CN206056324U - 一种甲醇合成气分段冷凝装置 - Google Patents

Abstract

一种甲醇合成气分段冷凝装置，壳体内顶端设置风机，底部设置集水箱，预冷段管束和冷凝段管束之间设置连接管构成蛇形甲醇合成气的冷却及其冷凝管束，进风窗上方设置冷凝段管束，预冷段管束设置在风机下方，预冷段管束和冷凝段管束之间设置填料，S形水冷管束设置于预冷段管束内，水冷管束外周通过支杆与预冷段管束固定设置，预冷段管束与填料之间设置喷淋管道，喷淋管道与预冷段管束之间设置收水器；将甲醇合成气的冷凝过程分为预冷和冷凝两个过程，降低预冷段管束的甲醇合成气出口的温度，避免冷凝段管束外壁温度过高导致喷淋水膜结垢，融合循环水的间壁式和直接接触式换热于一体，提高***换热效率。

Description

一种甲醇合成气分段冷凝装置

技术领域

本实用新型涉及冷凝技术领域，尤其是一种甲醇合成气分段冷凝装置。

背景技术

甲醇作为重要的化工原料，广泛应用于国民生产的各个环节，而且被视为21世纪具有相当竞争力的可选清洁燃料，因此社会需求持续增长。

甲醇合成工艺过程中的冷凝器的性能直接影响着甲醇品质。现有的甲醇合成气冷凝装置多采用水冷或者蒸发式冷凝器。水冷凝器因其***较为复杂且耗水量大逐渐被蒸发式冷凝器取代，但甲醇合成气入口温度过高时，直接喷淋容易引起蒸发式冷凝器换热管外壁结垢，影响换热效率。另外环境温度较低时，蒸发式冷凝器出口会出现严重的白雾现象。

鉴于上述原因，现有的蒸发式冷凝器的结构需要改进。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种甲醇合成气分段冷凝装置，将甲醇合成气的冷凝过程分为预冷和冷凝两个过程，可以降低预冷段管束的甲醇合成气进口的温度，避免冷凝段管束外壁温度过高导致喷淋水膜结垢，又可以降低风机出口的空气饱和度，消除“白雾”现象；通过喷淋管道将水冷管束内的循环水直接喷洒在填料上，融合循环水的间壁式和直接接触式换热于一体，提高***换热效率。

本实用新型为了实现上述目的，采用如下技术方案：一种甲醇合成气分段冷凝装置，是由：壳体、风机、集水箱、进风窗、预冷段管束、冷凝段管束、连接管、散热翅片、甲醇合成气进口、液态甲醇排出口、填料、水泵、上水管道、水冷管束、喷淋管道、喷头、收水器、支杆构成；壳体内顶端设置风机，底部设置集水箱，集水箱上方两侧的壳体壁上设置至少两扇进风窗，预冷段管束和冷凝段管束之间设置连接管构成蛇形甲醇合成气的冷却及其冷凝管束，预冷段管束和冷凝段管束均为S形，壳体内进风窗上方设置冷凝段管束，预冷段管束设置在风机下方，预冷段管束和冷凝段管束之间设置填料，预冷段管束的端口露出壳体外为甲醇合成气进口，冷凝段管束的端口露出壳体外为液态甲醇排出口，壳体外一侧设置水泵，水泵的进水端与集水箱之间设置管道，水泵的出水端设置上水管道，S形水冷管束设置于预冷段管束内，预冷段管束与水冷管束之间构成甲醇合成气空腔，水冷管束外周通过支杆与预冷段管束固定设置，预冷段管束与填料之间设置喷淋管道，喷淋管道下方均匀分布喷头，喷淋管道与预冷段管束之间设置收水器，水冷管束下端透过预冷段管束与喷淋管道的一端对接设置，喷淋管道的另一端封闭，水冷管束上端透过预冷段管束与上水管道的上端对接设置，水冷管束与预冷段管束的连接处均为密封设置。

所述预冷段管束除拐弯处之外的直管的外周设置呈螺旋状分布的散热翅片。

所述水冷管束的拐弯处设置于预冷段管束的拐弯处之外，水冷管束的拐弯处与预冷段管束的拐弯处的连接处均为密封设置。

所述预冷段管束、连接管和冷凝段管束一体成形构成蛇形甲醇合成气的冷却及其冷凝管束。

所述上水管道、水冷管束与喷淋管道一体成形。

所述水冷管束的外表面为光滑管，采用圆管、或椭圆管、或肋片管、或波节管其中的一种。

工作原理：使用时，环境空气在风机的抽力作用下，由下部的进风窗进入壳体内，空气由下向上依次经过冷凝段管束、填料、收水器、预冷段管束、最后经风机排入大气，汇集于集水箱内的循环水经水泵抽至上水管道，再进入水冷管束内，甲醇合成气经甲醇合成气进口进入预冷段管束与水冷管束之间构成甲醇合成气空腔，甲醇合成气的热量经预冷段管束表面的散热翅片向外散发，水冷管束内的冷却水与甲醇合成气空腔内的甲醇合成气间接热交换，甲醇合成气预冷后向下流入冷凝段管束，水冷管束内的冷却水升温后进入喷淋管道，由喷头喷出，进入填料与空气进行换热降温后，向下落至集水箱，同时在冷凝段管束的管壁表面形成一层水膜，水膜蒸发后对冷凝段管束进一步降温使冷凝段管束内的甲醇合成气进一步降温，保证进一步降温后的甲醇合成气冷凝为液态排出。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的换热机理主要体现在三方面：（1）潜热换热和显热换热的耦合，其表现是甲醇合成气的冷凝，喷淋水的吸热升温和蒸发降温，以及空气吸热升温等换热过程的耦合；（2）间壁换热和直接接触换热的耦合，其表现是冷凝段管束和管外喷淋水膜之间的间壁换热，喷淋水和空气在填料之间的直接接触换热的耦合；（3）空气冷却和蒸发冷却的耦合，其表现是散热翅片外的空气与甲醇合成气空腔内的甲醇合成气之间的空冷换热，冷凝段管束的管壁表面的喷淋水膜的蒸发换热的耦合。

本实用新型的主要创新点有两方面：（1）甲醇合成气分段冷凝：本实用新型将甲醇合成气的冷凝过程分为预冷和冷凝两个过程，预冷段管束充分利用下部冷凝段管束排出的热湿空气，一方面可以降低预冷段管束的甲醇合成气出口的温度，避免冷凝段管束外壁温度过高导致喷淋水膜结垢，另一方面可以降低风机出口的空气饱和度，消除“白雾”现象；（2）循环水的降温，通过喷淋管道将水冷管束内间壁式换热后的循环水直接喷洒在填料上，基于传统开式循环***的换热原理将喷淋水降温，融合间壁式和直接接触式换热，提高***换热效率，本实用新型不限于甲醇合成气，也可用于其它气体的冷凝工艺。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是总装结构示意图；

图2是图1中A-A向剖面结构示意图；

图3是图1中B处放大剖面结构示意图；

图1、2、3中：壳体1、风机2、集水箱3、进风窗4、预冷段管束51、冷凝段管束52、连接管53、散热翅片54、甲醇合成气进口55、液态甲醇排出口56、填料6、水泵7、上水管道81、水冷管束82、喷淋管道83、喷头9、收水器10、支杆11。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：

壳体1内顶端设置风机2，底部设置集水箱3，集水箱3上方两侧的壳体1壁上设置至少两扇进风窗4，预冷段管束51和冷凝段管束52之间设置连接管53构成蛇形甲醇合成气的冷却及其冷凝管束，预冷段管束51和冷凝段管束52均为S形，壳体1内进风窗4上方设置冷凝段管束52，预冷段管束51设置在风机2下方，预冷段管束51和冷凝段管束52之间设置填料6，预冷段管束51的端口露出壳体1外为甲醇合成气进口55，冷凝段管束52的端口露出壳体1外为液态甲醇排出口56，壳体1外一侧设置水泵7，水泵7的进水端与集水箱3之间设置管道，水泵7的出水端设置上水管道81，S形水冷管束82设置于预冷段管束51内，预冷段管束51与水冷管束82之间构成甲醇合成气空腔，水冷管束82外周通过支杆11与预冷段管束51固定设置，预冷段管束51与填料6之间设置喷淋管道83，喷淋管道83下方均匀分布喷头9，喷淋管道83与预冷段管束51之间设置收水器10，水冷管束82下端透过预冷段管束51与喷淋管道83的一端对接设置，喷淋管道83的另一端封闭，水冷管束82上端透过预冷段管束51与上水管道81的上端对接设置，水冷管束82与预冷段管束51的连接处均为密封设置。

所述预冷段管束51除拐弯处之外的直管的外周设置呈螺旋状分布的散热翅片54。

所述水冷管束82的拐弯处设置于预冷段管束51的拐弯处之外，水冷管束82的拐弯处与预冷段管束51的拐弯处的连接处均为密封设置。

所述预冷段管束51、连接管53和冷凝段管束52一体成形构成蛇形甲醇合成气的冷却及其冷凝管束。

所述上水管道81、水冷管束82与喷淋管道83一体成形。

所述水冷管束82的外表面为光滑管，采用圆管、或椭圆管、或肋片管、或波节管其中的一种。

Claims (6)

1.一种甲醇合成气分段冷凝装置，是由：壳体（1）、风机（2）、集水箱（3）、进风窗（4）、预冷段管束（51）、冷凝段管束（52）、连接管（53）、散热翅片（54）、甲醇合成气进口（55）、液态甲醇排出口（56）、填料（6）、水泵（7）、上水管道（81）、水冷管束（82）、喷淋管道（83）、喷头（9）、收水器（10）、支杆（11）构成；其特征在于：壳体（1）内顶端设置风机（2），底部设置集水箱（3），集水箱（3）上方两侧的壳体（1）壁上设置至少两扇进风窗（4），预冷段管束（51）和冷凝段管束（52）之间设置连接管（53）构成蛇形甲醇合成气的冷却及其冷凝管束，预冷段管束（51）和冷凝段管束（52）均为S形，壳体（1）内进风窗（4）上方设置冷凝段管束（52），预冷段管束（51）设置在风机（2）下方，预冷段管束（51）和冷凝段管束（52）之间设置填料（6），预冷段管束（51）的端口露出壳体（1）外为甲醇合成气进口（55），冷凝段管束（52）的端口露出壳体（1）外为液态甲醇排出口（56），壳体（1）外一侧设置水泵（7），水泵（7）的进水端与集水箱（3）之间设置管道，水泵（7）的出水端设置上水管道（81），S形水冷管束（82）设置于预冷段管束（51）内，预冷段管束（51）与水冷管束（82）之间构成甲醇合成气空腔，水冷管束（82）外周通过支杆（11）与预冷段管束（51）固定设置，预冷段管束（51）与填料（6）之间设置喷淋管道（83），喷淋管道（83）下方均匀分布五个喷头（9），喷淋管道（83）与预冷段管束（51）之间设置收水器（10），水冷管束（82）下端透过预冷段管束（51）与喷淋管道（83）的一端对接设置，喷淋管道（83）的另一端封闭，水冷管束（82）上端透过预冷段管束（51）与上水管道（81）的上端对接设置，水冷管束（82）与预冷段管束（51）的连接处均为密封设置。

2.根据权利要求1所述的一种甲醇合成气分段冷凝装置，其特征在于：所述预冷段管束（51）除拐弯处之外的直管的外周设置呈螺旋状分布的散热翅片（54）。

3.根据权利要求1所述的一种甲醇合成气分段冷凝装置，其特征在于：所述水冷管束（82）的拐弯处设置于预冷段管束（51）的拐弯处之外，水冷管束（82）的拐弯处与预冷段管束（51）的拐弯处的连接处均为密封设置。

4.根据权利要求1所述的一种甲醇合成气分段冷凝装置，其特征在于：所述预冷段管束（51）、连接管（53）和冷凝段管束（52）一体成形构成蛇形甲醇合成气冷却及其冷凝管束。

5.根据权利要求1所述的一种甲醇合成气分段冷凝装置，其特征在于：所述上水管道（81）、水冷管束（82）与喷淋管道（83）一体成形。

6.根据权利要求1所述的一种甲醇合成气分段冷凝装置，其特征在于：所述水冷管束（82）的外表面为光滑管，采用圆管、或椭圆管、或肋片管、或波节管其中的一种。