一種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，裝置包括冷凝管，冷凝管兩端各設(shè)有筒節(jié)，一端的筒節(jié)設(shè)有物料氣進(jìn)口，另一端的筒節(jié)設(shè)有物料氣出口，冷凝管內(nèi)設(shè)有中心管，繞中心管設(shè)有連續(xù)螺旋折流板，冷凝管內(nèi)貫穿連續(xù)螺旋折流板設(shè)有換熱管。折流板為連續(xù)螺旋折流板，一體成型，壓降小，降低了流動(dòng)阻力，消除了殼程流動(dòng)死區(qū)，提高了總體傳熱效率，冷凝器換熱效果明顯改進(jìn)，后續(xù)工序中的氟化氫氣體含量明顯降低，無水氟化氫收率呈增加趨勢，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，操作穩(wěn)定性增強(qiáng)，換熱器檢修周期明顯增長。
【專利說明】
一種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前氟化氫生產(chǎn)過程中使用的弓形折流板冷凝器，殼程存在換熱死區(qū)，導(dǎo)致冷凝器的冷凝效果差，而且殼程壓力降較大，能量損失大，尤其在裝置檢修后期，大量氟化氫氣體未經(jīng)冷凝就進(jìn)入后續(xù)工段，造成產(chǎn)品收率下降，尾氣處理成本增加，同時(shí)容易造成環(huán)境污染。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)合理，殼程無流動(dòng)死區(qū)，殼程壓降小，總傳熱系數(shù)高，冷卻效果更佳的新型冷凝器。
[0004]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0005]—種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，包括冷凝管，冷凝管兩端各設(shè)有筒節(jié)，一端的筒節(jié)設(shè)有物料氣進(jìn)口，另一端的筒節(jié)設(shè)有物料氣出口，冷凝管內(nèi)設(shè)有中心管，繞中心管設(shè)有連續(xù)螺旋折流板，冷凝管內(nèi)貫穿連續(xù)螺旋折流板設(shè)有換熱管。折流板為連續(xù)螺旋折流板，一體成型，壓降小，降低了流動(dòng)阻力，消除了殼程流動(dòng)死區(qū)，提高了總體傳熱效率。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，在臨近物料氣出口的冷凝管一端設(shè)有冷凍液入口，在臨近物料氣進(jìn)口的冷凝管一端設(shè)有冷凍液出口。冷凍液為本領(lǐng)域常規(guī)選擇冷凍鹽水，冷凍液的進(jìn)出流向與氟化氫氣體的流向相反，逆向換熱使換熱更徹底，效率更高。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述中心管與連續(xù)螺旋折流板固定連接。將中心管與連續(xù)螺旋折流板通過埋弧焊固定連接在一起，使本裝置更加堅(jiān)固耐用。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述物料氣進(jìn)口的面積大于物料氣出口的面積。物料經(jīng)過本裝置的冷凝管的冷凝換熱后，氣體流量顯著減少，尺寸小于物料氣進(jìn)口的物料氣出口既有利于氣體收集，也節(jié)省成本。
[0009]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述冷凝管兩端各設(shè)有一個(gè)鞍座，位于物料氣進(jìn)口一端的鞍座的高度小于位于物料氣出口一端的鞍座的高度。兩端鞍座的高度不同，使冷凝器整體裝置處于有角度傾斜的狀態(tài)，利于氣體流動(dòng)和液體收集，充分冷凝。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選的，兩端鞍座的高度差為a，兩端鞍座的距離為b，a:b= 0.025。鞍座高度差根據(jù)鞍座中心距而定，符合最優(yōu)冷凝工藝。
[0011 ]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，冷凝管兩端的筒節(jié)各設(shè)有一個(gè)冷凝液出口。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選的，冷凝液出口直徑為DN65-DN80?？梢杂行Х乐估淠汗苈芬蚶淠弘s質(zhì)影響而堵塞，DN為公稱直徑(nominal diameter)，單位為mm。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型優(yōu)選的，所述冷凝管兩端與各端的筒節(jié)之間設(shè)有管板，管板上設(shè)有至少兩個(gè)扇區(qū)，扇區(qū)內(nèi)設(shè)有管孔，換熱管位于管孔中。換熱管插入管孔中，管板分扇區(qū)，使管板受力均勻，使用壽命長。
[0014]進(jìn)一步優(yōu)選的，管板上設(shè)有四個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)等距相鄰的3個(gè)管孔的中心點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形。四個(gè)扇區(qū)以及等距的管孔排列為管板最優(yōu)結(jié)構(gòu)，可使換熱更加均勻高效。
[0015]使用時(shí)，氟化氫氣體從物料氣進(jìn)口進(jìn)入，未冷凝的氣體從物料氣出口流出，冷凍液從冷凍液入口進(jìn)入，自冷凍液出口流出，氣體在換熱管內(nèi)管層流動(dòng)，冷凍液在換熱管外殼層流動(dòng)，由氣體冷凝下來的冷凝液自冷凝液出口排出。
[0016]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0017]本實(shí)用新型的技術(shù)方案采用連續(xù)螺旋折流板，消除了殼程流動(dòng)死區(qū)，同時(shí)減小了冷凍鹽水在殼程中的壓力降，管程冷凝液與氣相物料逆流接觸，加快了氣相物料的降溫速率，在不改變冷凍鹽水量的情況下，冷凝器換熱效果明顯改進(jìn)，后續(xù)工序中的氟化氫氣體含量明顯降低，無水氟化氫收率呈增加趨勢，系統(tǒng)穩(wěn)定性增加，操作穩(wěn)定性增強(qiáng)，換熱器檢修周期明顯增長。
【附圖說明】
[0018]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0019]圖2為本實(shí)用新型管板管孔排列示意圖；
[0020]圖中:1、物料氣進(jìn)口；2、管板;3、冷凍液出口； 4、冷凝管;5、連續(xù)螺旋折流板;6、物料氣出口； 7、平蓋;8、冷凝液出口； 9、鞍座；1、中心管；11、換熱管；12、冷凍液入口； 13、冷凝液出口； 14、筒節(jié);15、管孔。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但不限于此。
[0022]實(shí)施例1:
[0023]如圖1-2所示，一種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的新型冷凝器，包括冷凝管4，冷凝管4兩端各設(shè)有管板2、筒節(jié)14、平蓋7，一端的筒節(jié)設(shè)有物料氣進(jìn)口 I和冷凝液出口 8，另一端的筒節(jié)設(shè)有物料氣出口6和冷凝液出口 13，冷凝液出口8、冷凝液出口 13的直徑均為DN65。冷凝管4內(nèi)設(shè)有中心管10，中心管10的外徑為108mm，繞中心管10焊接設(shè)有連續(xù)螺旋折流板5，冷凝管4內(nèi)貫穿連續(xù)螺旋折流板5設(shè)有換熱管11，換熱管11的外徑為32mm，實(shí)際的冷凝器內(nèi)并非只有兩根換熱管，一共有480根左右，在圖1中只是畫出其中兩根，其他未畫出來。在臨近物料氣出口 6的冷凝管一端設(shè)有冷凍液入口 12，在臨近物料氣進(jìn)口 I的冷凝管一端設(shè)有冷凍液出口 3。冷凍液為本領(lǐng)域常規(guī)選擇冷凍鹽水，冷凍液的進(jìn)出流向與氟化氫氣體的流向相反，逆向換熱使換熱更徹底，效率更高。折流板為連續(xù)螺旋折流板，一體成型，壓降小，降低了流動(dòng)阻力，消除了殼程流動(dòng)死區(qū)，提高了總體傳熱效率。
[0024]實(shí)施例2:
[0025]—種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1所述，區(qū)別在于，所述物料氣進(jìn)口 I的面積大于物料氣出口6的面積。物料經(jīng)過本裝置的冷凝管的冷凝換熱后，氣體流量顯著減少，尺寸小于物料氣進(jìn)口的物料氣出口既有利于氣體收集，也節(jié)省成本。
[0026]實(shí)施例3:
[0027]—種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其結(jié)構(gòu)如實(shí)施例1所述，區(qū)別在于，所述冷凝管4兩端各設(shè)有一個(gè)鞍座9，位于物料氣進(jìn)口一端的鞍座的高度小于位于物料氣出口一端的鞍座的高度。兩端鞍座的高度不同，使冷凝器整體裝置處于有角度傾斜的狀態(tài)，利于氣體流動(dòng)和液體收集，充分冷凝。兩端鞍座的高度差為a，兩端鞍座的距離為b，a:b = 0.025。鞍座高度差根據(jù)鞍座中心距而定，符合最優(yōu)冷凝工藝。
[0028]實(shí)施例4:
[0029]—種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其結(jié)構(gòu)如實(shí)施例3所述，區(qū)別在于，管板上設(shè)有四個(gè)扇區(qū)，扇區(qū)內(nèi)設(shè)有管孔15，換熱管位于管孔15中，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)等距相鄰的3個(gè)管孔的中心點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形，如圖2所示，角α = 60°。四個(gè)扇區(qū)以及等距的管孔排列為管板最優(yōu)結(jié)構(gòu)，可使換熱更加均勻高效。
[0030]使用時(shí)，粗氟化氫氣體通過物料氣進(jìn)口I進(jìn)入冷凝器，氣體通過管板2進(jìn)入冷凝器換熱管11的管程進(jìn)行換熱，換熱后的不凝氣通過物料氣出口 6排出到后續(xù)吸收裝置，冷凝后的粗氟化氫液體主要通過冷凝液出口 8排出，少量粗氟化氫液體通過冷凝液出口 13排出，粗氟化氫冷凝液與粗氟化氫氣體在換熱管11內(nèi)逆流接觸，起到初步降低粗氟化氫氣體溫度的作用，檢修時(shí)，冷凝液出口 8，冷凝液出口 13，通過改變冷凝液出口管路流向切換為排凈口使用，殼程冷凍鹽水由冷凍鹽水入口 12，沿連續(xù)螺旋折流板5所形成的通道從冷凍鹽水出口 3排出。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，包括冷凝管，冷凝管兩端各設(shè)有筒節(jié)，一端的筒節(jié)設(shè)有物料氣進(jìn)口，另一端的筒節(jié)設(shè)有物料氣出口，其特征在于，冷凝管內(nèi)設(shè)有中心管，繞中心管設(shè)有連續(xù)螺旋折流板，冷凝管內(nèi)貫穿連續(xù)螺旋折流板設(shè)有換熱管。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，在臨近物料氣出口的冷凝管一端設(shè)有冷凍液入口，在臨近物料氣進(jìn)口的冷凝管一端設(shè)有冷凍液出口。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，所述中心管與連續(xù)螺旋折流板固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，所述物料氣進(jìn)口的面積大于物料氣出口的面積。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，所述冷凝管兩端各設(shè)有一個(gè)鞍座，位于物料氣進(jìn)口一端的鞍座的高度小于位于物料氣出口一端的鞍座的高度。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，兩端鞍座的高度差為a，兩端鞍座的距離為b，a:b = 0.025。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，冷凝管兩端的筒節(jié)各設(shè)有一個(gè)冷凝液出口。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，冷凝液出口直徑為 DN65-DN80。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，所述冷凝管兩端與各端的筒節(jié)之間設(shè)有管板，管板上設(shè)有至少兩個(gè)扇區(qū)，扇區(qū)內(nèi)設(shè)有管孔，換熱管位于管孔中。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用于無水氟化氫生產(chǎn)的冷凝器，其特征在于，管板上設(shè)有四個(gè)扇區(qū)，每個(gè)扇區(qū)內(nèi)等距相鄰的3個(gè)管孔的中心點(diǎn)構(gòu)成等邊三角形。
【文檔編號(hào)】F28B1/02GK205537177SQ201620311694
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年4月14日
【發(fā)明人】江云波, 崔守明, 孫森, 王鑫, 崔安剛, 都榮禮
【申請(qǐng)人】山東東岳化工有限公司