乙二醇塔冷凝器的製造方法

2023-06-10 04:00:56

乙二醇塔冷凝器的製造方法
【專利摘要】本實用新型涉及乙二醇塔冷凝器，包括腔體，所述腔體的內部分布有高通量換熱管，所述高通量換熱管從支撐板的板孔中穿過並固定於冷凝器兩端的管板的板孔中，所述高通量換熱管包括基管，所述基管的外表面通過燒結的方式塗裝有一層金屬多孔層；所述金屬多孔層的表面及內部分布有孔隙。本實用新型的腔體內分布有表面塗裝著金屬多孔層的換熱管，將管程中介質需要被冷卻的熱量直接用於對殼程中的介質進行加熱，在提高換熱管管外沸騰給熱係數的同時，有效解決了管、殼程中介質對換熱管的腐蝕問題，提高了冷凝器的使用壽命；又可以使冷凝器的設備直徑縮小，換熱面積減小，設備重量減輕，設備運輸、安裝、運行、維護等成本降低。
【專利說明】乙二醇塔冷凝器【技術領域】
[0001]本實用新型涉及換熱【技術領域】，特別涉及乙二醇塔冷凝器。
【背景技術】
[0002]改革開放以來，伴隨著經濟快速發展，能源的消耗也與日俱增，如果不加以控制，很快就會被開採殆盡，並且隨之而來的環境汙染、溫室氣體排放已經使環境不堪重負。「十一五」計劃以來，國家制定了一系列節能減排計劃，淘汰了落後的、高能耗、高汙染的工藝流程，取而代之的是各種新型的能耗低、汙染少的工藝流程和新技術，這就要求我們的產品從設計之初就要尋求節能代替方案實現可持續發展。
[0003]化工行業是傳統的高能耗、高汙染行業，化工行業實現節能減排對國民經濟和社會的發展尤其重要。面對如此大的節能減排任務，各大工廠和設計院都在尋求新的替代技術和工藝減少能源消耗，回收被浪費的熱量使之再利用。
[0004]傳統的乙二醇塔冷凝器，使用一臺冷凝器將管程中的乙二醇和水冷凝、冷卻，再使用另外一臺換熱器將殼程中的工藝水加熱、蒸發。將管程中的乙二醇和水冷凝、冷卻時使用的冷凝器需要使用大量的冷卻水；將殼程中的工藝水加熱、蒸發時，需要使用蒸汽或其他方式進行加熱。這樣乙二醇和水和熱量就被白白的浪費掉了，並且還增加了循環水的使用量；另外，在對殼程水加熱、蒸發時，還需要額外採用蒸汽或是其他方式進行加熱。管程中的熱量被浪費了，殼程中還需要額外加熱，無形當中造成了兩次熱量的浪費。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的 在於，提出一種可將冷凝器管程中的工藝介質的熱量用於加熱殼程中的工藝水以使工藝水沸騰蒸發，從而得到能耗更低的乙二醇塔冷凝器。
[0006]本實用新型的另一個目的在於，提出一種腔體內分布有表面塗裝著金屬多孔層的高通量換熱管，得到能夠更好適應腐蝕環境的乙二醇塔冷凝器。
[0007]為達此目的，本實用新型採用以下技術方案:
[0008]乙二醇塔冷凝器，包括腔體，所述腔體的內部分布有高通量換熱管，所述高通量換熱管從支撐板的板孔中穿過並固定於冷凝器兩端的管板的板孔中，所述高通量換熱管包括基管，所述基管的外表面通過燒結的方式塗裝有一層金屬多孔層；所述金屬多孔層的表面及內部分布有孔隙。
[0009]優選的，所述基管的材料為不鏽鋼。
[0010]優選的，所述基管為波紋管或光管。
[0011]優選的，所述金屬多孔層為不鏽鋼多孔層
[0012]進一步的，所述金屬多孔層的孔隙分布率為20% — 45%。
[0013]進一步的，所述金屬多孔層的孔隙的平均直徑為20 μ m—150 μ m。
[0014]進一步的，所述金屬多孔層的平均厚度為0.3mm一0.5mm。
[0015]優選的，所述乙二醇塔冷凝器的腔體、支撐板和管板的材質為S30408不鏽鋼。[0016]進一步的，所述乙二醇塔冷凝器為臥式結構，所述腔體的下方設置有兩個鞍座。
[0017]進一步的，所述腔體的上方設置有殼程介質出口和管程不凝氣出口 ；所述腔體的下方設置有殼程介質進口和管程冷凝液出口。
[0018]本實用新型的有益效果為:本實用新型的腔體內分布有表面塗裝著金屬多孔層的高通量換熱管，在提高換熱管管外沸騰給熱係數的同時，有效解決了管、殼程中介質對換熱管的腐蝕問題，提高了乙二醇塔冷凝器的使用壽命。
[0019]本實用新型將管程中的介質需要被冷卻的熱量，通過表面塗裝有金屬多孔層的高通量換熱管直接用於對殼程中的介質進行加熱，既節省了用於冷卻管程中介質的冷卻水和用於對殼程中介質進行加熱的蒸汽，又可以使冷凝器的設備直徑縮小，換熱面積減小，設備重量減輕，設備運輸、安裝、運行、維護等成本降低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型【具體實施方式】提供的乙二醇塔冷凝器的結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型【具體實施方式】提供的乙二醇塔冷凝器的換熱管結構示意圖。
[0022]圖中:
[0023]1、高通量換熱管；11 ;基管；2、支撐板；3、管板；4、金屬多孔層；5、殼程介質進口 ；
6、殼程介質出口 ；7、管程冷凝液出口 ；8、管程不凝氣出口。
【具體實施方式】
[0024]下面通過【具體實施方式】來進一步說明本實用新型的技術方案。
[0025]如圖1所示，一種乙二醇塔冷凝器，包括腔體，所述腔體的內部分布有高通量換熱管1，高通量換熱管1從支撐板2的板孔中穿過並固定於乙二醇塔冷凝器兩端的管板3的板孔中；高通量換熱管1的外表面通過燒結的方式塗裝有一層金屬多孔層4 ;金屬多孔層4的表面及內部分布有孔隙。
[0026]本實施例中的乙二醇塔冷凝器為臥式結構，腔體的下方設置有兩個鞍座，腔體的上方設置有用於釋放殼程中工藝介質的殼程介質出口 6和排放管程中不凝結的管程不凝氣出口 8 ;腔體的下方設置有向腔體中輸入殼程中介質的殼程介質進口 5和用於排放管程中冷卻液的管程冷凝液出口 7。
[0027]現有技術中，由於管程內的乙二醇和殼程內工藝水之間的溫差過小，不能利用管程內乙二醇的熱量給工藝水加熱，無形中消耗了大量的能量。乙二醇塔冷凝器管程中的介質為乙二醇和水，殼程中的介質為工藝水，這兩種介質中都含有少量的酚類，具有一定的腐蝕性。如果設備採用碳鋼材料，很容易被腐蝕，設備的使用壽命短。所以本實用新型中的乙二醇塔冷凝器設備整體採用S30408不鏽鋼材質，能夠有效的防止腐蝕情況的產生，但要想更好地利用管程中介質的熱量為殼程中的介質加熱，利用殼程中的介質為管程中的介質冷卻，核心技術是分布於腔體中的換熱管。
[0028]如圖2所示，本實用新型中的高通量換熱管1包括基管11，基管11的外表面通過燒結的方式塗裝有一層金屬多孔層4，優選的為不鏽鋼多孔層。不鏽鋼多孔層的設置改變了高通量換熱管1與殼程中介質接觸表面的狀態。不鏽鋼多孔層的表面及內部分布有由顆粒構成的孔隙，在具有一定防腐蝕性的同時，孔隙能夠成為泡核沸騰中心，使高通量換熱管1原有的光管膜狀沸騰變為泡核沸騰，從而提高了沸騰換熱係數，換熱效率更高。不鏽鋼多孔層的內部有許多相互連通的小孔，形成大量的汽化核心使沸騰處於泡核沸騰狀態；同時，不鏽鋼多孔層還具有大量相互連通的微孔，形成了一個微孔面積，液體藉助表面張力作用不斷進入微孔中補充汽化的液體。這些微孔中的一部分與熱源緊密接觸，一個微孔中產生的氣泡可激發相鄰的微孔中產生氣泡，且每個微孔中的小氣泡相互連通易於長大，使蒸發速率變快。氣泡底部薄層液體受熱蒸發、微孔通道中薄層液體蒸發、薄層液體形成的液膜與微孔通道中的對流，以及氣泡成長、脫離過程中產生的攪動力共同引發外表面的介質產生整體對流，進一步強化了沸騰傳熱。氣泡的成長、脫離與留下的汽化核心的膨脹、收縮過程類似於抽吸泵的作用，可使大量介質不斷在通道中循環流動，避免了介質增濃結垢。
[0029]本實用新型中的基管11為不鏽鋼材質，可以為波紋管或光管。採用燒結的方式塗裝在基管11外表面的不鏽鋼多孔層，不鏽鋼多孔層應滿足下列要求:
[0030]A不鏽鋼多孔層的孔隙分布率為20% — 45% ；
[0031]B不鏽鋼多孔層的孔隙的平均直徑為20 μ m—150 μ m ;
[0032]C不鏽鋼多孔層的平均厚度為0.3mm一0.5mm。
[0033]高通量換熱管1在表面塗裝不鏽鋼多孔層後應滿足以下機械性能:
[0034]A對高通量換熱管進行彎曲式樣，彎曲角度在0° —135°範圍內換熱管外表面的不鏽鋼多孔層不脫落；
[0035]B對高通量換熱管進行拉伸變形試驗，拉伸變形量為換熱管長度0 —10%範圍內換熱管外表面不鏽鋼多孔層不脫落；
[0036]C對高通量換熱管進行壓扁變形試驗，壓扁量為換熱管直徑0—0.9倍範圍內換熱管外表面不鏽鋼多孔層不脫落。
[0037]以上結合具體實施例描述了本實用新型的技術原理。這些描述只是為了解釋本實用新型的原理，而不能以任何方式解釋為對本實用新型保護範圍的限制。基於此處的解釋，本領域的技術人員不需要付出創造性的勞動即可聯想到本實用新型的其它【具體實施方式】，這些方式都將落入本實用新型的保護範圍之內。
【權利要求】
1.乙二醇塔冷凝器，包括腔體，所述腔體的內部分布有高通量換熱管(1)，所述高通量換熱管(1)從支撐板(2)的板孔中穿過並固定於冷凝器兩端的管板(3)的板孔中，其特徵在於: 所述高通量換熱管(1)包括基管(11)，所述基管(11)的外表面通過燒結的方式塗裝有一層金屬多孔層(4)； 所述金屬多孔層(4)的表面及內部分布有孔隙。
2.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於:所述基管(11)的材料為不鏽鋼。
3.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於:所述基管(11)為波紋管或光管。
4.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於:所述金屬多孔層(4)為不鏽鋼多孔層。
5.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於:所述金屬多孔層(4)的孔隙分布率為20% — 45%。
6.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於:所述金屬多孔層(4)的孔隙的平均直徑為20 μ m—150 μ m。
7.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於:所述金屬多孔層(4)的平均厚度為 0.3mm一0.5mm。
8.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於:所述乙二醇塔冷凝器的腔體、支撐板(2)和管板(3)的材質為S30408不鏽鋼。
9.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於:所述乙二醇塔冷凝器為臥式結構，所述腔體的下方設置有兩個鞍座。
10.根據權利要求1所述的乙二醇塔冷凝器，其特徵在於: 所述腔體的上方設置有殼程介質出口(6)和管程不凝氣出口(8)； 所述腔體的下方設置有殼程介質進口(5)和管程冷凝液出口(7)。
【文檔編號】F28F19/06GK203443469SQ201320445261
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年7月24日 優先權日:2013年7月24日
【發明者】韓軍, 程婭楠, 王微, 劉永超, 賈敬華 申請人:北京廣廈環能科技有限公司