一種霧化噴嘴傳質傳熱裝置的製作方法
2023-06-08 04:50:56 1
專利名稱：一種霧化噴嘴傳質傳熱裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及傳質傳熱裝置，具體地說涉及以煤、天然氣、油等含碳氫物質為原料的合成氨廠一氧化碳變換系統飽和熱水塔等傳質傳熱裝置。
背景技術：
飽和熱水塔是以煤、天然氣、油等為原料的合成氨一氧化碳變換系統必需的傳質傳熱裝置，由熱水塔和飽和塔兩部分組成。在熱水塔中，變換氣與熱水相接觸，過量蒸汽冷凝和氣體降溫使熱水溫度升高；在飽和塔中，把升高了溫度的水與煤氣直接接觸，產生蒸汽使煤氣增溼，將熱量轉變為變換反應所需要的水蒸汽。目前，飽和熱水塔主要使用填料或塔盤來完成傳質傳熱功能，填料包括規整填料和散堆填料。
在使用過程中，此類傳質傳熱裝置存在諸多缺點1、由於工藝氣體含有油汙、粉塵以及水質不穩定等因素，填料或塔盤易堵塞，影響裝置長周期穩定運行。
2、液體分布器、液體收集器、氣液再分布器或塔盤結構複雜，製造、安裝、維修不便。
3、填料或塔盤用材量大，加上目前多為不鏽鋼材料，一次性投資大。
4、氣體通過填料或塔盤阻力大，造成裝置生產能力相對不足，增加動力消耗。
發明內容
本實用新型的目的是為了克服現有傳質傳熱裝置中存在的缺點，提供一種結構簡單、安裝維修方便、又能降低氣體阻力、節約能源、增大裝置生產能力，而且裝置不易堵塞的新的霧化噴嘴傳質傳熱裝置。
針對目前合成氨廠變換系統飽和熱水塔諸多缺點，本實用新型通過大量研究和試驗，結合多年工程實踐經驗，對現有飽和熱水塔作出改進，提出新的霧化噴嘴傳質傳熱裝置，該裝置由液體進口中心管、霧化噴嘴、除沫器、氣體分布器和殼體組成。殼體上方設有氣體出口和液體進口；殼體下方設有氣體進口和液體出口，氣體進口上方設置氣體分布器並與殼體相連接，氣體分布器使上升的氣體在殼體水平截面內分布均勻，與下降的液滴之間充分接觸，提高傳質傳熱效率，氣體出口下方設置除沫器，並與殼體相連接，實現氣水分離，防止水及水霧隨氣體帶入下遊設備，影響下遊設備操作；殼體內設置液體進口中心管，其中心線與殼體中心線重合，垂直安裝，底部用盲板封死，並與氣體分布器焊接或螺栓連接；液體進口中心管上部設支架支承，液體進口中心管可分為2～10段，用法蘭連接，這樣便於布置、安裝和維修；霧化噴嘴沿液體進口中心管等間距分布，每層內沿圓周等分角度分布，每層霧化噴嘴數量為3～8個，每層間距為0.5～1.5米，霧化噴嘴與液體進口中心管之間用短管連接，短管與霧化噴嘴用螺紋連接，短管直接焊接在液體進口中心管上。霧化噴嘴噴出霧狀液滴，粒度可達0.1毫米，且粒度分布均勻，1立方米的水可分裂成直徑為0.1毫米的球狀液滴，則其總表面積將增大12000多倍，達6×104平方米，氣液接觸有足夠的接觸面積，霧化噴水可以極大提高傳質傳熱效率，實現取消飽和熱水塔中的填料或塔盤，以達到節約材料、降低阻力、增產節能的目的。
本實用新型從霧化噴嘴霧化效果和裝置結構兩方面著手，解決了合成氨廠變換系統飽和熱水塔存在的諸多缺點，使其結構簡單、維修方便，取消填料或塔盤不僅節約大量填料或塔盤投資，而且由於大幅度降低阻力，相應大幅度提高了裝置生產能力、節約設備總體投資，同時，消除堵塞，解決了原有裝置清洗困難等問題，使裝置長周期穩定運行。
本實用新型適用範圍廣，不僅適用於合成氨廠變換系統飽和熱水塔裝置，而且廣泛適用於石油、化工、化肥生產中吸收、解吸、蒸餾、洗滌等單元使用填料或塔盤的傳統傳質傳熱裝置。
圖1是飽和熱水塔霧化噴嘴傳質傳熱裝置結構圖圖2是霧化噴嘴結構圖圖3是霧化噴嘴A-A剖視圖具體實施方式
以下結合附圖具體說明本實用新型，從圖1中可看出，飽和熱水塔上部是飽和塔，下部為熱水塔，飽和塔9同熱水塔10的結構基本相同，分別設有氣體進口1、6，液體進口3、5，氣體出口2、8，液體出口4、7，飽和塔9和熱水塔10都設有除沫器11、液體進口中心管12、霧化噴嘴13、氣體分布器14、支架15，除沫器11設在氣體出口下方，防止水及水霧隨氣體帶入下遊設備，氣體分布器14設在氣體進口上方，使上升的氣體在塔水平截面內分布均勻，與下降液滴之間充分接觸。霧化噴嘴沿液體進口中心管等間距分布，層內沿圓周等分角度分布，每層霧化噴嘴數為4個，每層間距為0.8米，噴嘴與液體進口中心管用短管連接，液體進口中心管可分成6段，用法蘭連接。
在飽和熱水塔中，氣體與液體進行傳質傳熱的工作情況以煤、油、天然氣為原料生產合成氨變換系統上遊崗位來的煤氣含CO、CO2、N2、H2、O2、H2S、CH4等進入飽和塔與從飽和塔中霧化噴嘴噴出的熱水滴接觸，產生蒸汽使煤氣升溫增溼，使熱量轉變為變換反應所需要的蒸汽，變換反應後的變換氣經水加熱器加熱從熱水塔底部出來的熱水後，進入熱水塔與從飽和塔底部出來進入熱水塔霧化噴嘴噴出的水滴直接接觸，變換氣中的過量蒸汽冷凝和氣體降溫，使經飽和塔降溫後熱水溫度升高。從熱水塔頂部出來的變換氣去下遊裝置，溫度升高後的熱水從熱水塔底部出來與變換反應的變換氣間接換熱，被加熱的熱水進入飽和塔。
權利要求1.一種霧化噴嘴傳質傳熱裝置，它由液體進口中心管、霧化噴嘴、除沫器、氣體分布器和殼體組成，其特徵在於殼體上方設有氣體出口和液體進口，殼體下方設有氣體進口和液體出口，氣體分布器安裝在氣體進口上方，並與殼體相連接，在氣體出口下方設置除沫器，並與殼體相連接，殼體內設置液體進口中心管，其中心線與殼體中心線重合，垂直安裝，底部用盲板封死，並與氣體分布器連接，液體進口中心管上部設支架支承，霧化噴嘴沿液體進口中心管等間距分布，每層內沿圓周等分角度分布，每層霧化噴嘴數量為3～8個，每層間距為0.5～1.5米，霧化噴嘴與液體進口中心管之間用短管連接，短管與霧化噴嘴用螺紋連接，短管直接焊接在液體進口中心管上。
2.根據權利要求1所述的霧化噴嘴傳質傳熱裝置，其特徵在於液體進口中心管可分成2～10段，每段之間用法蘭連接。
專利摘要一種霧化噴嘴傳質傳熱裝置由霧化噴嘴、液體進口中心管、除沫器、氣體分布器、殼體等通過焊接、法蘭或螺紋連接組成。本實用新型為霧化噴嘴傳質傳熱裝置從霧化噴嘴霧化效果和裝置結構兩方面著手,解決了現有合成氨廠變換系統飽和熱水塔在實際運行中存在的缺點,取消了填料或塔盤。具有阻力小、不堵塞等特點。能夠長周期穩定運行,適用範圍廣,大幅度節約一次性投資,節約能源。
文檔編號C01C1/00GK2506963SQ0125238
公開日2002年8月21日 申請日期2001年11月8日 優先權日2001年11月8日
發明者程建平, 薛建設, 尤大海, 張衛東 申請人:武漢三聯節能設備製造有限公司