CN204395466U - 一种固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器 - Google Patents
一种固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器,包括换热器、颗粒分布板、汽液固分离器、汽体冷凝装置、循环管、循环泵,所述的换热器下管箱安装颗粒分布板;颗粒分布板是由分布板单元通过其侧边连接附件进行插接而成。分布板单元为空心圆台结构,分布板单元侧边连接附件,分别是圆环和圆柱,通过将圆柱***到圆环中,完成分布板单元的插接。换热器上管箱通过循环管与汽液固分离器相连;汽液固分离器上部装有汽体出口,其出口通过循环管与冷凝套管相连,经过冷凝后的蒸汽进入到冷凝水储罐中;汽液固分离器下部连接垂直循环管;垂直循环管上装有浓缩液出口、料液进口及电磁流量计;垂直循环管通过一段水平循环管与循环泵进口相连;循环泵出口通过循环管与换热器的下管箱相连。本实用新型在下管箱安装颗粒分布板,实现固体颗粒在加热管束中的均匀分布,从而增加加热管束中的固体颗粒撞击管束壁面几率,在流体边界层形成扰动,具有防除垢作用,强化传热性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器。
背景技术
在化工、医药等工业生产中,普遍需要采用蒸发器或再沸器等换热设备进行换热操作。随着操作时间的延长,物料中的悬浮物或结晶物富集到加热管束的壁面,形成积垢。污垢的产生会使换热管内的传热系数下降,传热速率降低,换热设备需要定期进行停工清洗,导致了生产能力下降,因此急需开发出传热性能优化的换热蒸发器。在流体中引入流态化粒子,通过固体颗粒不断撞击换热器的壁面,能够防止壁面污垢的形成,因此汽-液-固多管蒸发换热器技术能够解决壁面结垢引起的换热性能差的问题。在汽-液-固多管蒸发换热器技术中,固体颗粒在管束中的正常流态化是实现良好操作的前提。本实用新型在下管箱安装新型的颗粒分布板,实现固体颗粒在加热管束的均匀分布,优化操作条件,实现管束强化传热。
实用新型内容
为了解决上述技术问题,本实用新型提供一种固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器装置。
本实用新型采用的技术方案是:包括换热器、颗粒分布板、汽液固分离器、汽体冷凝装置、循环管、循环泵。所述的换热器加热管束材质为硬质玻璃,壁面镀膜,加热通量为10kW/m2;换热器下管箱安装颗粒分布板;换热器上管箱通过循环管与汽液固分离器相连;汽液固分离器的上部安装汽体出口,其出口通过循环管与冷凝套管相连,蒸汽冷凝后进入到冷凝水储罐中;汽液固分离器下部连接垂直循环管;垂直循环管上装有浓缩液出口、料液进口及电磁流量计,垂直循环管通过一段水平循环管与循环泵进口相连;循环泵出口通过循环管与换热器的下管箱相连。
上述固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器中,所述的颗粒分布板是由分布板单元通过其侧边连接附件插接而成。分布板单元为空心圆台结构,其侧面与下表面夹角为15~45°,分布板单元侧面开有4~8圆形开口,通过这些圆形开口将流体导流到换热器管束中,实现固体颗粒在管束中的均匀分布。分布板单元侧边连接附件,分别是截面积直径相差0.5mm的半中空的圆环和圆柱,通过将圆柱***到圆环中,完成分布板单元的插接。
上述的固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器装置中,所述的汽液固分离器上部装有汽体出口;侧面装有固体颗粒进料口,进行固体颗粒的补充。
上述固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器中,加入的固体颗粒为聚四氟乙烯球、聚甲醛球、玻璃球,固体颗粒的直径为1~3mm。循环管中的流体流速控制在1.5~2.5m/s。
与现有技术相比,本实用新型的有益效果是:在下管箱安装新型的颗粒分布板,实现颗粒在管束中的均匀分布,从而增加管束中的固体颗粒撞击管束壁面几率,在流体边 界层形成扰动,具有防除垢作用,优化传热性能。
附图说明
图1是本实用新型的原理示意图。
图2是分布板单元的等轴测图。
图3是分布板单元的俯视图。
图4是分布板单元的左视图。
图5是颗粒分布板的等轴测图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示,其中1为换热器加热管束、2为上管箱、3为下管箱、4为颗粒分布板、5为汽液固分离器、6为固体颗粒进料口、7为汽体出口、8为出料口、9为阀门、10为进料口、11为单向阀、12为电磁流量计、13为循环泵、14为套管冷凝器、15为冷凝水储罐。
本实用新型对装置及操作过程详细说明如下:首先将图3中的一个分布板单元侧边连接附件圆柱A与另一个分布板单元侧边连接附件半圆环B插接好,分布板单元连接成颗粒分布板,连接好的颗粒分布板如图5所示,将颗粒分布板安装到图1所示下管箱3中。
如图1所示,首先通过进料口10加入一定的原料液,固体颗粒进料口6加入体积分率为5~15%的固体颗粒,固体颗粒密度为1500~2500Kg/m3,直径为1~3mm。打开循环泵13,液固两相进行循环流动,流体从下向上进入换热器中,通过颗粒分布板4后,固体颗粒进行再分布,均匀的流入换热器加热管束中。换热器加热管束1进行通电加热,加热通量为10kW/m2,套管冷凝器14通冷凝水,通过电磁流量计12计量循环流量,循环流速控制在1.5~2.5m/s,量取冷凝水储罐15中的冷凝水体积,计算料液中的蒸发量,当蒸发量达到要求后,打开阀门9接收浓缩后的料液,并通过进料口10不断输入原料液。
观察换热器加热管束1中循环颗粒的分布,当循环粒子数量减少时,可通过固体颗粒进料口6不断补充循环颗粒,通过固体颗粒不断撞击换热管壁面,起到防除垢的作用,同时加强对边界层的扰动,强化传热效果。
Claims (4)
1.一种固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器装置,其特征是:包括换热器、颗粒分布板、汽液固分离器、汽体冷凝装置、循环管、循环泵,所述的换热器加热管束材质为硬质玻璃,壁面镀膜,加热通量为10kW/m2;换热器下管箱安装颗粒分布板;换热器上管箱通过循环管与汽液固分离器相连;汽液固分离器上部装有汽体出口,其出口通过循环管与冷凝套管相连,经过冷凝后的蒸汽进入到冷凝水储罐中;汽液固分离器下部连接垂直循环管;垂直循环管上装有浓缩液出口、料液进口及电磁流量计,垂直循环管通过一段水平循环管与循环泵进口相连;循环泵出口通过循环管与换热器的下管箱相连。
2.根据权利要求1所述的固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器装置,其特征是:颗粒分布板是由分布板单元通过其侧边连接附件插接而成,分布板单元为空心圆台结构,侧面与下表面夹角为15~45°,分布板单元侧面开有4~8圆形开口,分布板单元侧边连接附件,分别是截面积直径相差0.5mm的半中空的圆环和圆柱,通过将圆柱***到圆环中,完成分布板单元的插接。
3.根据权利要求1所述的固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器装置,其特征是:汽液固分离器上部装有汽体出口;侧面装有固体颗粒进料口,进行固体颗粒的补充。
4.根据权利要求1所述的固体颗粒再分布的汽-液-固三相强化传热多管换热器装置,其特征是:加入的固体颗粒为聚四氟乙烯球、聚甲醛球、玻璃球,固体颗粒的直径为1~3mm;循环管中的流体流速控制在1.5~2.5m/s。
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