一種改進傳熱式吸附或反應設備制造技術

本實用新型專利技術公開了一種改進傳熱式吸附或反應設備，包括筒體，所述的筒體由上部管箱、中部圓筒和下部封頭三部分組成；在所述的筒體內設有螺旋管束組件，螺旋管束組件包括螺旋管組成的螺旋管束、固定螺旋管上端直管的管板、固定螺旋管下端直管的浮頭，螺旋管上端直管貫穿管板并由管板固定。本實用新型專利技術設備傳熱介質和工藝介質通過完全隔離，不會存在交叉污染的問題。螺旋管內無論采用氣態介質還是液態介質，由于螺旋管在設備內呈螺旋狀，保證了介質在管內為高度湍流態，相對于傳統的列管式換熱器，流態更激烈，K值更高，傳熱效果更好，能使傳熱效率相比沒有換熱措施相比提升15％以上。

An improved heat transfer adsorption or reaction device

The utility model discloses an improved heat transfer type adsorption or reaction device, which comprises a cylinder body, the cylinder body is composed of the upper and lower central tube box, cylinder head is composed of three parts; the spiral tube assembly is arranged in the cylinder body wherein the helical tube assembly comprises a spiral tube composed of spiral tube, fixed spiral pipe the upper end of the straight tube plate and the fixed spiral tube straight tube floating spiral tube straight through tube plate and fixed by the tube plate. The utility model has the advantages that the heat transfer medium and the process medium of the utility model are completely isolated, and no cross contamination exists. In the spiral tube regardless of the gaseous medium or liquid medium, the spiral pipe spirally inside the device, ensure the medium in the pipe for highly turbulent flow, compared with the traditional heat exchanger, flow is more intense, the higher K, the heat transfer effect is better, can make the heat transfer efficiency of heat transfer measures compared with no improvement compared to 15% above.

【技術實現步驟摘要】
一種改進傳熱式吸附或反應設備
本技術涉及一種改進傳熱式吸附或反應設備，具體涉及一種內部設有螺旋管的用于吸附或反應過程熱量輸入或輸出的設備。
技術介紹
在石化、醫藥及環保等行業，為保證產品質量或者保證尾氣排放合格，常常使用吸附劑將產品或者尾氣中的有害物質脫除出來。吸附在高壓、低溫條件下容易進行，且95％以上的的吸附過程中會產生大量的吸附熱，這些熱量需要不斷的移走，保證吸附效率達到設計要求。同時，在吸附劑飽和再生階段，需要采用大量熱氮氣等介質來加熱再生吸附劑，目前通用技術為外置換熱器或電加熱器再生，這樣帶來了設備多，連接點多，容易泄露的問題。傳統的移走熱量方式主要有原料介質帶走熱量、外夾套移熱等。原料介質在吸收劑入口床層濃度高、反應快、放熱大，流速低時不能將熱量完全移除，流速高時阻力大，從而增加操作成本。外夾套移熱會使夾套處溫度低，反應中心處溫度高，中心處的熱量不能及時移走，造成反應速率降低，使床層的效率降低。導致吸附效果差，工況不穩定。傳統的固定床反應器主要通過原料或者外夾套來控制床層溫度，這樣受到傳熱速率的影響，反應器的尺寸會受到限制。同時，原料在催化劑床層進口處濃度最高、反應快，隨著反應的進行，原料濃度降低，造成催化劑使用效率低，每次催化劑更換都要將尾部催化劑轉移到進口，重復利用，這造成催化劑更換周期短，停車頻繁，操作費用高。且原料介質在反應器入口處濃度高、反應快、反應熱大，容易造成反應器“飛溫”。
技術實現思路
本技術的目的在于通過一種內部設有螺旋管的設備，該設備也可以內置電加熱系統。本技術的目的是通過以下技術方案實現的：一種改進傳熱式吸附或反應設備，包括筒體1，所述的筒體1由上部管箱2、中部圓筒和下部封頭3三部分組成；在所述的筒體1內設有螺旋管束組件，螺旋管束組件包括螺旋管4組成的螺旋管束、固定螺旋管4上端直管的管板5、固定螺旋管下端直管的浮頭6，螺旋管4上端直管貫穿管板5并由管板5固定。所述的螺旋管束組件由管板5固定在上部管箱2和中部直筒連接處。所述的螺旋管束組件中，螺旋管4以管板5的圓心為中心呈圓環狀多層排布；相鄰的螺旋管4的間距為1-10cm。螺旋管束組件中設有至少2層螺旋管4。具體根據反應熱或者吸附熱計算具體安裝的螺旋管數量、螺旋管長度。所有的螺旋管的旋轉方向相同，該設計使得阻力最小，利于吸附或反應的壓力利用。所述的螺旋管4的上端直管和管板5的連接方式是焊接和漲接并用。作為改進傳熱式吸附或反應設備的一種優選方案，在所述的筒體1內填充吸附劑形成吸附劑層或填充催化劑形成催化劑層；在所述的浮頭6底部設有L型管7，L型管伸7伸出筒體1外一端設有傳熱介質進口8，在所述的筒體1頂部設有傳熱介質出口9；在所述的筒體1上部設有物料進口10，在筒體1底部設有物料出口11。進一步優選的，所述的物料進口10位于圓筒上部；吸附劑或催化劑填充在下部封頭和圓筒部分內從而能分布在螺旋管4的間隙內，通過螺旋管4內的傳熱介質轉移熱量。上述設置作為吸附器使用時，螺旋管作為傳熱通道。如果用于氣體物料吸附，氣體物料自筒體上部的物料進口進入筒體內，自筒體下部的傳熱介質進口通入傳熱介質(例如循環水、低溫氮氣、醇類冷凍劑、氟化物冷凍劑等)，傳熱介質經L型管分布到螺旋管內，氣體物料穿過吸附劑層，與螺旋管內的傳熱介質在筒體內逆流換熱。也可以調換傳熱介質進、出口，自筒體頂部通入傳熱介質并分散到螺旋管中，與自上而下的氣體物料并流換熱。如果用于液體物料吸附，調換物料進、出口，液體物料自筒體底部進入筒體內，自筒體頂部的傳熱介質進口通入傳熱介質(例如循環水、低溫氮氣、醇類冷凍劑、氟化物冷凍劑等)，傳熱介質分布到螺旋管內，液體物料自下而上穿過吸附劑層，與螺旋管內的傳熱介質在筒體內逆流換熱。也可以調換傳熱介質進、出口，自筒體下部的L型管通入傳熱介質并分散到螺旋管中，與自下而上的液體物料并流換熱。上述設置作為反應器使用時，螺旋管作為傳熱通道。當反應為放熱反應時，以水作為傳熱介質，循環水自筒體下部傳熱介質進口經L型管進入螺旋管帶走反應產生的熱量，反應后物料自底部排出，循環水自上部排出；當反應為吸熱反應時，以蒸汽或熱水為傳熱介質，調換傳熱介質的進、出口，傳熱介質自筒體頂部進入筒體，分布到螺旋管內對反應原料均勻加熱，反應后物料自底部排出，傳熱介質自下部排出。傳熱介質和工藝介質通過完全隔離，不會存在交叉污染的問題。螺旋管內無論采用氣態介質還是液態介質，由于螺旋管在設備內呈螺旋狀，保證了介質在管內為高度湍流態，相對于傳統的列管式換熱器，流態更激烈，K值更高，傳熱效果更好。通過螺旋管內傳熱介質帶走填充在其間隙內吸附劑的熱量，保證了吸附過程中產生的熱量能及時移除，保證整個吸附床層保持在低溫的工況下，保證吸附效果；能使傳熱效率相比沒有換熱措施相比提升15％以上，使得吸附時間加長10％。通過偏心側進氣體入口保證介質在螺旋管道呈螺旋狀流動，增強介質湍流程度，提高傳熱效率。作為改進傳熱式吸附或反應設備的一種優選方案，在所述的筒體1內填充吸附劑形成吸附劑層；在所述的浮頭6底部設有L型管7，L型管伸7伸出筒體1外一端設有傳熱介質進口8，在所述的筒體1上部設有傳熱介質出口91；在所述的筒體1內設有內套筒12，內套筒12自筒體1頂部伸入筒體1內被螺旋管束包圍，且內套筒12下端開口，在所述的內套筒12頂部設有電加熱器13，所述的電加熱器13的電熱棒14伸入內套筒12內；所述的內套筒12的上部設有氣體物料進管101，在所述的中部圓筒上部設有液體物料進管或氣體物料出管(該部件根據原料介質作為液體物料進管或氣體物料出管)102，在筒體1底部設有液體物料出口111；在所述的氣體物料進管101上設有氮氣進氣管15，在所述的液體物料進管102上設有氮氣出氣管16。優選的，在所述的內套筒12頂端設有閥門；在所述的氮氣進氣管14、氮氣出氣管15分別設有閥門。所述的熱傳介質出口91設置在管板5上方的上部管箱2上。上述設置作為吸附器使用：關閉內套筒12頂端的閥門，同時關閉氮氣進氣管15、氮氣出氣管16的閥門，關閉電加熱器13，電熱棒14不產熱。用于氣體物料吸附時，液體物料進管102作為氣體物料出管使用，氣體物料自氣體物料進管101進入吸附器，氣體物料自內套筒12下端開口進入吸附劑層底部，再向上擴散，經過吸附以后，經氣體物料出管102排出。用于液體物料吸附時，同時關閉氣體物料進管101，液體物料自筒體上部的液體物料進管102進入筒體內，自上而下穿過吸附劑層，自吸附器底部的液體物料出口111排出。氣體物料或液體物料在吸附過程中產生大量熱，通過內套筒周圍的螺旋管內的傳熱介質(例如循環水、低溫氮氣、醇類冷凍劑、氟化物冷凍劑等)移走熱量，低溫高壓利于吸附，且傳熱介質和工藝介質通過完全隔離，不會存在交叉污染的問題。根據原料介質，為了最大程度地移走吸附過程中產生的熱量，也可以調換傳熱介質進、出口，改變傳熱介質的流向。吸附飽和以后，停止通入傳熱介質，同時關閉氣體物料進管101和液體物料進管102，打開電加熱器13，電熱棒14產熱，自氮氣進氣管15通入氮氣，經過電熱棒14以后被加熱為熱氮氣，從內套筒12下端開口進入吸附劑層底部，再擴散到吸附劑中，對吸附劑加熱解析，最后自氮氣出氣管16排出。吸附劑本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種改進傳熱式吸附或反應設備，其特征在于包括筒體，所述的筒體由上部管箱、中部圓筒和下部封頭三部分組成；在所述的筒體內設有螺旋管束組件，螺旋管束組件包括螺旋管組成的螺旋管束、固定螺旋管上端直管的管板、固定螺旋管下端直管的浮頭，螺旋管上端直管貫穿管板并由管板固定。

【技術特征摘要】
1.一種改進傳熱式吸附或反應設備，其特征在于包括筒體，所述的筒體由上部管箱、中部圓筒和下部封頭三部分組成；在所述的筒體內設有螺旋管束組件，螺旋管束組件包括螺旋管組成的螺旋管束、固定螺旋管上端直管的管板、固定螺旋管下端直管的浮頭，螺旋管上端直管貫穿管板并由管板固定。2.根據權利要求1所述的改進傳熱式吸附或反應設備，其特征在于所述的螺旋管束組件中，螺旋管以管板的圓心為中心呈圓環狀多層排布；相鄰的螺旋管的間距為1-10cm。3.根據權利要求2所述的改進傳熱式吸附或反應設備，其特征在于螺旋管束組件中設有至少2層螺旋管。4.根據權利要求1所述的改進傳熱式吸附或反應設備，其特征在于所述的螺旋管的上端直管和管板的連接方式是焊接和漲接并用。5.根據權利要求1、2、3或4所述的改進傳熱式吸附或反應設備，其特征在于在所述的筒體內填充吸附劑形成吸附劑層或填充催化劑形成催化劑層；在所述的浮頭底部設有L型管，L型管伸伸出筒體外一端設有傳熱介質進口，在所述的筒體頂部設有傳熱介質出口；在所述的筒體上部設有物料進口，在筒體底部設有物料出口。6.根據權利要求1、2、3或4所述的改進傳熱式吸附或反應設備，其特征在于所述的筒體內填充吸附劑形成吸附劑層；在所述的浮頭底部設有L型管，L型管伸伸出筒體外一端設有傳熱介質進口，在所述的筒體上部設有傳熱介質出口；在所述的筒體內設有內套筒，內套筒自筒體頂部伸入筒體內被螺旋管束包圍，且內套筒下端開口，在所述的內套筒頂部設有電加熱器，所述的電...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝佳華，石楊夏艷，王健，高云山，鈕跟跟，
申請(專利權)人：南京英斯派工程技術有限公司，
類型：新型
國別省市：江蘇,32