本實(shí)用新型涉及空冷器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及催化重整裝置催化劑再生系統(tǒng)中的煙氣空冷器。

背景技術(shù)：

連續(xù)催化重整裝置中的催化劑再生過程中，為滿足工藝要求，再生煙氣必須在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行循環(huán)。在再生煙氣循環(huán)過程中，必須將再生煙氣加以冷卻，再送入不同的工藝處理單元。例如，1、為控制再生器燒焦區(qū)溫度，需要將高溫再生煙氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)抽出經(jīng)煙氣空冷器冷卻后進(jìn)入再生器燒焦區(qū)；2、再生廢煙氣放空脫氯凈化處理前需要經(jīng)煙氣空冷器冷卻至要求溫度。

由于再生廢煙氣中含有較多的酸性氣組分HCl、Cl₂、SO₂等，所以在煙氣冷卻過程中，防止煙氣空冷器的煙氣冷凝露點(diǎn)腐蝕是一項(xiàng)難題。這也是導(dǎo)致煙氣空冷器的使用壽命偏短的主要原因。煙氣空冷器的可靠性及使用壽命，嚴(yán)重影響了裝置的長(zhǎng)周期運(yùn)行。

目前，采取的技術(shù)措施主要有提高煙氣空冷器的煙氣排出溫度，使其遠(yuǎn)高于露點(diǎn)溫度以避免露點(diǎn)腐蝕，或煙氣空冷器多采用昂貴的抗露點(diǎn)腐蝕材料，如哈氏合金、蒙乃爾合金等。上述方案，存在工藝適應(yīng)性差，造成裝置流程復(fù)雜，或設(shè)備造價(jià)昂貴，投資成本高等問題。

因此，提供一種能夠克服再生廢煙氣中HCl、Cl₂、SO₂組分露點(diǎn)腐蝕，且成本低廉、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)的催化重整裝置再生煙氣空冷器，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解決的重要技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種用于催化重整裝置的煙氣空冷器，其能夠至少部分地解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例，提供了一種用于催化重整裝置的煙氣空冷器，其包括：殼體，具有筒形形狀，并在垂直于殼體軸向的方向上設(shè)置有空氣入口和空氣出口；換熱管，設(shè)置在所述殼體內(nèi)并沿殼體的軸向布置；第一和第二管板，分別連接至所述殼體的軸向上的兩端，第一和第二管板中設(shè)置有安裝通孔，以分別接收并固定所述換熱管的相應(yīng)端部；以及再生煙氣進(jìn)口端口和再生煙氣出口端口，分別連接至所述第一管板和第二管板，其中，所述第一和第二管板的朝向所述殼體內(nèi)部的表面上敷設(shè)有隔熱層。

優(yōu)選，所述隔熱層通過錨固釘固定在第一和第二管板的表面上。

優(yōu)選，所述隔熱層由不定形耐火材料、陶瓷制品、陶瓷纖維制品和納米絕熱材料中的一種或多種構(gòu)成。

優(yōu)選，在所述第一和第二管板的安裝通孔處設(shè)置有套管，該套管連接在第一和第二管板的朝向殼體內(nèi)側(cè)的一側(cè)上并套設(shè)在換熱管上，在所述套管與換熱管之間的縫隙內(nèi)填充有隔熱填充膠。

優(yōu)選，所述隔熱填充膠由Al₂O₃微粉、ZrO₂微粉、SiO₂微粉、短切硅酸鋁纖維和磷酸二氫鋁溶液配制而成。

優(yōu)選，所述再生煙氣進(jìn)口端口和再生煙氣出口端口各自具有向外向下傾斜的偏心斜錐體筒結(jié)構(gòu)，使得從與所述第一和第二管板連接的內(nèi)側(cè)開口到外側(cè)開口，開口的大小逐漸減小，并且外側(cè)開口的最低點(diǎn)不高于內(nèi)側(cè)開口的最低點(diǎn)，從而所述再生煙氣進(jìn)口端口和再生煙氣出口端口與柔性管板和殼體一起呈馬鞍形結(jié)構(gòu)。

優(yōu)選，所述再生煙氣進(jìn)口端口和所述再生煙氣出口端口中的至少一者在其內(nèi)部設(shè)置有煙氣分配導(dǎo)流板，用于均勻分布煙氣。

優(yōu)選，所述第一和第二管板為柔性管板，分別包括中央平板部分和圍繞中央平板的弧形卷邊，所述安裝通孔設(shè)置在中央平板部分上，并且柔性管板通過所述弧形卷邊連接至所述殼體的兩端。

優(yōu)選，所述殼體的兩端設(shè)置有弧形翻邊，并且殼體通過該弧形翻邊與柔性管板的弧形卷邊連接。

優(yōu)選，所述殼體為圓筒形殼體，并且在殼體上安裝有膨脹節(jié)。

優(yōu)選，所述換熱管的外壁光滑，而內(nèi)壁為強(qiáng)化傳熱表面。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的煙氣空冷器具有優(yōu)良的抗腐蝕性能，此外還可以具有可靠性高、使用壽命長(zhǎng)、制造成本低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖所作的對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于催化重整裝置的煙氣空冷器的主視剖視圖；

圖2為煙氣空冷器的局部剖視圖，示出了管板與換熱管的連接的一個(gè)示例。

圖3為煙氣空冷器的再生煙氣進(jìn)口/出口端口的示意圖；

圖4為圖1所示煙氣空冷器的局部放大圖，示出了柔性管板及其與殼體連接的一個(gè)示例；

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本申請(qǐng)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋相關(guān)發(fā)明，而非對(duì)該發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與發(fā)明相關(guān)的部分。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本申請(qǐng)。

圖1為根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的用于催化重整裝置的煙氣空冷器的主視剖視圖。如圖所示，該煙氣空冷器包括：殼體10、設(shè)置在殼體10內(nèi)的換熱管20、連接至殼體10的軸向上的兩端的第一管板30-1和第二管板30-2(以下也可以不相區(qū)分地稱為“管板30”或“第一和第二管板30”)、以及分別連接至第一和第二管板30的再生煙氣進(jìn)口端口40-1和再生煙氣出口端口40-2(以下也可以不相區(qū)分地稱為“端口40”或“再生煙氣進(jìn)口端口和再生煙氣出口端口40”)。

殼體10具有筒形形狀，并在垂直于殼體軸向的方向上設(shè)置有空氣入口11和空氣出口12。如圖所示，優(yōu)選空氣入口11設(shè)置在下側(cè)，而空氣出口12設(shè)置在上側(cè)。然而，本實(shí)用新型并不限于這樣的上下布置，而只要空氣入口11和空氣出口12的設(shè)置使得溫度較低的空氣大致沿垂直于換熱管20軸向(同殼體的軸向)的方向流過換熱管20表面。

多個(gè)換熱管20在殼體10內(nèi)沿殼體的軸向布置，兩端分別與第一和第二管板30連接。具體地，第一和第二管板30中設(shè)置有安裝通孔，以分別接收并固定換熱管20的相應(yīng)端部。在圖1所示示例中，在殼體10的內(nèi)部，在第一和第二管板30之間，還設(shè)置有支撐板13，換熱管20穿過支撐板13而得到支撐。然而，這僅為示例性的，本實(shí)用新型并不限于設(shè)置支撐板的情形。

換熱管20可以為金屬材質(zhì)，例如其材質(zhì)可以為碳鋼或不銹鋼。換熱管20的截面形狀可以為圓形或非圓形。其內(nèi)部設(shè)置強(qiáng)化傳熱表面。

在優(yōu)選的示例中，換熱管20采用外壁光滑而內(nèi)部設(shè)置有強(qiáng)化傳熱表面的管體。其目的在于提高內(nèi)壁溫度，避免換熱管20內(nèi)壁溫度過低出現(xiàn)煙氣冷凝而導(dǎo)致產(chǎn)生腐蝕環(huán)境。

再生煙氣進(jìn)口端口40-1和再生煙氣出口端口40-2分別連接至所述第一管板30-1和第二管板30-2，使得經(jīng)由再生煙氣進(jìn)口端口40-1進(jìn)入的煙氣在第一管板30-1處進(jìn)入換熱管20，并在第二管板30-2處離開換熱管20而經(jīng)由再生煙氣出口端口40-2排出。

如圖1所示，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的煙氣空冷器還包括敷設(shè)在管板30的朝向殼體10內(nèi)部的表面上的隔熱層31。如圖2中更清楚地示出的，隔熱層31可以通過例如錨固釘33固定在管板30的表面上。隔熱層31由導(dǎo)熱系數(shù)較低的材料構(gòu)成，例如可以為不定形耐火材料、陶瓷制品、陶瓷纖維制品或納米絕熱材料等，優(yōu)選為陶瓷纖維制品或納米絕熱材料。

在管板30的朝向殼體10內(nèi)部的一側(cè)上敷設(shè)隔熱層31，有助于保持管板30與換熱管20的較高溫度，從而避免因溫度過低導(dǎo)致的露點(diǎn)腐蝕。相應(yīng)地，這也使得管板能夠采用較為低廉的材質(zhì)，從而降低設(shè)備成本。

以下結(jié)合圖2介紹煙氣空冷器中管板30與換熱管20的連接的一個(gè)示例。圖2為煙氣空冷器的局部剖視圖，其中示出換熱管20的端部被接收在管板30的安裝通孔中，在安裝通孔處可以設(shè)置有套管32，套管32連接在管板30的朝向殼體10內(nèi)部的表面上并套設(shè)在換熱管20上。換熱管20與管板30的連接通常采用強(qiáng)度焊和貼脹結(jié)合的方法，也可以采用其它能夠提供足夠強(qiáng)度和密封性的連接方式。套管32例如可以通過焊接方式連接至管板30，換熱管20的端部插入套管32進(jìn)而插入安裝通孔中。

在套管32與換熱管20之間的縫隙內(nèi)可以填充有隔熱填充膠34。隔熱填充膠34優(yōu)選由Al₂O₃微粉、ZrO₂微粉、SiO₂微粉、短切硅酸鋁纖維和磷酸二氫鋁溶液配制而成。其具有耐高溫，導(dǎo)熱系數(shù)低，粘接性好的特點(diǎn)。

上述套管32和隔熱填充膠34的應(yīng)用，都是為了保證換熱管與管板連接點(diǎn)局部以及管板不致出現(xiàn)低于露點(diǎn)溫度而發(fā)生腐蝕損壞。

下面將結(jié)合參照?qǐng)D1和圖3介紹根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的煙氣空冷器中再生煙氣進(jìn)口端口40-1和再生煙氣出口端口40-2的獨(dú)特構(gòu)造。

如圖1和圖3所示，再生煙氣進(jìn)口端口40-1和再生煙氣出口端口40-2具有向外向下傾斜的偏心斜錐體筒結(jié)構(gòu)，使得從內(nèi)側(cè)開口40a到外側(cè)開口40b，開口的大小逐漸減小，而且外側(cè)開口40b的最低點(diǎn)B不高于內(nèi)側(cè)開口40a的最低點(diǎn)A(即圖3中所示點(diǎn)A與點(diǎn)B的高度差大于或等于0)。這里內(nèi)側(cè)開口40a是端口40與管板30連接的一端的開口，外側(cè)開口40b是遠(yuǎn)離殼體10的一端的開口。這樣，如圖1所示，再生煙氣進(jìn)口端口40-1和再生煙氣出口端口40-2與管板30和殼體10一起呈馬鞍形結(jié)構(gòu)。

再生煙氣進(jìn)口端口40-1和再生煙氣出口端口40-2通過與殼體10兩端的管板30相連接而成為一體，呈馬鞍形結(jié)構(gòu)，這利于將極端工況下的再生煙氣冷凝液隨工藝氣體帶走，避免腐蝕設(shè)備。

此外，在圖示示例中，再生煙氣進(jìn)口端口40-1和再生煙氣出口端口40-2各自內(nèi)部設(shè)置有煙氣分配導(dǎo)流板42。煙氣分配導(dǎo)流板42根據(jù)煙氣流場(chǎng)特點(diǎn)而設(shè)置，均勻分配進(jìn)入換熱管的煙氣，從而有效避免以下情況，即：管程介質(zhì)(在此為煙氣)進(jìn)入換熱管20時(shí)的流場(chǎng)不均勻，造成各換熱管20中介質(zhì)流動(dòng)速度差大而出現(xiàn)局部換熱管換熱效果差，進(jìn)而出現(xiàn)部分換熱管20壁溫低，出現(xiàn)個(gè)別換熱管腐蝕。盡管在所示示例中，在再生煙氣進(jìn)口端口和再生煙氣出口端口40內(nèi)都設(shè)置有煙氣分配導(dǎo)流板42，但是本實(shí)用新型并不限于此，例如也可以僅在再生煙氣進(jìn)口端口40-1或再生煙氣出口端口40-2中設(shè)置煙氣分配導(dǎo)流板42。

根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的煙氣空冷器在運(yùn)行時(shí)，溫度較高的再生煙氣進(jìn)入再生煙氣進(jìn)口端口40-1，通過煙氣分配導(dǎo)流板42均勻進(jìn)入換熱管20，與換熱管20外溫度較低的空氣進(jìn)行換熱，換熱后再生煙氣進(jìn)入再生煙氣出口端口40-2，經(jīng)煙氣分配導(dǎo)流板42均勻分配后排出，進(jìn)入下游裝置。溫度較低的空氣從空氣入口11進(jìn)入殼體10內(nèi)，與換熱管20內(nèi)的煙氣換熱，升溫后經(jīng)空氣出口12排出。

圖4為圖1所示煙氣空冷器的局部放大圖，示出了管板30中的任一者及其與殼體的連接的一個(gè)示例。

如圖所示，管板30(可以為第一管板30-1和第二管板30-2中的任意者)可以包括中央平板部分30a和圍繞中央平板部分30a的弧形卷邊30b。用于接收和固定換熱管20的相應(yīng)端部的安裝通孔設(shè)置在管板30的中央平板部分30a上。管板30通過弧形卷邊30b連接至殼體10的端部?；⌒尉磉?0b例如可以呈半“U”形，如圖4所示，但是并不限于此，而是可以具有任何其它卷曲形式的結(jié)構(gòu)?；⌒尉磉叺慕Y(jié)構(gòu)致使管板30具有良好的“柔性”，即適應(yīng)熱脹冷縮的能力。因此帶有弧形卷邊結(jié)構(gòu)的管板在此可以被稱為“柔性管板”。此外，柔性管板30具有較傳統(tǒng)平形管板更優(yōu)良的機(jī)械強(qiáng)度，故其厚度可以更薄。

在圖示的示例中，殼體10的端部可以設(shè)置有弧形內(nèi)翻邊10a。殼體10的弧形內(nèi)翻邊10a直接與柔性管板30的外壁連接，例如通過焊接，其弧形結(jié)構(gòu)可以有效降低其與柔性管板30的連接部由于溫差應(yīng)力而失效的風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)該注意的是，“弧形內(nèi)翻邊”僅僅是示例性的，而非限制性的，殼體10的端部也可以設(shè)置任何其它合適形式的弧形翻邊，只要其能夠與管板30的周邊連接并提供適當(dāng)?shù)摹叭嵝浴薄?/p>

此外，如圖所示，殼體10上還可以設(shè)置有膨脹節(jié)50。膨脹節(jié)50可以吸收殼體10與換熱管20之間的不同熱膨脹量差，減小換熱管20自身的軸向拉應(yīng)力及換熱管20與管板30之間的接頭的拉脫力。

優(yōu)選，殼體10為圓形筒體，例如圓形金屬筒體，因?yàn)閳A形筒體結(jié)構(gòu)具有與柔性管板30連接簡(jiǎn)單且易于選用通用而價(jià)廉的膨脹節(jié)的優(yōu)點(diǎn)，可降低產(chǎn)品成本。

在上述優(yōu)選示例中，結(jié)合使用了柔性管板和膨脹節(jié)，有效降低了管板30及與其它部件(例如殼體10和換熱管20)連接處的溫差應(yīng)力，優(yōu)化了設(shè)備整體應(yīng)力分布，提高了可靠性和使用壽命。進(jìn)而，這通過避免溫差應(yīng)力造成管板30及換熱管20的連接接頭處產(chǎn)生縫隙，避免了殼體10內(nèi)的冷空氣進(jìn)入換熱管20和管板30之間的縫隙造成換熱管20與管板30焊縫溫度過低而發(fā)生露點(diǎn)腐蝕，還避免了更嚴(yán)重的焊縫撕裂而導(dǎo)致空氣煙氣互竄。

綜上，根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的煙氣空冷器可以提供以下有益效果中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：

1、抗腐蝕性能優(yōu)良

a.由于管板的冷側(cè)(朝向殼體內(nèi)部的一側(cè))采用敷設(shè)隔熱層以及設(shè)置換熱管套管并填充隔熱填充膠等技術(shù)措施，有效保證了換熱管與管板連接點(diǎn)局部以及管板不致出現(xiàn)低于露點(diǎn)溫度而發(fā)生腐蝕損壞；b.獨(dú)特的馬鞍形煙氣進(jìn)出口結(jié)構(gòu)，避免特殊工況的積液，有效防止了腐蝕的發(fā)生；c.通過設(shè)置煙氣分配導(dǎo)流板、采用內(nèi)強(qiáng)化傳熱的換熱管等技術(shù)措施保證了與煙氣接觸的表面材料具有較為均勻的高于露點(diǎn)溫度的溫度分布，從而避免腐蝕的發(fā)生。

2、可靠性高、使用壽命長(zhǎng)

通過采用柔性管板、殼體弧形翻邊以及膨脹節(jié)等技術(shù)措施，有效降低了管板及與其它部件連接處的溫差應(yīng)力，優(yōu)化了設(shè)備整體應(yīng)力分布，提高了可靠性和使用壽命。

3、制造成本低

基于結(jié)構(gòu)技術(shù)措施避免露點(diǎn)腐蝕的發(fā)生，使得不需要使用大量昂貴材料，所以具有制造簡(jiǎn)單，材料成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。

以上描述僅為本申請(qǐng)的較佳實(shí)施例以及對(duì)所運(yùn)用技術(shù)原理的說明。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本申請(qǐng)中所涉及的發(fā)明范圍，并不限于上述技術(shù)特征的特定組合而成的技術(shù)方案，同時(shí)也應(yīng)涵蓋在不脫離所述發(fā)明構(gòu)思的情況下，由上述技術(shù)特征或其等同特征進(jìn)行任意組合而形成的其它技術(shù)方案。例如上述特征與本申請(qǐng)中公開的(但不限于)具有類似功能的技術(shù)特征進(jìn)行互相替換而形成的技術(shù)方案。