которое необходимо вследствие различного теплового расширения встроенных элементов 2 и корпуса 3', возникающего, например, при пусковом режиме установки.
В установке 1 согласно изобретению теплообмен производится за один проход, а именно в противоточном режиме. При противоточном режиме, как известно, в среде между внутренним и наружным потоком возникает более значительная разность температур, чем при прямоточном режиме. Поэтому теплообмен может производиться более эффективно, чем при многооборотном теплопереносе в известном полимеризационном реакторе. Тем самым, например, такой реактор, который имеет длину 2 м, может быть заменен противоточным реактором, который является примерно на 35 см более коротким (причем оба реактора имеют одинаковые площади поперечника и одинаковую охлаждающую способность). Одновременно вдвое снижается падение давления внутреннего потока (теплоноситель в форме масла-теплоносителя).
Теплообменные/смесительные трубы, то есть трубы 21, 22 встроенных элементов 2, образуют плоские, уложенные параллельно слои 200, расположение которых в поперечном направлении обозначается в Фиг. 1 штрихпунктирными линиями 204. В каждом слое 200 трубе 22 (соответственно 21) придана извилистая форма, включающая дугообразные изгибы 201 и параллельные прямые участки 202 трубы, от входного конца 25 на базовом конце 5 до выходного конца 24 на головном конце 4. Прямолинейные участки 202 трубы соседствующих слоев 200 пересекаются в точках 203 пересечения. На Фиг. 3 слева представлены две соседствующие трубы 21 и 22, справа только труба 21.
В главной области встроенных элементов 2 трубы 21 и 22 двух соседствующих слоев 200 закреплены на аксиальной, то есть проходящей в продольном направлении, штанге 6', которая образует предпочтительную форму выполнения армирующего элемента 6. Штанга 6' закреплена на базовом конце 5 и проходит через негибкую частичную структуру 2а вплоть до гибкой частичной структуры 2b, которая обеспечивает компенсирование теплового расширения. Возможна также форма выполнения, в которой штанги 6' закреплены на головном конце 4, и гибкая частичная структура 2b формируется на базовом конце 5.
Армирующие элементы 6 предпочтительно сформированы в виде ленточных пластин (не показаны), штанг 6' (Фиг. 2) или соединительных вставок 6” (Фиг. 4), которые распределены по многим местам. Под ленточными пластинами понимают армирующие элементы 6, которые изготовлены хотя и сравнимо с отрезками штанги, но подобно соединительным вставкам 6” в Фиг. 4 расположены с распределением. На штангах 6' или пластинах предусмотрены углубления в виде желобков для укладки труб 21 и 22 так, что соединенные этими пластинами трубы соприкасаются или располагаются на относительно небольших расстояниях друг от друга, которые являются значительно меньшими, чем толщина пластин. Предпочтительно фиксирующие соединения между трубами и пластинами и, соответственно, между трубами и штангами 6' изготавливаются с помощью пайки в паяльной печи. Разумеется, соединения могут быть изготовлены также с помощью сварки. В конструкции армирования, иллюстрированной в Фиг. 4, соединительные вставки 6” связывают каждые два соседних прямых участка 202 трубы. Они предпочтительно являются приваренными.
Негибкая частичная структура 2а главной области сформирована настолько прочной, что встроенные элементы остаются в рабочем состоянии, когда в наружном потоке вследствие сопротивления течению возникают разности давления в продольном направлении между концами установки на уровне, по меньшей мере, 10 бар (1 МПа), предпочтительно 40 бар (4 МПа).
Установка 1 согласно изобретению, как правило, сконструирована так, что головной конец 4 и базовый конец 5 соединяются с кожухом 3, а также со встроенными элементами 2 без возможности разборки. В этом случае встроенные элементы 2 являются несъемными. Если требуются съемные встроенные элементы 2, то может быть предпочтительным использование уже известного устройства (полимеризационного реактора).
Кожух 3 между наружной стенкой 30 и трубчатым корпусом 3' может содержать кольцевой зазор 31, через который может быть пропущен теплоноситель, предпочтительно часть среды теплоносителя 7 (входной патрубок 35 и выходной патрубок 34 теплоносителя).
Теплообменные/смесительные трубы 21, 22 вставлены и закреплены в отверстиях 40 на головном конце 4 и в отверстиях 50 на базовом конце 5. Отверстия 40 располагаются в двух кольцевых сегментах вблизи кожуха; отверстия 50 располагаются в пластине, пересекающей середину базового конца 5. Среда теплоносителя 7 подается через входной патрубок 51, а также распределительную камеру 517 в отдельные трубы 21, 22 встроенных элементов 2 и на их выходе объединяется в коллекторе 417, а также в выходном патрубке 41.
Для жидкости 8 головной конец 4 имеет центральное впускное отверстие 42, и базовый конец 5 имеет выпускное отверстие 52, расположенное сбоку от центра. Оба отверстия 42 и 52 могут быть также расположены в центре или смещены от центра, или впускное отверстие 42 смещено от центра, и выпускное отверстие 52 размещено в центре.
Установка 1 согласно изобретению может быть использована, например, для расплавленного сложного полиэфира или другого расплавленного полимера (жидкость 8), чтобы путем охлаждения свести к минимуму разложение. Другое применение представляет собой нагревание полимера, чтобы сделать его более текучим. Еще одно применение состоит в нагревании или охлаждении высоковязких сред в области пищевых продуктов, таких как шоколадные, карамельные массы или материалы для жевательных резинок. В качестве среды 7 теплоносителя, как правило, используется масляный теплоноситель. Применимы также другие среды, такие как вода или пар.

Claims (14)

1. Установка (1) для осуществления комбинированного теплообмена между жидкостью (8) и средой (7) теплоносителя со статическим смешением жидкости, причем встроенные элементы (2) в кожухе (3), который проходит в продольном направлении между головным концом (4) и базовым концом (5), образуют теплообменную и смесительную структуру, причем предусмотрена подача среды теплоносителя в качестве внутреннего потока в трубы (21, 22) встроенных элементов от базового конца к головному концу и подача жидкости в качестве наружного потока от головного конца к базовому концу, причем установка содержит армирующие элементы (6, 6′, 6′′) для стабилизации встроенных элементов в продольном направлении от градиентов давления, создаваемых жидкостью, причем встроенные элементы в главной области связаны армирующими элементами в частичную структуру (2а), которая не подвержена тепловому расширению, а в побочной области, которая является дополнительной к главной области, остаются, по меньшей мере, частично неармированными с образованием частичной структуры (2b), способной к тепловому расширению в продольном направлении.
2. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубы (21, 22) встроенных элементов (2) образуют плоские, расположенные параллельно слои (200), в которых каждая из труб является извилистой, включает дугообразные изгибы (201) и параллельные прямые участки (202) труб и проходит от входного конца (25) до выходного конца (24), причем прямые участки труб соседних слоев пересекаются.
3. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что в главной области встроенных элементов (2) трубы (21, 22) закреплены на аксиальных, то есть проходящих в продольном направлении, штангах (6') или соединены посредством элементов в форме ленточных пластин, причем на пластинах или штангах предусмотрены углубления в виде желобков для укладки труб, так что трубы, соединенные с помощью этих пластин или штанг, соприкасаются или располагаются на относительно малых расстояниях друг от друга, которые являются значительно меньшими, чем толщина пластин или штанг, причем скрепляющие соединения предпочтительно изготовлены с помощью пайки в паяльной печи.
4. Установка по п.1 или 2, отличающаяся тем, что трубы (21, 22) в главной области встроенных элементов (2) соединены с помощью соединительных вставок (6"), причем скрепляющие соединения предпочтительно изготовлены путем сварки.
5. Установка по п.1, отличающаяся тем, что главная область встроенных элементов (2) выполнена настолько прочной, что встроенные элементы остаются в рабочем состоянии при разности давлений в продольном направлении между концами установки, по меньшей мере, 10 бар (1 МПа), предпочтительно 40 бар (4 МПа).
6. Установка по п.1, отличающаяся тем, что головной и базовый концы (4, 5) соединены с кожухом (3), а также со встроенными элементами (2) без возможности разборки и встроенные элементы являются несъемными.
7. Установка по п.1, отличающаяся тем, что кожух (3) имеет кольцевой зазор (31) для проведения среды теплоносителя.
8. Установка по п.1, отличающаяся тем, что трубы (21, 22) встроенных элементов (2) на головном и базовом концах (4, 5) вставлены и закреплены в отверстиях (40), которые располагаются на кольце вблизи кожуха или на пластине, пересекающей середину головного или, соответственно, базового конца.
9. Установка по п.1, отличающаяся тем, что для жидкости (8) головной конец (4) имеет центральное впускное отверстие (42) и базовый конец (5) имеет смещенное от центра, расположенное сбоку от центра выпускное отверстие (52) или наоборот, или на обоих концах (4, 5) отверстия (42, 52) расположены со смещением от центра или, соответственно, по центру.
10. Применение установки (1) по одному из пп.1-9, причем жидкость (8) представляет собой расплавленный полимер.
11. Применение по п.10, причем расплавленный полимер представляет собой расплав сложного полимера.
12. Применение по п.10, причем среда (7) теплоносителя представляет собой масляный теплоноситель.
13. Способ эксплуатации установки по п.1, при котором в качестве жидкости (8) используют расплавленный полимер, причем осуществляют охлаждение расплавленного полимера для минимизации разложения полимера.
14. Способ эксплуатации установки по п.1, при котором в качестве жидкости (8) используют расплавленный полимер, причем осуществляют нагрев расплавленного полимера для повешения текучести полимера.
RU2009108295/06A 2006-08-08 2007-07-13 Установка для комбинированного проведения теплообмена и статического смешения с жидкостью RU2433367C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06118609.4 2006-08-08
EP06118609 2006-08-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2009108295A RU2009108295A (ru) 2010-09-20
RU2433367C2 true RU2433367C2 (ru) 2011-11-10

Family

ID=37533137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2009108295/06A RU2433367C2 (ru) 2006-08-08 2007-07-13 Установка для комбинированного проведения теплообмена и статического смешения с жидкостью

Country Status (12)

Country Link
US (1) US7997327B2 (ru)
EP (1) EP2052199B1 (ru)
JP (2) JP5523097B2 (ru)
KR (1) KR101495687B1 (ru)
CN (1) CN101506609B (ru)
BR (1) BRPI0714774B1 (ru)
CA (1) CA2660177C (ru)
ES (1) ES2668360T3 (ru)
PL (1) PL2052199T3 (ru)
RU (1) RU2433367C2 (ru)
TW (1) TWI461237B (ru)
WO (1) WO2008017571A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI404903B (zh) * 2007-03-09 2013-08-11 Sulzer Chemtech Ag 用於流體媒介物熱交換及混合處理之設備
CN101738122B (zh) * 2009-12-14 2011-12-21 杭州沈氏换热器有限公司 一种盘管及具有该盘管的换热器
FR2963091B1 (fr) * 2010-07-20 2012-08-17 Univ Savoie Module de circulation de fluides
CN102322752B (zh) * 2011-08-01 2013-05-22 西安交通大学 一种换热器
EP2565572A1 (de) * 2011-09-02 2013-03-06 Aurotec GmbH Wärmetauscherleitungsystem
BE1020321A3 (nl) * 2011-10-19 2013-08-06 Atlas Copco Airpower Nv Buizenwarmtewisselaar en compressoreenheid daarmee uitgerust.
EP2596860A1 (de) * 2011-11-25 2013-05-29 Fluitec Invest AG Mit einem Wärmetauscher versehener Kreislaufreaktor
US9777973B2 (en) 2013-09-20 2017-10-03 Promix Solutions Ag Device for mixing and heat exchange
US11150037B2 (en) * 2014-10-10 2021-10-19 Baltimore Aircoil Company, Inc. Heat exchange apparatus
CN108495707A (zh) 2016-01-29 2018-09-04 巴斯夫欧洲公司 空腔x型混合器热交换器
US10329985B2 (en) 2017-06-27 2019-06-25 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Impingement mixer for exhaust treatment
KR102037180B1 (ko) * 2018-01-04 2019-10-28 박동수 내적 가열용 열교환장치
EP3620230A1 (de) 2018-09-07 2020-03-11 Fluitec Invest AG Einrichtung eines chemischen reaktors und verfahren
EP4059979A1 (en) 2021-03-18 2022-09-21 Sulzer Management AG A process of continuously manufacturing a poly(hydroxy acid) homo- or copolymer with tunable molecular weight, structure and composition

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH420230A (de) * 1964-09-03 1966-09-15 Sulzer Ag Wärmeübertrager
CH428813A (de) 1965-01-21 1967-01-31 Sulzer Ag Wärmeübertrager
GB1376330A (en) 1972-12-29 1974-12-04 British Nuclear Design Constr Heat exchangers
JPS50138671U (ru) * 1974-04-30 1975-11-14
DE2613745A1 (de) 1976-03-31 1977-10-06 Linde Ag Waermetauscher
DE2839563A1 (de) 1978-09-12 1980-03-27 Hoechst Ag Verfahren zur kontinuierlichen massepolymerisation von alkenylaromaten
DE8202599U1 (de) 1982-02-02 1982-06-24 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Vorrichtung zum mischen und/oder temperieren von viskosen medien
US4421070A (en) * 1982-06-25 1983-12-20 Combustion Engineering, Inc. Steam cooled hanger tube for horizontal superheaters and reheaters
JPS60101593U (ja) * 1983-12-19 1985-07-11 千代田化工建設株式会社 Ｕ字管型多管式熱交換器用ｕ字管の曲り部の防振構造
JPS6334484A (ja) * 1986-07-29 1988-02-15 Mitsubishi Heavy Ind Ltd シエルアンドチユ−ブ型熱交換器
US4865460A (en) * 1988-05-02 1989-09-12 Kama Corporation Static mixing device
JPH08261670A (ja) * 1992-04-10 1996-10-11 Yamaura:Kk 分解出来る多重胴式熱交換器
JP3309502B2 (ja) * 1993-07-12 2002-07-29 大日本インキ化学工業株式会社 生分解性ポリエステル系ポリマーの連続製造法
DE69603688T2 (de) * 1995-12-01 2000-04-27 Dow Corning Wirbelschichtbettreaktor
SE515128C2 (sv) 1997-06-03 2001-06-11 Kanthal Ab Förfarande för värmebehandling jämte en ugnsbottenkonstruktion för högtemperaturugnar
JP2003292594A (ja) * 2002-02-01 2003-10-15 Kubota Corp ポリエステル樹脂の製造方法
DE60317544T2 (de) 2002-07-15 2008-03-06 Sulzer Chemtech Ag Anordnung von kreuzungselementen und verfahren zu deren herstellung
DE102004045638A1 (de) * 2004-09-21 2006-04-06 Bayerische Motoren Werke Ag Wärmeübertrager für wasserstoffbetriebene Kraftstoffversorgungsanlagen

Also Published As

Publication number Publication date
JP5523097B2 (ja) 2014-06-18
JP2010500526A (ja) 2010-01-07
CN101506609A (zh) 2009-08-12
KR20090048446A (ko) 2009-05-13
US20090165994A1 (en) 2009-07-02
TWI461237B (zh) 2014-11-21
CA2660177A1 (en) 2008-02-14
CN101506609B (zh) 2011-08-31
WO2008017571A1 (de) 2008-02-14
RU2009108295A (ru) 2010-09-20
EP2052199A1 (de) 2009-04-29
KR101495687B1 (ko) 2015-02-25
US7997327B2 (en) 2011-08-16
PL2052199T3 (pl) 2018-08-31
CA2660177C (en) 2014-09-09
ES2668360T3 (es) 2018-05-17
BRPI0714774A2 (pt) 2013-03-26
TW200824785A (en) 2008-06-16
BRPI0714774B1 (pt) 2019-11-12
JP2013117376A (ja) 2013-06-13
EP2052199B1 (de) 2018-02-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2433367C2 (ru) Установка для комбинированного проведения теплообмена и статического смешения с жидкостью
US7220048B2 (en) Mixer/heat exchanger
CA2954050C (en) Shell and tube heat exchanger
Chen et al. Experimental investigation on thermal-hydraulic performance of a novel shell-and-tube heat exchanger with unilateral ladder type helical baffles
JP4963542B2 (ja) 高温高圧マイクロリアクター
RU2137078C1 (ru) Теплообменник
TW460333B (en) Reactor having a contact tube bundle
US20110017439A1 (en) Heat exchanger for heating temperature and residence time sensitive products
US6938687B2 (en) Apparatus for transfer of heat energy between a body surface and heat transfer fluid
RU2703791C1 (ru) Теплообменник
JP5829770B1 (ja) シェルアンドチューブ型熱交換器
RU2720817C1 (ru) Теплообменник
RU2719242C1 (ru) Теплообменный аппарат
RU2699909C1 (ru) Теплообменный аппарат
RU2705173C1 (ru) Теплоообменник
RU2383838C1 (ru) Теплообменник
RU2699906C1 (ru) Теплообменный аппарат
RU2718150C1 (ru) Теплообменный аппарат
CN109605712A (zh) 一种聚合物发泡加工用挤出机的冷却筒体
EP2008048A2 (en) Heat exchanger structure
UA30468U (en) Shell-and-tube heat exchanger
CZ304277B6 (cs) Tepelný výměník pro kogenerační jednotku s mikroturbínou

Legal Events

Date Code Title Description
PC41 Official registration of the transfer of exclusive right

Effective date: 20201023