CN207472127U - 流化床换热器颗粒清洗循环装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种流化床换热器颗粒清洗循环装置，主要解决流化床换热器颗粒无法清洗循环的技术问题。本实用新型通过采用一种包括加料口1、加料罐2、换热器3、液固分离器4、颗粒冲洗槽5、冲洗管6、下降管7、喷嘴8、水平管9、液相槽10、泵11、喷淋管12、杂质回收罐13、滤网14、杂质回收口15、颗粒回收口16组成的，经颗粒冲洗槽5清洗颗粒，经喷嘴8完成颗粒循环的技术方案较好地解决了上述技术问题，可用于流化床换热器颗粒清洗循环。

Description

流化床换热器颗粒清洗循环装置

技术领域

本实用新型属于化工领域，具体的，属于化工换热设备长周期运行领域，涉及一种流化床换热器颗粒清洗循环装置，广泛应用于流化床换热器颗粒清洗循环。

背景技术

换热器在石油、化工、能源等行业被广泛使用。然而随着使用时间增加，换热器内不可避免存在污垢粘附现象，从而导致换热器换热效率降低，阻力增加，影响换热器正常运行。管壳式换热器的管程和壳层都会存在不同程度结垢，造成换热器堵塞，影响装置长周期运行。

流化床换热器通过引入惰性固体颗粒，利用颗粒的流化和冲刷，起到及时防除垢和强化传热的作用。流化床换热器用以替换传统换热器，可以提高换热器换热效果，有效延长装置运行时间。文献US005676201A公开了一种外循环流化床换热器。文献CN102840578A公开了一种紧凑并联型外置流化床换热器。

制约流化床换热器连续运行的一个瓶颈问题在于除垢后混合有垢层的颗粒无法清洗循环。因而开发一种颗粒能够清洗循环的流化床换热器十分必要。

本实用新型提供一种流化床换热器颗粒清洗循环装置，该装置通过冲洗管延长颗粒在颗粒清洗槽内的停留时间，通过喷淋管对颗粒进行清洗，通过喷嘴使颗粒实现循环，有针对性的解决了上述问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中流化床换热器内颗粒无法清洗循环的问题，提供一种流化床换热器颗粒清洗循环装置。该装置通过冲洗管延长颗粒在颗粒清洗槽内的停留时间，通过喷淋管对颗粒进行清洗，通过喷嘴使颗粒实现循环，具有垢层和颗粒分离能力强，可实现颗粒清洗循环的优点。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：一种流化床换热器颗粒清洗循环装置，该装置由加料口1、加料罐2、换热器3、液固分离器4、颗粒冲洗槽5、冲洗管6、下降管7、喷嘴8、水平管9、液相槽10、泵11、喷淋管12、杂质回收罐13、滤网14、杂质回收口15、颗粒回收口16组成；其中换热器3连接液固分离器4，液固分离器4分出两路，一路连接液相槽10，另一路连接颗粒冲洗槽5，冲洗管6位于颗粒冲洗槽5内，一头连接液固分离器4，另一头连接下降管7，下降管7通过喷嘴8接入水平管9，喷淋管12连接颗粒冲洗槽5进出口，颗粒冲洗槽5出口出来的喷淋管12连接装有滤网14的杂质回收罐13，杂质回收罐13下部安装杂质回收口15，液相槽10出口经泵11连接水平管9，水平管9连接带有加料口1的加料罐2以及颗粒回收口16。

该技术方案中，换热器3为立式或卧式管壳式换热器的一种，颗粒自下而上走管程或自下而上走壳层。

该技术方案中，冲洗管6安装在颗粒冲洗槽5内，为管径和液固分离器4出口管路相同的连续U型弯管，冲洗管6直管段表面开孔，开孔孔径0.5～1.5mm，直管段总长200～400mm，按冲洗管6所有直管段表面积总和计，开孔率为40％～80％。

该技术方案中，喷淋管12排布在颗粒冲洗槽5进出口两端，所述喷淋管12由一根总管分成n×n排布的n²根分管连接颗粒冲洗槽5进口，颗粒冲洗槽5出口同样连接n×n排布的n²根分管，再合并成一根总管进入装有滤网14的杂质回收罐13，n的取值范围为3-8，进出口分管管径同总管管径，分管长度20～30mm。

该技术方案中，滤网14平均孔径0.5～1.5mm，杂质回收口15位于滤网14之前。

该技术方案中，颗粒冲洗槽5长度为500～1000mm。

该技术方案中，液固分离器4为旋液分离器或重力沉降式分离器的一种。

该技术方案中，喷嘴8为沿液相流向方向的缩口管，安装在下降管7和水平管9交汇处，大口直径同水平管9管径，小口直径为大口直径的0.3～0.4倍，出口小口截面和下降管7左侧内径平齐，小口直管段长度为小口管径的2～2.5倍。

该技术方案中，泵11为离心泵、柱塞泵或浆料泵中的一种。

该技术方案中，杂质回收罐13长度为200～400mm。。

本实用新型的技术方案中，以分离效率η作为判断垢层和颗粒分离能力的依据。分离效率的定义为脱除的垢层占总垢层的比例。具体计算方法如下：在换热器3内壁人为涂抹等量垢层，相同条件下进行颗粒循环操作，连续循环三次，每次从杂质回收口15回收垢层并称量，记三次回收的总垢层重量为M₁，加入***内的颗粒总重为M₂，由于***死区，颗粒无法百分百回收，设定颗粒回收系数是和***相关的常数，为C，连续循环三次后从颗粒回收口16回收颗粒(带有未除尽垢层)总重为M₃，则分离效率的计算公式如下：η＝M₁/(M₃-M₂×C+M₁)×100％。

采用本实用新型的技术方案，通过采用一种由加料口1、加料罐2、换热器3、液固分离器4、颗粒冲洗槽5、冲洗管6、下降管7、喷嘴8、水平管9、液相槽10、泵11、喷淋管12、杂质回收罐13、滤网14、杂质回收口15、颗粒回收口16组成得流化床换热器颗粒清洗循环装置取得了分离效率81％的较好技术效果。

附图说明

图1为本实用新型所述流化床换热器颗粒清洗循环装置流程示意图。

图1中，1为加料口、2为加料罐、3为换热器、4为液固分离器、5为颗粒冲洗槽、6为冲洗管、7为下降管、8为喷嘴、9为水平管、10为液相槽、11为泵、12为喷淋管、13为杂质回收罐、14为滤网、15为杂质回收口、16为颗粒回收口。

下面通过实施例和对比例对本实用新型作进一步阐述，但本实用新型的方法并不仅限于此。

具体实施方式

下面结合实施例，进一步说明本实用新型的方法。

【实施例1】

采用本实用新型所述流化床换热器颗粒清洗循环装置，进行颗粒除垢试验，考察重复三次之后的分离效率。换热器为立式管壳式换热器，颗粒自下而上走管程。冲洗管开孔孔径0.5mm，总长200mm，开孔率40％。喷淋管分管为3×3，分管长度20mm，开孔孔径0.5mm。颗粒冲洗槽长度为500mm。用水经喷淋管吹扫冲洗管，水流速3m/s。液固分离器为旋液分离器。喷嘴小口直径为大口直径的0.3倍，小口直管段长度等于小口管径的2倍。杂质回收罐内滤网平均孔径0.5mm。采用离心泵。杂质回收罐长度为200mm。

采用平均粒径2mm的硅酸锆颗粒进行试验，加入量5kg。循环液相采用水，粘度0.001Pa·S，流速1m/s。该条件下分离效率为73％。

【实施例2～17】

采用和实施例1相同的流化床换热器颗粒清洗循环装置，进行颗粒除垢试验，考察重复三次之后的分离效率。颗粒自下而上。改变换热器类型(A)，颗粒走向(B)，冲洗管开孔孔径(C)，冲洗管总长(D)，冲洗管开孔率(E)，喷淋管分管n值(F)，喷淋管分管长度(G)，喷淋管分管开孔孔径(H)，颗粒冲洗槽长度(I)，液固分离器类型(J)，喷嘴小口直径占大口直径的比(K)，小口直管段长度和小口管径的比(L)，杂质回收罐长度(M)，泵类型(N)，杂质回收罐滤网平均孔径(O)。用水经喷淋管吹扫冲洗管，水流速3m/s。采用平均粒径2mm的硅酸锆颗粒进行试验，加入量5kg。循环液相采用水，粘度0.001Pa·S，流速1m/s。在上述条件下考察分离效率(η)，结果列于表1。

【对比例1】

采用本实用新型所述流化床换热器颗粒清洗循环装置，进行颗粒除垢试验，考察重复三次之后的分离效率。换热器为立式管壳式换热器，颗粒自下而上走管程。冲洗管开孔孔径0.5mm，总长200mm，开孔率40％。无喷淋管。颗粒冲洗槽长度为500mm。液固分离器为旋液分离器。喷嘴小口直径为大口直径的0.3倍，小口直管段长度等于小口管径的2倍。杂质回收罐内滤网平均孔径0.5mm。采用离心泵。杂质回收罐长度为200mm。采用平均粒径2mm的硅酸锆颗粒，加入量5kg。循环液相为水，粘度0.001Pa·S，流速1m/s。该条件下颗粒无法清洗循环

【对比例2】

采用本实用新型所述流化床换热器颗粒清洗循环装置，进行颗粒除垢试验，考察重复三次之后的分离效率。换热器为立式管壳式换热器，颗粒自下而上走管程。无冲洗管，用一根直管直接代替冲洗管。喷淋管分管为3×3，分管长度20mm，开孔孔径0.5mm。颗粒冲洗槽长度为500mm。液固分离器为旋液分离器。喷嘴小口直径为大口直径的0.3倍，小口直管段长度等于小口管径的2倍。杂质回收罐内滤网平均孔径0.5mm。采用离心泵。杂质回收罐长度为200mm。采用平均粒径2mm的硅酸锆颗粒，加入量5kg。循环液相为水，粘度0.001Pa·S，流速1m/s。该条件下分离效率为7.8％。

【对比例3】

采用本实用新型所述流化床换热器颗粒清洗循环装置，进行颗粒除垢试验，考察重复三次之后的分离效率。换热器为立式管壳式换热器，颗粒自下而上走管程。无冲洗管，无喷淋管。液固分离器直接连接下降管，液固分离器为旋液分离器。喷嘴小口直径为大口直径的0.3倍，小口直管段长度等于小口管径的2倍。杂质回收罐内滤网平均孔径0.5mm。采用离心泵。杂质回收罐长度为200mm。采用平均粒径2mm的硅酸锆颗粒，加入量5kg。循环液相为水，粘度0.001Pa·S，流速1m/s。该条件下颗粒无法清洗循环。

表1

表1(续表)

Claims (10)

1.流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，该装置由加料口(1)、加料罐(2)、换热器(3)、液固分离器(4)、颗粒冲洗槽(5)、冲洗管(6)、下降管(7)、喷嘴(8)、水平管(9)、液相槽(10)、泵(11)、喷淋管(12)、杂质回收罐(13)、滤网(14)、杂质回收口(15)、颗粒回收口(16)组成；其中，换热器(3)连接液固分离器(4)，液固分离器(4)分出两路，一路连接液相槽(10)，另一路连接颗粒冲洗槽(5)，冲洗管(6)位于颗粒冲洗槽(5)内，一头连接液固分离器(4)，另一头连接下降管(7)，下降管(7)通过喷嘴(8)接入水平管(9)，喷淋管(12)连接颗粒冲洗槽(5)进出口，颗粒冲洗槽(5)出口出来的喷淋管(12)连接装有滤网(14)的杂质回收罐(13)，杂质回收罐(13)下部安装杂质回收口(15)，液相槽(10)出口经泵(11)连接水平管(9)，水平管(9)连接带有加料口(1)的加料罐(2)以及颗粒回收口(16)。

2.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述换热器(3)为立式或卧式管壳式换热器的一种，颗粒自下而上走管程或自下而上走壳层。

3.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述冲洗管(6)安装在颗粒冲洗槽(5)内，为管径和液固分离器(4)出口管路相同的连续U型弯管，冲洗管(6)直管段表面开孔，开孔孔径0.5～1.5mm，直管段总长200～400mm，按冲洗管(6)所有直管段表面积总和计，开孔率为40％～80％。

4.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述喷淋管(12)排布在颗粒冲洗槽(5)进出口两端，所述喷淋管(12)由一根总管分成n×n排布的n²根分管连接颗粒冲洗槽(5)进口，颗粒冲洗槽(5)出口同样连接n×n排布的n²根分管，再合并成一根总管进入装有滤网(14)的杂质回收罐(13)，n的取值范围为3-8，进出口分管管径同总管管径，分管长度20～30mm。

5.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述滤网(14)平均孔径0.5～1.5mm，杂质回收口(15)位于滤网(14)之前。

6.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述颗粒冲洗槽(5)长度为500～1000mm。

7.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述液固分离器(4)为旋液分离器或重力沉降式分离器的一种。

8.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述喷嘴(8)为沿液相流向方向的缩口管，安装在下降管(7)和水平管(9)交汇处，大口直径同水平管(9)管径，小口直径为大口直径的0.3～0.4倍，出口小口截面和下降管(7)左侧内径平齐，小口直管段长度为小口管径的2～2.5倍。

9.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述泵(11)为离心泵、柱塞泵或浆料泵中的一种。

10.根据权利要求1所述的流化床换热器颗粒清洗循环装置，其特征在于，所述杂质回收罐(13)长度为200～400mm。