本實用新型涉及乙二醇生產(chǎn)裝置技術領域，尤其涉及一種脫醇塔冷凝器。

背景技術：

在乙二醇生產(chǎn)裝置中有很多反應需要在真空條件下操作，當真空度要求較高時，一般多采用多級蒸汽噴射器系統(tǒng)抽真空，蒸汽噴射器是利用噴嘴獲得高速蒸汽，工藝氣體被抽出并與蒸汽形成混合物，再進入下一級蒸汽噴射器，在這兩級抽真空裝置之間，設置換熱器可以將蒸汽冷凝，而工藝氣體則不凝，進入下一次噴射器。在整個抽真空的過程中，影響抽氣量的最重要的因素之一就是系統(tǒng)的壓降。如果系統(tǒng)的壓降過大，則抽氣量降低，為了達到目的，就需要加大蒸汽流量。所以，如果系統(tǒng)阻力過大，則需要耗費更多的蒸汽，致使能耗過大，因此在系統(tǒng)設計中要盡量降低各級蒸汽噴射器之間的阻力損失。而換熱器在各級噴射器間的阻力損失中占了相當大的比重，因此減小換熱器的阻力損失成為系統(tǒng)設計的重點。

脫醇塔冷凝器由于殼程的真空度高，壓力低(絕壓僅為18KPa)，密度小，所以體積流量很大，若采用普通的換熱設備(設有折流板)則容易造成阻力大、流速高、壓降大，并且容易形成振動，致使設備在運行中被損壞，降低設備的安全穩(wěn)定性。另一方面該冷凝器中的冷凝側介質由于密度低，介質本身的導熱系數(shù)低，散熱管傳熱效果差，造成設備體積過大。

綜上，亟需一種阻力損失小、壓降小、傳熱效率高、體積適中、不易振動的脫醇塔冷凝器，以解決上述問題。

技術實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種阻力損失小、壓降小、傳熱效率高、體積適中、不易振動的脫醇塔冷凝器。

為達此目的，本實用新型采用以下技術方案：

一種脫醇塔冷凝器，包括呈臥式結構的殼體，所述殼體的兩端固定有管板，所述管板上穿設有波紋管管束；所述管板的外側固接有封頭，其中一端的封頭頂部設有管程液入口，另一端的封頭底部設有管程液出口；所述殼體中間段的頂部設有殼程進氣口，底部設有冷凝液出口，一側設有不凝氣出口；所述殼體內部固設有若干平行于管板的支撐板，所述波紋管管束穿過所述支撐板。

作為一種脫醇塔冷凝器的優(yōu)選方案，所述殼體為X型殼體，且殼體中間段的直徑大于其兩端的直徑。

作為一種脫醇塔冷凝器的優(yōu)選方案，所述殼體內部不凝氣出口的上方水平設置有長擋板，用于將不凝氣與冷凝液隔開。

作為一種脫醇塔冷凝器的優(yōu)選方案，所述長擋板與殼體連接處設置有不銹鋼密封條，用于防止冷凝液漏流。

作為一種脫醇塔冷凝器的優(yōu)選方案，所述不凝氣出口處設置有擋液板，所述擋液板上開設有通氣孔。

作為一種脫醇塔冷凝器的優(yōu)選方案，每個所述支撐板的面積小于管板的面積，且所述支撐板在殼體內間隔錯開布置。

作為一種脫醇塔冷凝器的優(yōu)選方案，所述支撐板的下部設有導液口，用于使冷凝液流向冷凝液出口。

作為一種脫醇塔冷凝器的優(yōu)選方案，所述波紋管管束的布管間距大于38毫米。

作為一種脫醇塔冷凝器的優(yōu)選方案，所述波紋管由銅、鈦或不銹鋼材料制 成。

本實用新型的有益效果為：

(1)阻力損失小。由于殼體內部不設折流板，只有支撐板，支撐板的作用只是用來支撐波紋管，并不會使流體發(fā)生折流，流體在殼體內部不經(jīng)過一系列的折流過程，只經(jīng)過一次橫掠管束，所以氣體冷凝過程中的阻力損失小、壓降小，從而節(jié)約了蒸汽的用量，降低了能源消耗，減少了污染物的排放。

(2)不易發(fā)生振動。真空氣體因為壓力低，密度小，所以流速一般很高，流體在流速高的情況下極易發(fā)生振動，該脫醇塔冷凝器內部氣體流通面積大，流速低，氣體沿管長方向均勻分布、冷凝，不經(jīng)過折流板的折流過程，不易發(fā)生振動。

(3)氣-液分離效果好。該脫醇塔冷凝器的側面設置有不凝氣出口，且殼體內部流速低，不凝氣出口不容易攜帶液體，實現(xiàn)很好的氣液分離，冷凝器后可不再設置分離罐，降低了設備投資費用。另外回流液溫度高可以降低塔的熱負荷，減小塔底重沸器的負荷，起到節(jié)能的作用。

(4)傳熱系數(shù)高，除垢、防垢能力強。波紋管可以提高管、殼程的傳熱系數(shù)。管內為循環(huán)水，大小連續(xù)變換的截面可以使管內循環(huán)水實現(xiàn)充分湍流，減薄層流底層，使管內傳熱系數(shù)大大增強。管外為氣體冷凝，冷凝液在重力作用下聚集在波紋管的波谷位置使其快速的滴落，從而減薄了冷凝的液膜厚度，使傳熱系數(shù)提高。因為管內外傳熱都得到了增強，使換熱器的總傳熱系數(shù)增大。同時波紋管在溫差應力的作用下，還具有除垢和防垢污的功能，可以有效的起到延緩結垢的作用。

(5)設備體積小、成本低。與普通真空冷凝器相比，該脫醇塔冷凝器采用了特殊結構，其阻力損失明顯減小，設備體積和換熱面積也大大減小，從而節(jié) 省了設備原材料，降低了制作成本及運行、維護費用，具有較好的經(jīng)濟效益和社會效益。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例中的技術方案，下面將對本實用新型實施例描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)本實用新型實施例的內容和這些附圖獲得其他的附圖。

圖1是本實用新型實施方式提供的脫醇塔冷凝器的主視結構示意圖。

圖2是本實用新型實施方式提供的脫醇塔冷凝器的側視結構示意圖。

圖3是本實用新型實施方式提供的脫醇塔冷凝器的內部結構示意圖。

圖中：

1、殼體；2、管板；3、波紋管；4、封頭；5、支撐板；6、長擋板；7、擋液板；a、管程液入口；b、管程液出口；c、殼程進氣口；d、冷凝液出口；e、不凝氣出口。

具體實施方式

為使本實用新型解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型實施例的技術方案作進一步的詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I域技術人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

如圖1所示，本實施方式提供了一種優(yōu)選的脫醇塔冷凝器，可用于乙二醇、丙二醇、丁二醇等化工品的生產(chǎn)。該脫醇塔冷凝器包括呈臥式結構的殼體1，殼 體1的兩端固定有管板2，管板2上穿設有波紋管3管束；管板2的外側固接有封頭4，其中一端的封頭4頂部設有管程液入口a，另一端的封頭4底部設有管程液出口b，這里的管程液體為冷卻水，用于通過熱交換使殼體1內的氣體冷凝；殼體1中間段的頂部設有殼程進氣口c，底部設有冷凝液出口d，一側設有不凝氣出口e，殼體1內的冷凝氣體通過冷卻液化從冷凝液出口d流出，不凝氣體由不凝氣出口e抽出；殼體1內部還固設有若干平行于管板2的支撐板5，波紋管3管束穿過支撐板5。

進一步地，本實用新型殼體1為X型殼體，其特點是純殼側錯流，殼體中不使用橫向折流板。X型殼體在中央裝有接管，殼側流體被分成多股，每股流過管束后從底部的接管離開冷凝器；與其它類型的殼體相比，X型殼體的殼側壓降最低，適合用于氣體加熱、冷卻和真空冷凝。本實用新型由于殼體1內不設折流板，波紋管3靠支撐板5支撐，支撐板5不起到折流的作用，流體在殼體1內部不經(jīng)過一系列的折流過程，殼程工藝氣體沿管束上部進入管束，然后經(jīng)過一次橫掠管束的換熱，因此殼程氣體冷凝過程中的壓降很小。

作為優(yōu)選，本實用新型殼體1中間段的直徑大于其兩端及封頭4的直徑，即殼體1呈中間鼔、兩頭小的結構，該設計一方面能夠減小冷凝器整體尺寸，一方面又增大了殼體1的內部空間，有利于減小換熱過程的阻力損失，同時能使冷凝氣體得到充分冷凝。

進一步地，本實施方式中波紋管3可以采用焊接或脹接的方式固定在管板2上。由于本實用新型的脫醇塔冷凝器采用了高效換熱元件——波紋管，其內連續(xù)變化的流通面積，使管內循環(huán)水的流速不斷發(fā)生變化，這樣可以打破循環(huán)水的層流狀態(tài)，使其達到充分的湍流狀態(tài)，或減薄層流底層，使管內傳熱系數(shù)得到很大的提高。而殼程的冷凝液在表面張力的作用下，更容易聚集在波谷位置 而迅速滴落，減薄了管外壁的冷凝液膜的熱阻，從而使管外冷凝傳熱得到增強。因為管內外的傳熱同時得到了強化，所以該換熱器的傳熱系數(shù)與普通光管相比可提高2-4倍，換熱面積可節(jié)省1/3-1/2，在節(jié)約了鋼材用量的同時，也降低了運行和檢修的費用，經(jīng)濟效益明顯。

優(yōu)選地，本實施方式波紋管3的材料為強度高、耐腐蝕性好、導熱優(yōu)良的不銹鋼，且可根據(jù)具體工況適當增大管間距，例如可采用38毫米以上的管間距，該間距明顯大于普通換熱器的布管間距，從而有效減小了氣體的阻力損失和冷凝過程中的振動。另外，采用不銹鋼材料，加之流體湍流狀態(tài)的強烈擾動，使得污垢不易在波紋管3表面堆積；而且即使結垢，在溫差應力的作用下，垢層和金屬的線膨脹系數(shù)相差很大，污垢與波紋管3表面之間將產(chǎn)生一個較大的拉脫力，使得垢片開裂、脫落，即具有自動除垢的功能。當然，在其它情況下，波紋管的材質也可以選用性能較好的銅或鈦合金等材料。

作為優(yōu)選，殼體1內不凝氣出口e的上方還水平設置有長擋板6，長擋板6的長度貫穿整個管束，寬度延伸至管束中心位置，其作用在于將不凝氣與冷凝液隔開，防止冷凝氣體未經(jīng)換熱直接由不凝氣出口e排出。而且，長擋板6與殼體1連接處設置有不銹鋼密封條，進一步保證了冷凝液沿著預設的流道冷凝，不會出現(xiàn)漏流現(xiàn)象。此外，不凝氣出口e處設置有擋液板7，擋液板7上開設有通氣孔，該結構有效阻擋了冷凝液從不凝氣出口e流出。

作為優(yōu)選，本實施方式每個支撐板5的面積小于管板2的面積，且支撐板5在殼體1內間隔錯開布置。具體地，可將管板2橫向劃分為左中右三個部分，而支撐板5的結構分別與左側板、中間板和右側板相同，并且左側支撐板5、中間支撐板5、右側支撐板5沿管束軸向依次間隔交替排布。該設計使支撐板5既能對波紋管3起到均勻可靠的支撐作用，又不阻礙流體的流動，有效減小了設 備的壓力損失。同時，支撐板5的下部還設有導液口，用于使冷凝液沿導液口流至冷凝液出口d并及時排出，不再參與換熱，避免冷凝液溫度進一步降低。

本申請的脫醇塔冷凝器通過特殊的結構設計，降低了設備的阻力損失，從而減少了蒸汽噴射器所需蒸汽的用量，減少蒸汽用量即節(jié)約了熱能。由于生產(chǎn)蒸氣一般采用的方法為燃燒煤或天然氣，所以本申請大大節(jié)約了煤或天然氣的使用量，同時減少了污染物和溫室氣體的排放。另外，該脫醇塔冷凝器的體積適中，減少了材料的用量，降低了制造費用及能源消耗，社會效益明顯。

注意，上述僅為本實用新型的較佳實施例及所運用技術原理。本領域技術人員會理解，本實用新型不限于這里所述的特定實施例，對本領域技術人員來說能夠進行各種明顯的變化、重新調整和替代而不會脫離本實用新型的保護范圍。因此，雖然通過以上實施例對本實用新型進行了較為詳細的說明，但是本實用新型不僅僅限于以上實施例，在不脫離本實用新型構思的情況下，還可以包括更多其他等效實施例，而本實用新型的范圍由所附的權利要求范圍決定。