CN206642391U - 盘管冷凝器及带有盘管冷凝器的精馏塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于塔设备内构件技术领域，具体涉及一种盘管冷凝器及带有盘管冷凝器的精馏塔。本实用新型提供的盘管冷凝器，包括盘管本体，所述盘管本体的两端分别设置有冷却介质进口和冷却介质出口；在所述盘管本体上设置有多个凸起，多个所述凸起布设在所述盘管本体的下表面上并彼此间隔开。本实用新型提供的盘管冷凝器，实现冷凝与布液一体化，且冷凝效果好，液体分布均匀；还具有结构简单、紧凑，生产成本低，投资少，占用空间小，操作方便，便于调节的优点。

Description

盘管冷凝器及带有盘管冷凝器的精馏塔

技术领域

本实用新型属于塔设备内构件技术领域，涉及一种冷凝器，尤其涉及一种盘管冷凝器及带有盘管冷凝器的精馏塔。

背景技术

塔设备是化工、炼油、食品、冶金、医药及环境保护等领域中一种重要的单元操作设备。而精馏是一种利用回流使液体混合物得到高纯度分离的蒸馏方法，精馏塔设备能够使气相与液相充分接触，来实现相际间传质和传热的目的。精馏塔主要包括再沸器、精馏塔塔体和冷凝器，目前，精馏塔塔顶冷凝的方式可以采用外回流式和内回流型式，外回流式指的是冷凝器设置在塔体的外部，可以通过回流比控制器或泵来实现回流；而内回流式，就是在塔顶直接设置冷凝器，冷凝器与塔是一体的，冷凝后的液相直接回流到塔体内，节省了回流比控制器及泵等附属设备，极大的降低成本。内回流方式尤其适合于小液量的回流，其操作简单，通过温度控制回流和采出，也能很好的控制塔内的气液比，结构简单，易操作，且加工成本低。

精馏塔可分为板式塔和填料塔，对于填料塔而言，不仅冷凝器起着至关重要的作用，影响着分离产品的纯度，分布器也是填料塔内发挥效率非常重要的一类塔内件。分布器分布效果的好坏不仅影响着填料的性能、质量和传质效率，还影响经济效益、能耗、产值和环境。因此，需要有更好的技术手段，同时提升填料式精馏塔的冷凝效果和液体分布效果。

目前，采用的内回流式冷凝装置主要为列管式内回流冷凝器和螺旋管式内回流冷凝器。其中，列管式内回流冷凝器，具有列管布置均匀，自带分布效果的优点，但其压降大，加工制造复杂，成本高，易堵塞，不适用于易结晶物系，应用范围窄。螺旋管式内回流冷凝器，虽然加工简单，但其自身不易设置分布的功能，需要与液体分布器配合使用，来实现冷凝分布功能，增加设备投资，且占用空间大。

鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提供一种自带液体分布功能的盘管冷凝器，且冷凝效果好，抗堵性能高，液体分布均匀，阻力小。

本实用新型的第二目的在于提供一种带有盘管冷凝器的精馏塔，该盘管冷凝器能够在精馏塔中能够同时实现冷凝和液体均布效果，且冷凝效果好，液体分布均匀，结构简单，成本低，占用空间小。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种盘管冷凝器，包括盘管本体，所述盘管本体的两端分别设置有冷却介质进口和冷却介质出口；

在所述盘管本体上设置有多个凸起，多个所述凸起布设在所述盘管本体的下表面上并彼此间隔开。

为缓解现有技术中所使用的列管式内回流冷凝器和螺旋管式内回流冷凝器的制造成本高、易堵塞或不具备液体分布功能等问题，本实用新型提供一种自带液体均布功能的盘管冷凝器。本实用新型通过在盘管本体上设置多个凸起，并且多个凸起彼此间隔的设置在盘管本体下表面的方式，使得气相从下向上经过该盘管冷凝器被冷凝成液体，而液体沿着所述凸起均匀下落，从而同时实现了冷凝和液体均布的效果，最大限度的发挥填料的分离效率，且冷凝效果好，液体分布均匀，结构简单，安装方便，成本低。

同时，上升的气相通过环隙上升到该冷凝器，具有阻力小的优点；而且抗堵性能高，不仅适用于普通物料，同样也适用于易结晶物料，即使有少量固体或晶体也可以使用，不会像列管式冷凝器那样被结晶堵死，影响生产效率，该盘管冷凝器具有应用范围广、维护管理方便的优点。

作为进一步优选技术方案，多个所述凸起以相同间距设置在所述盘管本体的下表面上，且所述凸起呈颗粒状。

进一步地，所述凸起为半球形结构或者半椭球形结构。

进一步地，所述凸起为圆柱形结构、圆锥形结构、梯形圆台结构、或三角锥形结构。

采用相同间距布置所述凸起，能够进一步提高液相均匀分布的效果，实现布液点密度均匀，填料的传质效率高的效果。并且采用颗粒状的凸起，能够更加方便液体的下落，不会干扰下落的液流的正常流动。

作为进一步优选技术方案，所述凸起通过焊机点焊到所述盘管本体上。

本实用新型中的凸起可以利用焊机点焊到盘管本体的下表面上，便于加工制造容易，方便调节凸起之间的距离，并且结构稳定可靠，使用寿命长，制造成本低，点焊效率高。

作为进一步优选技术方案，相邻的所述凸起的间距范围为8mm～80mm。

可选地，所述凸起的高度范围为0.5mm～5.0mm。

所述凸起的数量与精馏塔内填料的比表面积相适应，即凸起的数量由填料的型号来确定。

为适应不同的填料类型，本实用新型中的凸起可设置不同的数量，以及不同的凸起间距和高度。以满足布液点密度、布液点分布的几何均匀性、布液点间流量的均匀性，确保合适的操作弹性，足够的气流通道等，从而使得填料层润湿均匀，有效提高填料的传质效率，进而提高产品的收率和纯度。

作为进一步优选技术方案，所述盘管本体的直径与所述凸起高度的比例范围为1：0.01～0.1。

合适的盘管本体直径与凸起高度的比例，能够更有助于提升冷凝效果，以及液体分布效果。

作为进一步优选技术方案，所述凸起为单层结构或多层结构；多层结构的凸起中，每一层凸起的横截面积自上而下递减。

单层结构的凸起，通过一次电焊即可，方便加工制造；而多层结构的凸起，层与层之间的颗粒直径不同，即横截面积从上向下逐渐递减，能够有效提升液体分布效果，更方便液体的下落，使得布液更加均匀。

作为进一步优选技术方案，所述盘管冷凝器为两级或三级盘管冷凝器，每级盘管冷凝器之间通过连接管路相连通。

实际应用中，根据需要的冷凝量设置两级或三级盘管冷凝器，其中两级盘管冷凝器包括一级冷凝器和二级冷凝器，且一级冷凝器和二级冷凝器之间连通有清洗管路；三级冷凝器包括一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器，且一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器之间连通有清洗管路。

根据工艺参数中需要的冷凝量设置盘管冷凝器的级数，一般设置两级或三级冷凝器，来增加冷凝面积，满足操作需求，保证塔内上升的蒸汽达到冷凝设计量。

可选的，不同级别之间的冷凝器设置清洗管路，方便清洗的循环及操作，节约能源，以进一步提高生产效率，冷凝效果更佳。

作为进一步优选技术方案，每级盘管冷凝器的冷却介质进口和冷却介质出口均通过管路与冷却水源箱相连通，且在所述管路上设置有测温装置。

进一步地，冷却介质优选为循环水。

进一步地，所述冷却介质进口与冷却水源箱连通的管路上设置有测温装置，冷却介质出口与冷却水源箱连通的管路上也设置有测温装置。通过测温装置实时调节冷却水的流量，以控制好水温，进而满足工艺参数需要。

通过测温装置的设置，能够很好的控制塔内的气液比，提高分离产品的纯度。

作为进一步优选技术方案，所述盘管本体整体呈圆柱状，横截面为螺旋状。

采用螺旋状的盘管本体，既增加了热交换面积，又减小的占用的体积空间，同时整体结构便于安装操作，结构简单、紧凑，成本低。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种带有盘管冷凝器的精馏塔，包括以上所述的盘管冷凝器，还包括精馏塔和塔釜，所述精馏塔安装在塔釜上，所述盘管冷凝器安装在所述精馏塔的内部。

作为进一步优选技术方案，在所述精馏塔内设置一个或多个所述盘管冷凝器，所述盘管冷凝器安装在所述精馏塔的塔顶内部，或者安装在精馏塔的塔顶内部和塔中内部，且所述精馏塔为填料精馏塔。

进一步地，在所述精馏塔内可设置一个或多个盘管冷凝器，所述盘管冷凝器可设置在精馏塔塔顶内、塔中上部内、塔中部内或者塔中下部内。

根据实际生产需要，本实用新型提供的盘管冷凝器不仅可以设置在精馏塔塔顶，同时也可以在塔中设置一个或多个，进而提高精馏效果，分离产品的纯度高，确保产品质量。

进一步地，所述精馏塔的壳体上设置有用于观察塔内液体分布情况的窥视镜。窥视镜的设置用以方便操作者观察塔内的冷凝布液情况，进而及时的控制生产过程，确保精馏塔顺利稳定的运行，产品质量也得到保证。

进一步地，所述精馏塔的壳体上设置有与盘管本体两端连接的进水口和出水口，且进水口在下，出水口在上。

进一步地，所述精馏塔塔顶内的盘管冷凝器的上方设有出气管，所述出气管与设置于精馏塔外部的塔外冷凝器、分配槽、调节阀和外回流管相连接。根据被分离体系中物料的性质，以及不同的工艺需求，物料中低沸物经出气管通过塔外冷凝器冷凝后，进入至分配槽，实际应用中，可根据实际生产情况调节调节阀的回流量，部分料液被收集采出，另一部分则经由外回流管返回至精馏塔内，再次分离提纯，以提高分离精度和产品纯度。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型提供的盘管冷凝器，通过在盘管本体下表面设置多个凸起，实现冷凝与布液一体化，且冷凝效果好，液体分布均匀。该盘管冷凝器还具有结构简单、紧凑，生产成本低，投资少，占用空间小，操作方便，便于调节的优点，尤其适用于直径小于DN200的塔。

同时，上升的气相通过盘管环隙上升到该冷凝器，具有阻力小的优点；而且抗堵性能高，不仅适用于普通物料，同样也适用于易结晶物料，即使有少量固体或晶体也可以使用，应用范围广、维护管理方便。

2、本实用新型提供的带有盘管冷凝器的精馏塔，将上述盘管冷凝器应用到精馏塔中，实现内回流式冷凝，并且实现了冷凝和液体均布一体化，且冷凝效果好，液体分布均匀。结构简单，便于安装，易操作，且加工成本低，占用空间小，节省设备投资。

此外，对于填料式精馏塔，不仅冷凝效果好，而且能够使得填料层润湿均匀，有效提高填料的传质效率，进而提高产品的收率和纯度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的盘管冷凝器结构示意图；

图2为图1的仰视示意图；

图3为本实用新型实施例提供的一种带有盘管冷凝器的精馏塔的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的另一种带有盘管冷凝器的精馏塔的结构示意图。

图标：100－盘管本体；101－凸起；102－冷却介质进口；103－冷却介质出口；200－精馏塔；201－塔釜；202－窥视镜；203－进水口；204－出水口；205－出气管；206－塔外冷凝器；207－分配槽；208－调节阀；209－外回流管。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将结合实施例和附图对本实用新型做进一步详细的说明。

实施例

如图1和图2所示，本实施例提供一种盘管冷凝器，包括盘管本体100，盘管本体100的两端分别设置有冷却介质进口102和冷却介质出口103；在盘管本体100上设置有多个凸起101，多个凸起101布设在盘管本体100的下表面上并彼此间隔开。

本实施例通过在盘管本体100上设置多个凸起101，并且多个凸起101彼此间隔的设置在盘管本体100下表面的方式，使得气相从下向上经过该盘管冷凝器被冷凝成液体，而液体沿着凸起101均匀下落，从而同时实现了冷凝和液体均布的效果，且冷凝效果好，液体分布均匀，结构简单，安装操作方便，抗堵性能高，阻力小，成本低，占用空间小。

本实施例的可选实施方式中，多个凸起101以相同间距设置在盘管本体100的下表面上，且凸起101呈颗粒状；进一步地，凸起101为半球形结构或者半椭球形结构。

为了方便加工制造，凸起101通过焊机点焊到盘管本体100上，进而使得结构稳定可靠，使用寿命长。

为了适应不同的填料类型，本实施例中的凸起101可设置不同的数量，以及不同的凸起101间距和高度。可选的，凸起101的高度范围为0.5mm～5.0mm。相邻的凸起101的间距范围为8mm～80mm。也就是说，凸起101的数量与精馏塔200内填料的比表面积相适应，以满足布液点分布的几何均匀性，确保合适的操作弹性，从而使得填料层润湿均匀，提高填料的传质效率。

为了适应不同的工艺参数需求，凸起101的高度可随盘管本体100的直径而变化。盘管本体100的直径与凸起101高度的比例范围为1：0.01～0.1。

本实施例中，凸起101为单层结构或多层结构；多层结构的凸起中，每一层凸起的横截面积自上而下递减。

盘管本体100整体呈圆柱状，横截面为螺旋状。

实际应用中，根据工艺参数中需要的冷凝量设置盘管冷凝器的级数，可选的，盘管冷凝器为两级或三级盘管冷凝器，每级盘管冷凝器之间通过连接管路相连通。其中，两级盘管冷凝器包括一级冷凝器和二级冷凝器，且一级冷凝器和二级冷凝器之间连通有清洗管路；三级冷凝器包括一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器，且一级冷凝器、二级冷凝器和三级冷凝器之间连通有清洗管路。从而增加冷凝面积，满足操作需求，保证塔内上升的蒸汽达到冷凝设计量。

本实施例中，每级盘管冷凝器的冷却介质进口102和冷却介质出口103均通过管路与冷却水源箱相连通，且在管路上设置有测温装置。冷却介质优选为循环水。进一步地，冷却介质进口102与冷却水源箱连通的管路上设置有测温装置，冷却介质出口103与冷却水源箱连通的管路上也设置有测温装置。通过测温装置实时调节冷却水的流量，以控制好水温，进而满足工艺参数需要。

如图3所示，本实施例还提供一种带有盘管冷凝器的精馏塔，包括上述盘管冷凝器，还包括精馏塔200和塔釜201，精馏塔200安装在塔釜201上，盘管冷凝器安装在精馏塔200的内部。

作为一种可选实施方式，在精馏塔200内设置一个或多个盘管冷凝器，盘管冷凝器安装在精馏塔200的塔顶内部，或者安装在精馏塔200的塔顶内部和塔中内部，且精馏塔200为填料精馏塔。

根据实际生产需要，本实用新型提供的盘管冷凝器不仅可以设置在精馏塔200塔顶，同时也可以在塔中设置一个或多个，进而提高精馏效果，分离产品的纯度高，确保产品质量。

方便操作者观察塔内的冷凝布液情况，精馏塔200的壳体上设置有用于观察塔内液体分布情况的窥视镜202；进而及时的控制生产过程，确保精馏塔200顺利稳定的运行，产品质量也得到保证。

精馏塔200的壳体上设置有与盘管本体100两端连接的进水口203和出水口204，且进水口203在下，出水口204在上。

如图4所示，还可以采用内回流和外回流结合的方式，即精馏塔200塔顶内的盘管冷凝器的上方设有出气管205，出气管205与设置于精馏塔200外部的塔外冷凝器206、分配槽207、调节阀208和外回流管209相连接。根据被分离体系中物料的性质，以及不同的工艺需求，物料中低沸物经出气管205通过塔外冷凝器206冷凝后，进入至分配槽207，实际应用中，可根据实际生产情况调节调节阀208的回流量，部分料液被收集采出，另一部分则经由外回流管209返回至精馏塔200内，再次分离提纯，以提高分离精度和产品纯度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种盘管冷凝器，其特征在于，包括盘管本体，所述盘管本体的两端分别设置有冷却介质进口和冷却介质出口；

在所述盘管本体上设置有多个凸起，多个所述凸起布设在所述盘管本体的下表面上并彼此间隔开。

2.根据权利要求1所述的盘管冷凝器，其特征在于，多个所述凸起以相同间距设置在所述盘管本体的下表面上，且所述凸起呈颗粒状。

3.根据权利要求1所述的盘管冷凝器，其特征在于，所述凸起通过焊机点焊到所述盘管本体上。

4.根据权利要求1所述的盘管冷凝器，其特征在于，相邻的所述凸起的间距范围为8mm～80mm。

5.根据权利要求1所述的盘管冷凝器，其特征在于，所述盘管本体的直径与所述凸起高度的比例范围为1：0.01～0.1。

6.根据权利要求1所述的盘管冷凝器，其特征在于，所述凸起为单层结构或多层结构；多层结构的凸起中，每一层凸起的横截面积自上而下递减。

7.根据权利要求1－6任一项所述的盘管冷凝器，其特征在于，所述盘管冷凝器为两级或三级盘管冷凝器，每级盘管冷凝器之间通过连接管路相连通。

8.根据权利要求7所述的盘管冷凝器，其特征在于，每级盘管冷凝器的冷却介质进口和冷却介质出口均通过管路与冷却水源箱相连通，且在所述管路上设置有测温装置。

9.一种带有盘管冷凝器的精馏塔，其特征在于，包括权利要求1－8任一项所述的盘管冷凝器，还包括精馏塔和塔釜，所述精馏塔安装在塔釜上，所述盘管冷凝器安装在所述精馏塔的内部。

10.根据权利要求9所述的带有盘管冷凝器的精馏塔，其特征在于，在所述精馏塔内设置一个或多个所述盘管冷凝器，所述盘管冷凝器安装在所述精馏塔的塔顶内部，或者安装在精馏塔的塔顶内部和塔中内部，且所述精馏塔为填料精馏塔。