溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，該冷凝器能夠安裝在再生塔內(nèi)部，采用自然回流方式將冷凝的液相介質(zhì)回流至塔器頂部，布置工藝簡(jiǎn)單；且冷凝器的換熱板片為鈦材，耐腐蝕，能夠極大地降低設(shè)備的更換頻率，最大限度地降低裝置的安裝費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，并保證裝置長(zhǎng)周期安全可靠運(yùn)行。該板殼式冷凝器包括殼體和板片芯體，板片芯體由多個(gè)換熱板片層疊固接后形成。殼體上加工有塔頂氣入口、循環(huán)水入口、循環(huán)水出口、冷凝液出口和酸性氣出口；配合板片芯體的板程流道和殼程流道，實(shí)現(xiàn)塔頂氣的冷卻。
【專利說(shuō)明】溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種板殼式換熱器，具體涉及一種溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，屬于傳熱裝置【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]溶劑再生塔采用部分冷凝器、液相全回流的精餾塔構(gòu)型，進(jìn)入溶劑再生塔的富液含有的大部分酸性氣體在塔內(nèi)解析，然后進(jìn)入再生塔底部的重沸器被進(jìn)一步加熱解吸，使溶劑液得到充分再生。同時(shí)塔頂?shù)拇罅繗庀嘟橘|(zhì)在塔頂冷凝器內(nèi)通過(guò)冷媒冷卻至液相，然后通過(guò)自然回流或者強(qiáng)制回流的方式將冷凝的液相介質(zhì)回流至塔器頂部。自然回流是利用塔頂冷凝器與塔器回流口之間的高位差來(lái)實(shí)現(xiàn)冷凝介質(zhì)的回流；強(qiáng)制回流采用泵提供輸送動(dòng)力。
[0003]現(xiàn)有的再生塔頂冷凝器存在兩方面的不足:(I)強(qiáng)制回流方式工藝布置復(fù)雜；自然回流工藝流程雖然相對(duì)簡(jiǎn)單，但塔頂冷凝器的支撐高度要遠(yuǎn)高于強(qiáng)制回流的塔頂冷凝器，需要搭建相應(yīng)的建筑物來(lái)支撐，從而帶來(lái)額外的費(fèi)用；且要求冷凝器體積小、重量輕。
(2)塔頂冷凝器腐蝕嚴(yán)重。再生塔塔頂氣體主要產(chǎn)生的CO2-H2S-H2O會(huì)使冷凝器出現(xiàn)均勻腐蝕、氫鼓泡、氫脆和應(yīng)力腐蝕開(kāi)裂等現(xiàn)象，導(dǎo)致冷凝器腐蝕嚴(yán)重，使用壽命短，檢修及更換頻繁，使得設(shè)備維修費(fèi)用升高，降低了整個(gè)裝置的生產(chǎn)能力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，該冷凝器體積小、重量輕，可直接支撐安裝在再生塔內(nèi)部，采用自然回流方式將冷凝的液相介質(zhì)回流至塔器頂部，且換熱板片采用鈦材，能夠極大地降低設(shè)備的更換頻率，最大限度地降低裝置的安裝費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，并保證裝置長(zhǎng)周期安全可靠運(yùn)行。
[0005]該板殼式冷凝器包括:殼體和板片芯體；所述板片芯體包括兩個(gè)以上板片對(duì)，所述板片對(duì)有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的片狀環(huán)形換熱板片組成；所述換熱板片的表面分布有凸起，且其環(huán)形面上加工有兩個(gè)圓孔，將兩個(gè)換熱板片環(huán)形面上的兩個(gè)圓孔分別焊接在一起形成板片對(duì)；兩個(gè)以上板片對(duì)同軸放置，分別將相鄰兩板片對(duì)的內(nèi)圓及外圓焊接，構(gòu)成板片芯體。板片芯體中，板片芯體的中心孔及每個(gè)板片對(duì)中兩板片之間通道構(gòu)成殼程通道，板片芯體中心孔兩側(cè)的圓孔及板片對(duì)與板片對(duì)之間流道構(gòu)成板程流道。
[0006]所述板片芯體固定安裝在殼體內(nèi)部，板片芯體與殼體之間的環(huán)形空間為氣液分離空間；在所述殼體的一側(cè)端面上:板片芯體內(nèi)圓孔所在位置加工塔頂氣入口，所述塔頂氣入口與殼程通道貫通；板片芯體環(huán)形面上兩個(gè)圓孔對(duì)應(yīng)的位置各設(shè)置一個(gè)管嘴，分別用作循環(huán)水入口和循環(huán)水出口，所述循環(huán)水入口和循環(huán)水出口與板程流道貫通，板程流道的底部密封；同時(shí)在殼體該側(cè)端面上加工酸性氣出口 ；在所述殼體另一側(cè)的端面上加工冷凝液出口 ；所述酸性氣出口及冷凝液出口分別與氣液分離空間貫通。
[0007]所述殼體的直徑為板片芯體直徑的1.5倍以上。[0008]在所述殼體上設(shè)置有兩個(gè)冷凝液出口，兩個(gè)冷凝液出口分別與T形溢流管水平部分的兩端相連，T形溢流管豎直部分的底部伸入液封裝置。
[0009]所述換熱板片的表面均勻分布有弧形凸棱，呈波紋狀。
[0010]所述換熱板片的表面均勻分布有球凸和球凹；形成板片對(duì)時(shí)，兩個(gè)換熱板片相對(duì)面的球凹與球凹對(duì)應(yīng)，球凸與球凸對(duì)應(yīng)。
[0011]所述球凸和球凹的深度為2?5毫米，直徑為8?15毫米。
[0012]所述換熱板片為鈦板片。
[0013]有益效果
[0014](I)該種結(jié)構(gòu)形式的板殼式換熱器可以在再生塔頂布置為內(nèi)置式冷凝器，采用自然回流方式將冷凝的液相介質(zhì)回流至塔器頂部，工藝流程簡(jiǎn)單。且由于板殼式換熱器采用鈦板片，耐腐蝕性好，能夠極大地降低設(shè)備的更換頻率，最大限度地降低裝置的安裝費(fèi)用和維護(hù)費(fèi)用，并保證裝置長(zhǎng)周期安全可靠運(yùn)行。
[0015](2)在冷凝液出口設(shè)置溢流管和液封裝置，保證冷凝液能夠順利排出熱交換管，同時(shí)防止塔內(nèi)熱介質(zhì)氣體倒流。
[0016](3)換熱板片采用波紋板能夠強(qiáng)化換熱，換熱效率高。
[0017](4)換熱板片采用丁胞板，由此形成的板片芯體的流道更為暢通，可以減少流動(dòng)阻力，增加流體流速，減少設(shè)備結(jié)垢，同時(shí)容易清洗維護(hù)，提高設(shè)備的可靠性及壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為塔頂內(nèi)置冷凝器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為第一種熱板片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為第二種熱板片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖4為第二種熱板片形成板片芯體時(shí)的流道示意圖；
[0022]圖5為冷凝器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖6是冷凝器內(nèi)部流動(dòng)示意圖。
[0024]其中，1-殼體、2-循環(huán)水入口、3-酸性氣出口、4-循環(huán)水出口、5-塔頂氣入口、
6-板片芯體、7-冷凝液出口。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步描述，以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0026]本實(shí)施例提供一種溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，包括殼體I和板片芯體6，板片芯體6由多個(gè)換熱板片層疊固接后形成。所述換熱板片為片狀環(huán)形結(jié)構(gòu)，在換熱板片的環(huán)形面上加工有兩個(gè)圓孔,所述兩個(gè)圓孔在換熱板片內(nèi)圓的兩側(cè)對(duì)稱布置。本實(shí)施例中給出了兩種換熱板片的結(jié)構(gòu)形式，如圖2和圖3所示。圖2所示的換熱板片為波紋板，即在換熱板片的表面均勻分布有弧形凸棱，形成波紋狀。圖3所示換熱板片為丁胞板，即在換熱板片的表面均勻間隔分布有大小一致的球凹和球凸，球凸和球凹的深度為2?5毫米，直徑為8?15暈米。
[0027]當(dāng)換熱板片為波紋板時(shí)，板片芯體的形成方式為:兩個(gè)換熱板片同軸放置，分別將兩個(gè)換熱板片環(huán)形面上同一位置的圓孔焊接在一起，形成板片對(duì)；然后將多個(gè)板片對(duì)同軸放置，分別將相鄰兩板片對(duì)的內(nèi)圓及外圓焊接在一起，構(gòu)成板片芯體6。板片芯體6的中心孔及每個(gè)板片對(duì)中兩板片之間通道構(gòu)成殼程通道，板片芯體6中心孔兩側(cè)的圓孔及板片對(duì)與板片對(duì)之間流道構(gòu)成板程流道。
[0028]當(dāng)換熱板片為丁胞板，板片芯體的形成方式為:兩個(gè)換熱板片同軸放置，并使兩個(gè)換熱板片相對(duì)面的球凹與球凹對(duì)應(yīng)，球凸與球凸對(duì)應(yīng)。然后兩個(gè)換熱板片環(huán)形面上同一位置的圓孔焊接在一起，形成板片對(duì)；最后將多個(gè)板片對(duì)同軸放置，分別將相鄰兩板片對(duì)的內(nèi)圓及外圓焊接在一起，構(gòu)成板片芯體6。所形成的板片芯體6中，任意兩個(gè)相鄰板片的相對(duì)面中均為球凹與球凹對(duì)應(yīng)，球凸與球凸對(duì)應(yīng)；如圖4所示。板片芯體6的中心孔及每個(gè)板片對(duì)中兩板片之間通道構(gòu)成殼程通道，板片芯體6中心孔兩側(cè)的圓孔及板片對(duì)與板片對(duì)之間流道構(gòu)成板程流道。
[0029]殼體I的結(jié)構(gòu)如圖5所示，殼體I為中空的柱形結(jié)構(gòu)，板片芯體6同軸固定安裝在殼體I內(nèi)部，板片芯體6的上下表面分別與殼體I的上下內(nèi)表面抵觸，為保證板程流道和殼程流道的隔離，位于板片芯體6底部換熱板片的環(huán)形面上不加工圓孔，使板程流道的底部密封。殼體I的直徑為板片芯體6直徑的2倍，由此在板片芯體6外圓周面與殼體I內(nèi)圓周面之間形成的空間為氣液分離空間。在殼體I的上表面:板片芯體6中心孔所在位置同軸加工圓孔用作塔頂氣入口 5，塔頂氣入口 5與板片芯體6的殼程流道貫通；板片芯體6中心孔兩側(cè)圓孔對(duì)應(yīng)的位置各同軸加工一個(gè)管嘴，分別用作循環(huán)水入口 2和循環(huán)水出口 4，循環(huán)水入口 2和循環(huán)水出口 4與板片芯體6的板程流道貫通。同時(shí)在殼體I的上表面加工兩個(gè)酸性氣出口 3，殼體I的下表面加工有兩個(gè)冷凝液出口 7，所述酸性氣出口和冷凝液出口均與氣液分離空間貫通。
[0030]使用時(shí)，將該冷凝器直接安裝在再生塔內(nèi)的頂部，并通過(guò)加固后的再生塔支撐即可。冷凝器底部的兩個(gè)冷凝液出口分別與T形溢流管水平部分的兩端相連，如圖1所示。排液是冷凝設(shè)備能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵，若不能快速排液，積液會(huì)淹沒(méi)部分板束，減少熱交換器的有效傳熱面積；為此，在溢流管豎直部分的底部設(shè)置液封裝置，以保證冷凝液能夠順利排出熱交換管。同時(shí)一定高度的液封還可以防止塔內(nèi)熱介質(zhì)氣體倒流。
[0031]該冷凝器的工作原理如圖1和圖6所示:再生塔內(nèi)熱介質(zhì)(即塔頂氣)從塔底上升，穿過(guò)低阻力件上升至塔頂，自塔頂氣入口 5進(jìn)入冷凝器的殼程流道；冷介質(zhì)是冷卻水，從循環(huán)水入口2進(jìn)入冷凝器的板程流道，從循環(huán)水出口4流出。板程流道的冷卻水與殼程流道的塔頂氣形成交錯(cuò)流，帶走塔頂氣所釋放的潛熱和顯熱，塔頂氣冷凝成液態(tài)即冷凝液。冷凝的兩相流體在板片芯體6與殼體I之間的氣液分離空間進(jìn)行分離。冷凝液在殼體中受重力作用，通過(guò)冷凝液出口進(jìn)入溢流管，回流至塔盤。酸性氣體經(jīng)氣液分離后，從酸性氣出口 3排出。
[0032]為了保證冷凝器的可靠性，應(yīng)使兩種介質(zhì)(塔頂氣和冷卻水)不接觸，不外泄，設(shè)備必須密封緊密。該冷凝器傳熱元件為鈦板片(即換熱板片為鈦板片)，兩板片之間通過(guò)全自動(dòng)激光焊接形成板芯。使用全焊接板式結(jié)構(gòu)形式，使得該冷凝器子在發(fā)揮板式熱交換器高效傳熱性能的同時(shí)，保證了密封性能，提高了承壓能力，設(shè)備安全可靠。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，其特征在于，包括:殼體(I)和板片芯體(6);所述板片芯體(6)包括兩個(gè)以上板片對(duì)，所述板片對(duì)有兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的片狀環(huán)形換熱板片組成；所述換熱板片的表面分布有凸起，且其環(huán)形面上加工有兩個(gè)圓孔，將兩個(gè)換熱板片環(huán)形面上的兩個(gè)圓孔分別焊接在一起形成板片對(duì)；兩個(gè)以上板片對(duì)同軸放置，分別將相鄰兩板片對(duì)的內(nèi)圓及外圓焊接，構(gòu)成板片芯體(6);板片芯體(6)中，板片芯體(6)的中心孔及每個(gè)板片對(duì)中兩板片之間通道構(gòu)成殼程通道，板片芯體(6)中心孔兩側(cè)的圓孔及板片對(duì)與板片對(duì)之間流道構(gòu)成板程流道； 所述板片芯體(6)固定安裝在殼體(I)內(nèi)部，板片芯體(6)與殼體(I)之間的環(huán)形空間為氣液分離空間；在所述殼體(I)的一側(cè)端面上:板片芯體(6)內(nèi)圓孔所在位置加工塔頂氣入口(5)，所述塔頂氣入口(5)與殼程通道貫通；板片芯體(6)環(huán)形面上兩個(gè)圓孔對(duì)應(yīng)的位置各設(shè)置一個(gè)管嘴，分別用作循環(huán)水入口(2)和循環(huán)水出口(4)，所述循環(huán)水入口(2)和循環(huán)水出口(4)與板程流道貫通，板程流道的底部密封；同時(shí)在殼體(I)該側(cè)端面上加工酸性氣出口(3);在所述殼體(I)另一側(cè)的端面上加工冷凝液出口(7);所述酸性氣出口(3)及冷凝液出口(7)分別與氣液分尚空間貫通。
2.如權(quán)利要求1所述的溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，其特征在于，所述殼體(I)的直徑為板片芯體(6)直徑的1.5倍以上。
3.如權(quán)利要求1所述的溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，其特征在于，在所述殼體(I)上設(shè)置有兩個(gè)冷凝液出口，兩個(gè)冷凝液出口分別與T形溢流管水平部分的兩端相連，T形溢流管豎直部分的底部伸入液封裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，其特征在于，所述換熱板片的表面均勻分布有弧形凸棱，呈波紋狀。
5.如權(quán)利要求1所述的溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，其特征在于，所述換熱板片的表面均勻分布有球凸和球凹；形成板片對(duì)時(shí)，兩個(gè)換熱板片相對(duì)面的球凹與球凹對(duì)應(yīng)，球凸與球凸對(duì)應(yīng)。
6.如權(quán)利要求1所述的溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，其特征在于，所述球凸和球凹的深度為2?5毫米，直徑為8?15毫米。
7.如權(quán)利要求1所述的溶劑再生塔頂內(nèi)置板殼式冷凝器，其特征在于，所述換熱板片為鈦板片。
【文檔編號(hào)】F28B1/02GK103884201SQ201410041123
【公開(kāi)日】2014年6月25日 申請(qǐng)日期:2014年1月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月27日
【發(fā)明者】欒輝寶, 夏曉宇, 鄭偉業(yè), 遲浩淼, 王崧, 張世程 申請(qǐng)人:中國(guó)船舶重工集團(tuán)公司第七一一研究所