傳熱元件及利用該傳熱元件的直插式熱管換熱器的製作方法

2023-09-22 13:48:40 2

專利名稱：傳熱元件及利用該傳熱元件的直插式熱管換熱器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種直插式熱管換熱器，尤其涉及一種專門針對氧化鋁行業分解槽鋁酸鈉溶液進行降溫而設計的傳熱元件及直插式氧化鋁分解槽熱管換熱器。
背景技術：
在氧化鋁的生產工藝中，鋁土礦(Al2O3 · H2O和Al2O3 · 3H20)是鋁在自然界存在的主要礦物，將其粉碎後用高溫氫氧化鈉溶液浸潰，獲得鋁酸鈉溶液；過濾去掉殘渣，將濾液降溫並加入氫氧化鋁晶體，經長時間攪拌，鋁酸鈉溶液會分解析出氫氧化鋁沉澱；將沉澱分離出來洗淨，再在950-1200°C的溫度下煅燒，就得到α型氧化鋁粉末，母液可循環利用。此法由奧地利科學家拜耳(K. J. Bayer)在1888年發明，時至今日仍是工業生產氧化鋁的主要方法，人稱「拜耳法」。目前鋁酸鈉溶液的降溫一般有真空法、分解槽外側加冷凝水、分解槽內設置冷凝水管、套管換熱器、板式換熱器等幾種方案，由於上述方案難以控制換熱管的管壁溫度，換熱管外表易產生氫氧化鋁晶體而「結疤」。而一旦換熱管表面結疤嚴重並影響溶液降溫效果，則必須停車進行清理和清洗，影響了生產的正常進行。此外，對於板式換熱器方案，由於氫氧化鋁固體顆粒的存在，板式換熱器板片磨損嚴重；同時板式換熱器也容易「結疤」堵死，換熱器使用壽命較短，生產裝置運行成本高。

實用新型內容實用新型目的為了克服現有換熱器的缺陷與不足，本實用新型的目的在於提供一種能避免現有換熱器換熱管表面出現的「結疤」現象，減輕操作、清洗、檢修工人的勞動強度的傳熱元件及利用該傳熱元件的直插式氧化鋁分解槽熱管換熱器。技術方案為了解決上述技術問題，本實用新型採用的技術方案為一種傳熱元件，包括管體，所述管體的下部為受熱段、上部為放熱段，在所述放熱段上並從上至下依次設有翅片和冷卻裝置。為了進出水方便，所述冷卻裝置包括包裹在所述管體的外面夾套管，在所述夾套管上設有冷卻水進口和冷卻水出口。進一步地，所述冷卻水出口設在夾套管的上部、所述冷卻水進口設在夾套管的下部。為了能將管體固定在換熱器上，在所述管體上並位於受熱段與放熱段之間設有支撐固定用管板。為了方便安裝，在所述管體的頂部設有吊裝用吊耳。包括本體和至少一個所述傳熱元件，每個所述傳熱元件的受熱段留在本體內、放熱段置於本體外。本實用新型換熱器的工作原理傳熱元件受熱段直插在鋁酸鈉溶液中，溶液中的熱量通過換熱管管壁傳遞給熱管內的工作介質(即工質)，工質吸熱汽化後上升至熱管放熱段，通過管壁將熱量傳遞給管外側的空氣或冷卻裝置，工質放熱變成液態回流至熱管受熱偵牝空氣或冷卻裝置吸熱後排放或進行循環利用，如此不斷形成換熱循環系統。在所述本體內裝有鋁酸鈉溶液，所述受熱段置於所述溶液中。所述傳熱元件在本體內為立式垂直布置。在所述本體內安裝有攪拌裝置。有益效果與現有技術相比，本實用新型的優點是傳熱元件結構合理，能解決現有換熱器「結疤」、堵塞和板片磨損，且傳熱元件或板片「結疤」後難以清洗、檢修、檢修工人的勞動強度大的不足；採用此傳熱元件的熱管換熱器，單根傳熱元 件可拆卸、便於清洗，即使傳熱元件失效後也只需更換傳熱元件而無需更換整個換熱器，方便實際運行操作，能夠滿足實際生產的需要。

圖I是本實用新型中傳熱元件的結構示意圖；圖2為本實用新型中換熱器的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述如圖I和圖2所示，一種傳熱元件，包括管體2，每個管體2分為受熱段和放熱段，在放熱段上設有至少一個增強散熱用的翅片6，在放熱段上並在翅片6的下方設有冷卻裝置，該冷卻裝置包括包裹在管體2放熱段外面的夾套管4,在夾套管4的上部設有冷卻水出口 5，在夾套管4的下部設有冷卻水進口 3。在管體2上並位於受熱段與放熱段之間設有支撐固定用管板8，在管體2的頂部設有吊裝用吊耳7。利用上述傳熱元件製成的直插式氧化鋁分解槽熱管換熱器，包括本體I和至少一個傳熱元件，在本體I內裝有鋁酸鈉溶液，這樣就實現了該換熱器與氧化鋁分解槽為一體化結構，在本體I內安裝有攪拌裝置；傳熱元件在本體I內為立式垂直布置；管體2通過支撐固定管板固定在本體I上，這樣就能使得受熱段置於溶液中，放熱段置於本體I外(即放熱段置於自然空氣中)。為了能實現單根管體2的拆卸、清洗、更換，支撐固定用管板8與本體I之間採用卡箍方式連接固定。管體2受熱段直插在氧化鋁分解槽鋁酸鈉溶液中，溶液中的熱量通過換管體2管壁傳遞給管體2內的工作介質(即工質)，工質吸熱汽化後上升至管體2放熱段，通過管壁將熱量傳遞給管外側的空氣或夾套內的冷卻水，工質放熱變成液態回流至管體2受熱側，空氣或冷卻水吸熱後排放或進行循環利用，如此不斷形成換熱循環系統。本實用新型進一步包括管體2放熱段夾套換管體2冷卻水量根據當地環境溫度進行調節，正常情況下不開啟冷卻水，當環境溫度升高或溶液溫度偏離設計值時，則通入冷卻水，冷卻水量隨著環境溫度和分解槽溶液溫度的升高而增加，直至滿負荷工作。本實用新型進一步包括管體2放熱段纏繞的翅片6的數量根據當地自然環境溫度確定，不同地區採用的翅片6數量不同。本實用新型進一步包括通過調整管體2受熱段、放熱段、夾套管4長度以及翅片6數量，從而達到控制換熱時的管體2最低管壁，防止受熱段「結疤」。[0026]以上所述僅是本實用新型的優選實施方式，應當指出對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本實用新型原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本實用新型的保護範 圍。
權利要求1.一種傳熱元件，其特徵在於包括管體(2)，所述管體(2)的下部為受熱段、上部為放熱段，在所述放熱段上並從上至下依次設有翅片(6)和冷卻裝置。
2.根據權利要求I所述的傳熱元件，其特徵在於所述冷卻裝置包括包裹在所述管體(2)的外面夾套管(4)，在所述夾套管(4)上設有冷卻水進口(3)和冷卻水出口(5)。
3.根據權利要求2所述的傳熱元件，其特徵在於所述冷卻水出口(5)設在夾套管(4)的上部、所述冷卻水進口(3)設在夾套管(4)的下部。
4.根據權利要求I所述的傳熱元件，其特徵在於在所述管體(2)上並位於受熱段與放熱段之間設有支撐固定用管板(8)。
5.根據權利要求I所述的傳熱元件，其特徵在於在所述管體(2)的頂部設有吊裝用吊耳(7)。
6.利用權利要求I所述的傳熱元件的直插式熱管換熱器，其特徵在於包括本體(I)和至少一個所述傳熱元件，每個所述傳熱元件的受熱段留在本體(I)內、放熱段置於本體(I)外。
7.根據權利要求6所述的直插式熱管換熱器，其特徵在於在所述本體(I)內裝有鋁酸鈉溶液，所述受熱段置於所述溶液中。
8.根據權利要求6所述的直插式熱管換熱器，其特徵在於所述傳熱元件在本體(I)內為立式垂直布置。
9.根據權利要求6所述的直插式熱管換熱器，其特徵在於在所述本體(I)內安裝有攪拌裝置。
專利摘要本實用新型公開了一種傳熱元件及利用該傳熱元件的直插式氧化鋁分解槽熱管換熱器，該傳熱元件包括管體，管體的下部為受熱段、上部為放熱段，在放熱段上並從上至下依次設有翅片和冷卻裝置。該換熱器包括本體和至少一個傳熱元件並且該換熱器與氧化鋁分解槽為一體化結構，每個傳熱元件的受熱段留在本體內，放熱段置於本體外。本實用新型中傳熱元件結構合理，能解決現有換熱器「結疤」、堵塞和板片磨損，且傳熱元件或板片「結疤」後難以清洗、檢修、檢修工人勞動強度大的不足；採用此傳熱元件的熱管換熱器，單根傳熱元件可拆卸、便於清洗，即使傳熱元件失效後也只需更換傳熱元件而無需更換整個換熱器，方便實際運行操作，能夠滿足實際生產的需要。
文檔編號F28D15/02GK202709847SQ201220327059
公開日2013年1月30日 申請日期2012年7月9日 優先權日2012年7月9日
發明者蔡國海, 塗福炳, 管欣 申請人:南京焓能環保科技有限公司