CN221302039U - 一种碳化塔冷却水箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碳化塔冷却水箱，属于纯碱生产加工技术领域；包括通过连接部与碳化塔塔体相连的矩形箱体，所述箱体的左右两侧分别设置有第一管箱部和第二管箱部，第一管箱部和第二管箱部均包括用于放置冷却水的腔室；所述第一管箱部和第二管箱部的腔室通过换热管连通，换热管的外径D为25mm～85mm，换热管为N行分布，相邻行之间的换热管交错排列；同一行的所述换热管的管中心线均在同一平面上，相邻平面之间的距离为A，A/D的范围为1.3～2.5，相邻列的换热管的管间距均为B，B/D的范围为1.3～2.5，第一行的换热管边缘设有挡板，所述挡板固定于塔壁面和换热管之间；其中，N为不为0的自然数。

Description

一种碳化塔冷却水箱

技术领域

本实用新型属于纯碱生产加工技术领域，尤其涉及一种碳化塔冷却水箱。

背景技术

碳化塔是纯碱工业的主要设备，塔内的反应兼有传质、吸收、化学反应、结晶、传热等多种过程，又含气、液、固等多相体系。其中，塔体内反应结晶产生大量的热，需要通过设置的换热管及时将其移走以保证生产的正常进行。

目前由于碳化塔内包括复杂的气液固三相体系，尤其碳化塔的下方固相含量较高，若换热管间距小，易造成结晶堆积；若换热管间距大，无法排布足够数量的换热管，满足不了换热需求，因此维持碳化塔正常生产需解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于满足实际需求，提供一种碳化塔冷却水箱，通过将换热管的尺寸和换热管的位置、距离联动设置，提高了换热效率，降低了结晶堆积风险。

第一方面，为实现上述实用新型目的，本实用新型的第一目的是提供一种碳化塔冷却水箱，包括通过连接部与碳化塔塔体相连的矩形箱体，所述箱体的左右两侧分别设置有第一管箱部和第二管箱部，所述第一管箱部和第二管箱部均包括用于放置冷却水的腔室；所述第一管箱部和第二管箱部的腔室通过换热管连通，所述换热管的外径D为25mm～85mm，所述换热管为N行分布，相邻行之间的所述换热管交错排列；同一行的所述换热管的管中心线均在同一平面上，相邻平面之间的距离为A，A/D的范围为1.3～2.5，相邻列的所述换热管的管间距均为B，B/D的范围为1.3～2.5，第一行的换热管边缘设有挡板，所述挡板固定于塔壁面和换热管之间；其中，N为不为0的自然数。

本实用新型通过将换热管的尺寸和换热管的位置、距离联动设置，满足了换热要求，防止换热管发生结晶堆积现象；且本实用新型在最上方一行的换热管边缘对应的位置处设置挡板，有效防止换热流体从无换热管的区域通过，提高了换热效率；且本实用新型通过研究表明，挡板位于第一行（即：最上方一行）换热管边缘对应的位置处，碳化塔装置运行过程中更不易发生阻塞，改善换热效率的同时，提升装置运行稳定性。

在上述碳化塔冷却水箱的方案中，所述第一管箱部或第二管箱部的下端设有冷却水进口，上端设有冷却水出口。冷却水箱中的冷却水设为下进上出的方式，使水箱内充满冷却水，保证换热面积，提高换热效率，同时避免两相流动的不稳定性；

在上述碳化塔冷却水箱的方案中，所述换热管为多管程，例如4管程，所述第一管箱部和/或第二管箱部内设置有分程隔板。

在上述碳化塔冷却水箱的方案中，所述换热管的内径为20mm～80mm。

在上述碳化塔冷却水箱的方案中，所述换热管的外径为25mm～57mm。

在上述碳化塔冷却水箱的方案中，所述冷却水箱包括碳钢板和耐腐蚀板。以碳钢板为壳，以耐腐蚀板为内衬。冷却水箱由碳钢板和耐腐蚀板两部分组成，保证强度的基础上，延缓了设备的腐蚀，延长了使用寿命。

在上述碳化塔冷却水箱的方案中，所述耐腐蚀板的材质为不锈钢或双相钢或玻璃钢。

在上述碳化塔冷却水箱的方案中，所述冷却水箱外设有板筋。

在上述碳化塔冷却水箱的方案中，所述筋板包括纵向筋板和环向筋板，所述纵向筋板围绕箱体的竖直面设置若干圈，所述环向筋板围绕箱体的横向面设置若干圈。

冷却水箱外部设置筋板，提高其强度和稳定性，以承受更大的压力和重量，并保持稳定。

本实用新型至少具有以下积极效果：

（1）通过将换热管的尺寸和换热管的位置、距离联动设置，满足了换热要求，防止换热管发生结晶堆积现象；

（2）在最上方一行的换热管边缘处设置挡板，有效防止换热流体从无换热管的区域通过，提高了换热效率；

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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所提供的一种碳化塔冷却水箱的主视图；

图2为本实用新型实施例所提供的一种碳化塔冷却水箱的俯视图；

图3为本实用新型实施例所提供的一种碳化塔冷却水箱的左视图；

图4为本实用新型实施例所提供的换热管排布示意图。

图中，1、第一管箱部；2、第二管箱部；3、换热管；4、挡板；5、冷却水进口；6、冷却水出口；7、箱体；8、连接部；9、纵向筋板；10、环向筋板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅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作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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

为了易于说明，实施例中使用了诸如“上”、“下”、“左”、“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

而且，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个与另一个具有相同名称的部件区分开来，而不一定要求或者暗示这些部件之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

在本实用新型创造的描述中，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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型创造中的具体含义。

请参阅图1至图4；

第一实施例

本实用新型提供的一种碳化塔冷却水箱，包括通过连接部8与碳化塔塔体相连的矩形箱体7，箱体的左右两侧分别设置有第一管箱部1和第二管箱部2，第一管箱部1和第二管箱部2均包括用于放置冷却水的腔室；第一管箱部1和第二管箱部2的腔室通过换热管3连通；

将换热管3的外径设为D，则D的范围为25mm～85mm；优选地，换热管3的外径为25mm～57mm，如25mm或40mm或57mm；内径范围为20mm～80mm；需根据冷却水的水质适应性选择内径的大小，若水质较好，即无杂质、无悬浮物、无沉淀物的同时，水的酸碱度、硬度、氯离子含量等指标也在合理的范围内，可以选择较小的内径，而水质较差时应选择较大的内径，避免管内结垢堵塞；而外径数值的具体设置需要综合考虑到管壁的厚度、外径的大小对流体的影响，以及是否容易结晶对接等几个方面，要在保证传热效率的同时，防止发生结晶堆积现象，影响生产的稳定性，同时管材的数量也要控制在合理的范围内以降低成本，因此，基于多方面的考量，在设置内、外径数值的基础上对换热管的位置距离进行了相应的设计，以满足换热需求：

如图3所示，换热管3为N行分布，N为不为0的自然数，相邻行之间的换热管3交错排布，该排布方式使流体冲刷某一行的管外壁后，可刚好下落从而直接冲刷下一行的管外壁，减小换热管外壁面层流厚度，提高了换热效果；

如图3所示，同一行的换热管3的管中心线均在同一平面上，相邻平面之间的距离设为A，则A/D为1.3～2.5，如，可使得A/D为1.3或2或2.5，相邻列的换热管的管间距设为B，则B/D为1.3～2.5，如取1.3或2或2.5；该比值范围可布置足够的换热管数量，满足换热需求，同时可避免固相结晶发生堵塞。

本申请还在最上方一行的换热管3边缘设有挡板4，挡板4固定在塔壁面和换热管之间；碳化塔边缘处会有换热管所达不到的死角，而挡板4的设置可以减少死角，换热流体自无换热管区域通过的量减少，从而提高换热效率。

第二实施例

基于第一实施例的内容，第一管箱部1或第二管箱部2的下端设有冷却水进口5，上端设有冷却水出口6，下进上出的设置可以防止空气进入，保证了第一管箱部1、第二管箱部2以及换热管3内部充满水，保证了换热面积，避免了空气对设备的腐蚀和氧化，同时避免了两相流的不稳定性。

此外，冷却水箱包括碳钢板和耐腐蚀板，耐腐蚀板可以为不锈钢或双相钢或玻璃钢，以延缓腐蚀，延长装置的使用时限。同理，换热管也应包含耐腐蚀材料，延长使用寿命。

冷却水箱外设置筋板，保证了水箱的强度，优选地，筋板包括纵向筋板9和环向筋板10，纵向筋板9围绕箱体7的竖直面设置若干圈，环向筋板围绕箱体7的横向面设置若干圈，充分保证了冷却水箱的强度及稳定性，以承受更大的压力和重量。

第三实施例

基于前述实施例，本方案的原理为：若冷却水进口和冷却水出口设置在第一管箱部1，则冷却水从第一管箱部1下端的冷却水进口5进入，进行循环；在经过换热管3时，换热管3可以将碳化塔中的流体冷却降温，使其满足生产需要；经过换热后的冷却水进入第二管箱部2，并由第二管箱部2再次进入换热管3中，最后从第一管箱部1的冷却水出口6流出，完成了整个换热过程。

基于上述装置，满足了换热要求，提高了换热效率，保证了生产的稳定运行。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种碳化塔冷却水箱，包括通过连接部（8）与碳化塔塔体相连的矩形箱体（7），所述箱体（7）的左右两侧分别设置有第一管箱部（1）和第二管箱部（2），所述第一管箱部（1）和第二管箱部（2）均包括用于放置冷却水的腔室；所述第一管箱部（1）和第二管箱部（2）的腔室通过换热管（3）连通，其特征在于，所述换热管（3）的外径D为25mm～85mm，所述换热管为N行分布，相邻行之间的所述换热管（3）交错排列；同一行的所述换热管（3）的管中心线均在同一平面上，相邻平面之间的距离为A，A/D的范围为1.3～2.5，相邻列的所述换热管（3）的管间距均为B，B/D的范围为1.3～2.5，第一行的换热管（3）边缘设有挡板（4），所述挡板（4）固定于塔壁面和换热管之间；其中，N为不为0的自然数。

2.根据权利要求1所述的碳化塔冷却水箱，其特征在于，所述第一管箱部（1）或第二管箱部（2）的下端设有冷却水进口（5），上端设有冷却水出口（6）。

3.根据权利要求1所述的碳化塔冷却水箱，其特征在于，所述换热管（3）的内径为20mm～80mm。

4.根据权利要求1所述的碳化塔冷却水箱，其特征在于，所述换热管（3）的外径为25mm～57mm。

5.根据权利要求1所述的碳化塔冷却水箱，其特征在于，所述碳化塔冷却水箱包括碳钢板和耐腐蚀板。

6.根据权利要求5所述的碳化塔冷却水箱，其特征在于，所述耐腐蚀板的材质为不锈钢或双相钢或玻璃钢。

7.根据权利要求1所述的碳化塔冷却水箱，其特征在于，所述冷却水箱外设有筋板。

8.根据权利要求7所述的碳化塔冷却水箱，其特征在于，所述筋板包括纵向筋板（9）和环向筋板（10），所述纵向筋板（9）围绕箱体（7）的竖直面设置若干圈，所述环向筋板（10）围绕箱体（7）的横向面设置若干圈。