石墨制三效圓塊孔式換熱器的製造方法
2023-05-30 11:23:21
石墨制三效圓塊孔式換熱器的製造方法
【專利摘要】本實用新型是一種石墨制三效圓塊孔式換熱器，其特點是：它包括殼體，所述殼體密封連接第一入口管和第一出口管、第二入口管和第二出口管、第三入口管和第三出口管；至少三塊換熱塊置於殼體內並固連形成環形容腔，在換熱塊與上封頭、下封頭之間分別密封連接上、下分流板，在殼體的容腔處依次交替對置密封固連折流板，在殼體內壁上對置的折流板之間密封固連軸向隔板，殼體內壁、換熱塊柱面、隔板、折流板和上分流板或下分流板將環形容腔分割出兩個上容腔或兩個下容腔和若干個中間容腔，三種不同溫度的流體分別通過第一入口管和第一出口管、第二入口管和第二出口管、第三入口管和第三出口管進入換熱器進行熱交換，實現一機三用的換熱功能。
【專利說明】石墨制三效圓塊孔式換熱器
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及化工設備的熱交換裝置，是一種一機多用的石墨制三效圓塊孔式換熱器。
【背景技術】
[0002]在化工生產中，換熱器是必不可少的熱交換設備。在不同的工藝過程中，換熱器只是兩種不同溫度的工藝流體互相進行熱能量交換的設備，其換熱過程是:一向通道為需要升溫或者降溫的腐蝕性流體、另一向通道為加熱蒸汽或冷卻介質(如循環水、冷凍鹽水、乙二醇)，當需要升溫或者降溫的腐蝕性流體和加熱蒸汽或冷卻介質分別通過各自通道流過換熱器，在換熱器內進行熱量交換，腐蝕性流體和加熱蒸汽或冷卻介質各自達到需要的溫度，如在鹽酸解析工藝過程中用雙效換熱器為30°C的濃鹽酸進行預熱，溫度達到75°C以上送往解析塔作噴淋液，一級冷卻器下來的冷凝酸、二級冷卻器和除霧器下來的冷凝酸也直接送往解析塔作噴淋液，冷凝酸溫度為30?_5°C，因此降低了預熱器送來的濃鹽酸溫度，使濃鹽酸溫度低於70°C，這時鹽酸解析率降低了 25%，即影響了解析效率，又增加了能耗，急待進一步開發製造出新型能耗低，又環保的設備。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是:提高一種石墨制三效圓塊孔式換熱器，在一臺設備中設有三項分別向三個方向流動的不同溫度載體的流體介質，向三個方向流動的載熱體達到相互熱交換，既是加熱器又是冷卻器，其設計原理清晰，結構新穎、運行流暢，阻力小，換熱效率高。
[0004]本實用新型解決技術問題的方案是:一種石墨制三效圓塊孔式換熱器，其特徵是:它包括殼體、換熱塊、上分流板、下分流板和折流板，所述殼體內設防腐層，殼體的上封頭設置兩個第一過流孔、下封頭設置兩個第二過流孔，殼體的上方設置兩個第三過流孔、下方設置兩個第四過流孔，殼體的外部、第三過流孔下方固連支座、第四過流孔上方固連吊耳；所述第一入口管和第一出口管分別密封連接在上封頭設置的兩個第一過流孔處，第二入口管和第二出口管分別密封連接在下封頭設置的兩個第二過流孔處，第三入口管密封連接在殼體下方設置的一個第四過流孔處、排空閥門通過排空管密封連接在殼體下方設置的另一個第四過流孔處，第三出口管置於排空管的上方、密封連接在殼體上方設置的一個第三過流孔處、放空閥門置於第三入口管的上方、密封連接在殼體上方設置的另一個第三過流孔處；至少三塊換熱塊以奇數由下至上置於殼體內並固連，換熱塊與殼體內壁之間形成環形容腔，在最上方換熱塊與上封頭之間密封連接上分流板、最下方換熱塊與下封頭之間密封連接下分流板，在第三入口管的上方、最下方換熱塊與相鄰換熱塊之間的殼體內壁的容腔處密封固連半圓環形折流板，在第三出口管的下方與相鄰換熱塊之間的殼體內壁的容腔處密封固連半圓環形折流板，在最上方和最下方換熱塊之間、相鄰的換熱塊之間的殼體內壁上的容腔處依次交替對置密封固連半圓環形折流板，在殼體內壁上的容腔處、對置的半圓環形折流板之間密封固連軸向隔板，殼體內壁、換熱塊柱面、隔板、半圓環形折流板和上分流板或下分流板將殼體內的環形容腔分割出兩個上容腔或兩個下容腔。
[0005]所述石墨制三效圓塊孔式換熱器具有以下性能:
[0006]工作溫度-45 O?芻300 V ；
[0007]石墨材料的熱導率為大於116w/
[0008]工作許用壓力小於IMPa ；
[0009]在負壓蘭0.1 MPa條件下安全運行；
[0010]換熱面積為5 m2-600 m2。
[0011]所述石墨制三效圓塊孔式換熱器內置的換熱塊數量為至少三塊，並根據換熱面積不同，增加偶數塊換熱塊，使換熱塊的數量為奇數，此時，殼體內壁、換熱塊柱面、隔板、半圓環形折流板和上分流板或下分流板將殼體內的環形容腔分割出兩個上容腔或兩個下容腔，殼體內壁、換熱塊柱面、隔板、相鄰的半圓環形折流板之間將殼體內的環形容腔分割成若干個中間容腔。
[0012]所述換熱塊為經呋喃系列樹脂或四氟分散液或酚醛改性樹脂的一種或其組合做為浸潰劑浸潰後的不透性石墨制換熱塊，換熱塊的結構是:換熱塊交替均布設置N-1組、每組若干個第一孔和N組、每組若干個第二孔，在換熱塊的柱面、每一相鄰的第一孔和第二孔之間設置一組、每組若干個第三孔，N為偶數。
[0013]所述上分流板交替均布設置N組開口向下的第一分流槽和N-1組、每組數量與換熱塊的第一孔數量、位置相同的第一分流孔，N為偶數。
[0014]所述下分流板交替均布設置N-1組開口向上的第二分流槽和N組、每組數量與換熱塊的第二孔數量、位置相同的第二分流孔，N為偶數。
[0015]本實用新型石墨制三效圓塊孔式換熱器的工作過程是:第一種流體通過固連在上封頭上的第一入口進入換熱器內，由上分流板半側的第一分流孔進入換熱塊半側內的第一孔，流到下分流板的第一分流槽內折返、進入換熱塊的另半側第一孔內，通過上分流板另半側的第一分流孔和第一出口流出換熱器；與此同時，第二種流體通過固連在下封頭上的第二入口進入換熱器內，由下分流板半側的第二分流孔進入換熱塊半側內的第二孔，流到上分流板的第二分流槽內折返、進入換熱塊的另半側第二孔內，通過下分流板另半側的第二分流孔和第二出口流出換熱器；在第一種流體和第二種流體分別同時進入換熱器的同時，第三種流體通過殼體下部的第三入口進入換熱器內的一個下容腔中，通過最下方換熱塊柱面的第三孔流入另一個下容腔中，並由另一個下容腔通過最下方換熱塊相鄰的換熱塊柱面的第三孔流入一個中間容腔，以同樣的方法依次流過若干個換熱塊進入中間容腔，然後進入與第三入口同側的上容腔，通過最上方換熱塊柱面的第三孔進入另一個上容腔，由第三出口流出換熱器；在三種流體同時進入換熱器進行熱交換時，放空閥門根據需要打開，排出換熱器中的氣體，排除後關閉放空閥門，換熱器停車後，打開排空閥門，排出換熱器中的液料後關閉排空閥I?。
[0016]本實用新型石墨制三效圓塊孔式換熱器的有益效果是:
[0017]I本實用新型是在同一臺換熱器運行三個方向，三種相同或不同的液體或氣體，具有不同溫度，相互為不串相的載熱體，三向介質的分流關鍵件是上、下分流板，把兩種縱向流動的介質實現分流，以石墨的強導熱性能充分緊緻利用能源，原本是分別採用三臺換熱器預熱或預冷的熱交換，在一臺三效換熱器內完成，降低了設備的投資，節約了廠房面積；設計原理清晰，結構新穎運行流暢，阻力小，換熱效率高。
[0018]2本實用新型溫度範圍寬達一 45°C?300°C，適用範圍廣，可以根據不同介質選用不同樹脂浸潰劑，是天然氣化工、PVC化工、鹽酸解析等工藝過程中理想的換熱設備；並且在石墨件因防腐膜脫落後造成滲漏時，可以重新浸潰；具有使用安全、檢修方便、節能環保、設備運行壽命長等優點。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0020]圖2為本實用新型的管口示意圖；
[0021]圖3為本實用新型的換熱塊主視示意圖；
[0022]圖4為圖3的俯視示意圖；
[0023]圖5為圖4的A-A剖視示意圖；
[0024]圖6為本實用新型的上分流板主視示意圖；
[0025]圖7為圖6的俯視示意圖；
[0026]圖8為本實用新型的下分流板主視示意圖；
[0027]圖9為圖8的俯視示意圖；
[0028]圖10為本實用新型的第一孔道流體流程示意圖；
[0029]圖11為本實用新型的第二孔道流體流程示意圖；
[0030]圖12為本實用新型的第三孔道流體流程示意圖。
[0031]圖中:1第二入口管，2下封頭，3第三入口管，4下分流板，5換熱塊，6下容腔，7折流板，8上容腔，9上分流板，10放空閥門，11上封頭，12第一入口管，13第一出口管，14第一分流孔，15第三出口管，16第一分流槽，17第二分流孔，18第二分流槽，19殼體，20排空管，21蓋板法蘭，22第二出口管，23第三孔，24第一孔，25第二孔，a 30°C的濃鹽酸，b 75°C?81°C的濃鹽酸，c 一 5°C?30°C的冷凝酸，d >75°C的冷凝酸，e 125°C?143°C的稀鹽酸，f<60°C的稀鹽酸，g氣體，h液料。
[0032]下面結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0033]參照圖1?圖12，以石墨制三效圓塊孔式換熱器用於鹽酸解析工藝過程中的濃鹽酸、冷凝酸和稀鹽酸的換熱為例，它包括殼體19、換熱塊5、上分流板9、下分流板4和折流板7，所述殼體19內設防腐層，殼體19的上封頭11設置兩個第一過流孔、下封頭2設置兩個第二過流孔，殼體19的上方設置兩個第三過流孔、下方設置兩個第四過流孔，殼體19的外部、第三過流孔下方固連支座、第四過流孔上方固連吊耳；所述第一入口管12和第一出口管13分別密封連接在上封頭11設置的兩個第一過流孔處，第二入口管1和第二出口管21分別密封連接在下封頭2設置的兩個第二過流孔處，第三入口管3密封連接在殼體19下方設置的一個第四過流孔處、排空閥門通過排空管20密封連接在殼體19下方設置的另一個第四過流孔處，第三出口管15置於排空管20的上方、密封連接在殼體19上方設置的一個第三過流孔處、放空閥門10置於第三入口管3的上方、密封連接在殼體19上方設置的另一個第三過流孔處，第一出口管13和第二出口管21均通過管道與解析塔的噴淋裝置密封連接，第三出口管15與稀鹽酸冷卻器密封連接；七塊換熱塊5由下至上置於殼體19內並固連，換熱塊5與殼體19內壁之間形成環形容腔，在最上方換熱塊5與上封頭11之間密封連接上分流板9、最下方換熱塊5與下封頭2之間密封連接下分流板4，在第三入口管3的上方、最下方換熱塊5與相鄰換熱塊5之間的殼體19內壁的容腔處密封固連半圓環形折流板7，在第三出口管15的下方與相鄰換熱塊5之間的殼體19內壁的容腔處密封固連半圓環形折流板7，在最上方和最下方換熱塊5之間、相鄰的換熱塊5之間的殼體19內壁上的容腔處依次交替對置密封固連半圓環形折流板7，在殼體19內壁上的容腔處、對置的半圓環形折流板7之間密封固連軸向隔板,殼體19內壁、換熱塊5柱面、隔板、半圓環形折流板7和上分流板9或下分流板4將殼體19內的環形容腔分割出兩個上容腔8或兩個下容腔6，殼體19內壁、換熱塊5柱面、隔板、相鄰的半圓環形折流板7之間將殼體19內的環形容腔分割成若干個中間容腔。所述石墨制三效圓塊孔式換熱器工作溫度為一 45°C?3 3000C ;石墨材料的熱導率為大於116w/ (m*°C);工作許用壓力小於IMPa。所述換熱塊5為B級石墨料、粒度組成為< -0.075?2_、經呋喃樹脂做為浸潰劑浸潰後的不透性石墨制換熱塊5，換熱塊5的結構是:換熱塊5外形為Φ 110X80，換熱塊5交替均布設置5組、每組若干個第一孔24和6組、每組若干個第二孔22，在換熱塊5的柱面、每一相鄰的第一孔24和第二孔22之間設置一組、每組18個第三孔23。所述上分流板9外形為Φ 110X80，上分流板9交替均布設置6組開口向下的第一分流槽16和5組、每組數量與換熱塊5的第一孔24數量、位置相同的第一分流孔14，所述下分流板4外形為Φ110Χ80，下分流板4交替均布設置5組開口向上的第二分流槽18和6組、每組數量與換熱塊5的第二孔22數量、位置相同的第二分流孔17。本實施例採用現有技術製造，排空閥門、放空閥門10、B級石墨料和呋喃樹脂浸潰劑為現有技術的市售產品。
[0034]本實施例的工作過程是:溫度為30°C的濃鹽酸a通過固連在上封頭11上的第一入口管12進入換熱器內，由上分流板9半側的第一分流孔14進入換熱塊5半側內的第一孔24，流到下分流板4的第二分流槽18內折返、進入換熱塊5的另半側第一孔24內，溫度升高成為75°C?81°C的濃鹽酸b後通過上分流板9另半側的第一分流孔14和第一出口管13流出換熱器，由管道進入解析塔的噴淋裝置內；與此同時，溫度為一 5°C?30°C的冷凝酸c通過固連在下封頭2上的第二入口管I進入換熱器內，由下分流板4半側的第二分流孔17進入換熱塊5半側內的第二孔22，流到上分流板9的第一分流槽16內折返、進入換熱塊5的另半側第二孔22內，溫度升高成為> 75°C的冷凝酸d後通過下分流板4另半側的第二分流孔17和第二出口管21流出換熱器，由管道進入解析塔的噴淋裝置內；在溫度為30°C的濃鹽酸a和溫度為一 5°C?30°C的冷凝酸c分別同時進入換熱器的同時，溫度高達125°C?143°C的稀鹽酸e通過殼體19下部的第三入口管3進入換熱器內的一個下容腔6中，通過最下方換熱塊5柱面的第三孔23流入另一個下容腔6中，並由另一個下容腔6通過最下方換熱塊5相鄰的換熱塊5柱面的第三孔23流入一個中間容腔，以同樣的方法依次流過五個換熱塊5進入中間容腔，然後進入與第三入口管3同側的上容腔8，通過最上方換熱塊5的第三孔23進入另一個上容腔8，降溫成為彡60°C的稀鹽酸f後由第三出口管15流出換熱器，通過管道進入稀鹽酸冷卻器，繼續冷卻至溫度< 30°C後送往稀鹽酸儲罐；在三種不同溫度的濃鹽酸、冷凝酸和稀鹽酸同時進入換熱器進行熱交換時，放空閥門10根據需要打開，排出換熱器中的氣體h，排除後關閉放空閥門1，換熱器停車後，打開排空閥門， 排出換熱器中的液料g後關閉排空閥門。
【權利要求】
1.一種石墨制三效圓塊孔式換熱器，其特徵是:它包括殼體、換熱塊、上分流板、下分流板和折流板，所述殼體內設防腐層，殼體的上封頭設置兩個第一過流孔、下封頭設置兩個第二過流孔，殼體的上方設置兩個第三過流孔、下方設置兩個第四過流孔，殼體的外部、第三過流孔下方固連支座、第四過流孔上方固連吊耳；所述第一入口管和第一出口管分別密封連接在上封頭設置的兩個第一過流孔處，第二入口管和第二出口管分別密封連接在下封頭設置的兩個第二過流孔處，第三入口管密封連接在殼體下方設置的一個第四過流孔處、排空閥門通過排空管密封連接在殼體下方設置的另一個第四過流孔處，第三出口管置於排空管的上方、密封連接在殼體上方設置的一個第三過流孔處、放空閥門置於第三入口管的上方、密封連接在殼體上方設置的另一個第三過流孔處；至少三塊換熱塊以奇數由下至上置於殼體內並固連，換熱塊與殼體內壁之間形成環形容腔，在最上方換熱塊與上封頭之間密封連接上分流板、最下方換熱塊與下封頭之間密封連接下分流板，在第三入口管的上方、最下方換熱塊與相鄰換熱塊之間的殼體內壁的容腔處密封固連半圓環形折流板，在第三出口管的下方與相鄰換熱塊之間的殼體內壁的容腔處密封固連半圓環形折流板，在最上方和最下方換熱塊之間、相鄰的換熱塊之間的殼體內壁上的容腔處依次交替對置密封固連半圓環形折流板，在殼體內壁上的容腔處、對置的半圓環形折流板之間密封固連軸向隔板，殼體內壁、換熱塊柱面、隔板、半圓環形折流板和上分流板或下分流板將殼體內的環形容腔分割出兩個上容腔或兩個下容腔。
2.如權利要求1所述的石墨制三效圓塊孔式換熱器，其特徵是:所述石墨制三效圓塊孔式換熱器內置的換熱塊數量為至少三塊，並根據換熱面積不同，增加偶數塊換熱塊，使換熱塊的數量為奇數，此時，殼體內壁、換熱塊柱面、隔板、半圓環形折流板和上分流板或下分流板將殼體內的環形容腔分割出兩個上容腔或兩個下容腔，殼體內壁、換熱塊柱面、隔板、相鄰的半圓環形折流板之間將殼體內的環形容腔分割成若干個中間容腔。
3.如權利要求1或2所述的石墨制三效圓塊孔式換熱器，其特徵是:所述換熱塊為經呋喃系列樹脂或四氟分散液或酚醛改性樹脂的一種或其組合做為浸潰劑浸潰後的不透性石墨制換熱塊，換熱塊的結構是:換熱塊交替均布設置N-1組、每組若干個第一孔和N組、每組若干個第二孔，在換熱塊的柱面、每一相鄰的第一孔和第二孔之間設置一組、每組若干個第三孔，N為偶數。
4.如權利要求1所述的石墨制三效圓塊孔式換熱器，其特徵是:所述上分流板交替均布設置N組開口向下的第一分流槽和N-1組、每組數量與換熱塊的第一孔數量、位置相同的第一分流孔，N為偶數。
5.如權利要求1所述的石墨制三效圓塊孔式換熱器，其特徵是:所述下分流板交替均布設置N-1組開口向上的第二分流槽和N組、每組數量與換熱塊的第二孔數量、位置相同的第二分流孔，N為偶數。
【文檔編號】F28F9/22GK204100859SQ201420615903
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月23日 優先權日:2014年10月23日
【發明者】杜明彥, 寧曉初, 張軍, 田宇, 李喜生, 孟海波 申請人:吉林市四通防腐設備有限責任公司