防止板式热交换器堵塞的方法和使用该热交换器的设备技术

在一种带有用作加热器和／或冷却器的板式热交换器的装置中提供了一种防止该板式热交换器堵塞的方法，所述装置适用于对含有易堵塞物质的气体进行处理，其特征在于ｉ）将装置中的板式热交换器的板的流路宽度设定在６－２５ｍｍ范围内，和ｉｉ）将流过装置中的板式热交换器的气体在板的流路中每单位截面积的平均流量设定在３－１５ｍ／ｓ。在一种利用一个板式热交换器对易堵塞物质进行热交换的过程中防止该板式热交换器堵塞的方法。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，具体地说涉及的是防止用于排放气体清理装置中的板式热交换器堵塞的方法。使一种为高温，而另一种为低温的两种流体之间进行有效传热的热交换器是化学工业中大量使用的化工机械的热交换器。热交换器的原理在于使高温流体和低温流体之间通过加热表面进行热交换。通常，引入需要进行热交换的流体，再在装置的热交换部件中进行冷却或加热，这样热交换器就实现了热交换。公知的热交换部件有多种形式，例如壳-管式热交换器，这种热交换器具有多根管子组成的管束，将这种管束插入一个壳体中；再例如有板式热交换器，这种热交换器具有其内形成波纹肋的或半球脊的传热板，将传热板叠置在一起，通过例如用在压滤器中的那种密封垫介质固定，该热交换器还有截面为矩形的薄形流路，在相邻板之间有一个这样的流路，通过使流体流过不同高度的流路，使高温流体和低温流体之间进行热交换；还有翅片管式热交换器，这种热交换器的传热管的内外表面上具有翅片，由此可以使传热管的传热面积增加，从而大大提高传热效率。这些热交换器根据用途分成(1)加热器，这是一种用于将流体加热到所需温度的热交换器，它没有使流体进行相变；(2)预热器，这是一种预先对流体加热的热交换器，它可以提高随后运行过程中的效率；(3)过热器，这是一种将流体加热到过热状态的热交换器；(4)蒸发器，这是一种通过利用热量使流体蒸发的热交换器；(5)再沸器，这样一种用于对已经在一个设备中冷凝过的流体再次加热的热交换器，由此使流体蒸发；(6)制冷机，这是一种将流体冷却到所需温度的热交换器；(7)冷却器，这是一种用于将给定物体冷却到零度以下的极低温的热交换器；(8)冷凝器，这是一种用于将冷凝气体通过冷凝作用冷却成液体的热交换器；(9)完全冷凝器，这是一种用于使冷凝气体完全冷凝的热交换器；和(10)部分冷凝器，这是一种用于通过冷凝作用将冷凝气体的一部分冷却成液体的热交换器，而将其余气体以气态形式放出。这些热交换器广泛地用于这些领域。下面将结合附图说明图1描述用板式热交换器进行热交换的一个例子。然而，所提供的热交换器的用于热交换气体和／或其他气体的出口和入口可以根据用途和需要进行反向使用，所述出口和入口将在下面进行描述。另外，并不一定要将热交换器的安装方向限制在垂直方向，可以根据有待处理的气体或流体的种类及热交换器的使用目的对热交换器的安装方向进行选择。首先参见图1，标号10表示壳体，11表示气体出口，12表示气体入口，22表示热交换气体的引入口，23表示热交换气体的排出口，30是热交换部件。在该热交换器中，通过热交换气体的引入口22供应需要进行热交换的气体，然后将该气体引入热交换部件30，再通过热交换气体的排出口23将其排出。将其他用于与热交换气体进行热交换的气体通过气体入口12引入壳体10，使其在热交换部件30中与热交换气体有效地进行热交换，然后改变其流路，从气体出口引出。通常都要使用气体处理设备，例如所讨论的板式热交换器，同时要对例如用于保持所需要的温度或回收热量的加热器和／或冷却器进行处理。当热交换气体中出现易于堵塞的物体时，则有可能使相邻板之间堵塞。由于这种堵塞造成设备停机，所以要用人工或化学方式取出堵塞物质。当希望设备连续进行大量生产时，例如在为生产化学物质的过程中，设备停机是生产效率降低的原因。为了防止上述问题，可以考虑安装两个相同的气体处理设备，交替使用这两个设备。但是这种方法的费用特别昂贵。此外，板式热交换器的气体入口的横截面积通常要比热交换部件的横截面积小。所以，如果使气体入口的横截面积等于热交换部件入口的横截面积，则必须增大气体管道，因而设备的费用也将增加。当气体入口的横截面积不等于热交换部件入口的横截面积时，这种差别就造成降低热交换系数的原因，这是由于有大量热交换气体供应到热交换器的中部，而少量热交换气体供应到热交换器的周部。然而没有制造出任何一个装置均匀地向热交换部件供应气体，以便引导热交换气体。特别是在热交换气体中含有易堵塞的物质时，由于易于堵塞物质的粘附或堆积，所以不相同的热交换系数使局部被物质堵塞。绝对地讲还没有解决这种堵塞的措施。例如，当含有易堵塞物质的气体是生产丙烯酸过程中产生的排放气体时，该气体通常含有易于堵塞的丙烯酸。所以，当先使这种气体进行热交换，然后进行氧化分解和将其排放时，相邻板之间的空间被丙烯酸和其他在热交换期间所带有的易堵塞物质堵塞。当带有易堵塞物质的气体进行如上所述的热交换时，不均匀的供气就会影响热效率，供应气体的浓缩会在热交换部件中出现堵塞物质，因此迫使整个设备停止运行。使用这种气体产生的问题是会使堵塞物质粘附到加热表面上，从而降低传热效率。所有这些问题都仍然有待解决。为了解决上述问题，在连续进行了各种研究以后，本专利技术人得到了下面有关堵塞板式热交换器的知识，据此完成了本专利技术。本专利技术旨在解决有效地防止板式热交换器的堵塞。经过对板式热交换器的结构认真研究以后，发现通过将板的流路宽度和板的流路中每单位截面积通过的平均气体流量设定到各自的特定范围内，就可以防止板式热交换器堵塞，通过在热交换部件和热交换气体的引入口之间安插一个气体扩散板就可以均匀地将气体供应给热交换部件，以及通过合适地设置扩散板就可以有效地抑制堵塞物质。由此也就实现了本专利技术。具体地说，本专利技术为带有用作加热器和／或冷却器的板式热交换器的装置提供了一种防止该板式热交换器堵塞的方法，所述装置适用于对含有易堵塞物质的气体进行处理，该方法的特征在于i〕将装置中的板式热交换器的板的流路宽度设定在6-25mm范围内，和ii〕将流过装置中的板式热交换器的气体在板的流路中每单位截面积的平均流量设定在3-15m／s。根据本专利技术，通过将板的流路宽度和板的流路中每单位截面积通过的平均气体流量设定到各自的特定范围内，就可以对生产(甲基)丙烯酸的装置中的含有易堵塞物质的排放气体进行处理，防止板式热交换器的堵塞，或使板式热交换器不停止地连续运行很长一段时间。另外，本专利技术旨在对板式热交换器中的含有易堵塞物质的气体进行热交换，本专利技术提供的在于在含有易堵塞物质的气体的气体引入口中设置一块扩散板。根据本专利技术，由于含有易堵塞物质的气体在板式热交换器中的热交换部件内均匀扩散，因此在不均匀地向热交换部件中供应气体时也能抑制堵塞物质。当含有易堵塞物质的气体接触设备而气体的扩散不均匀时，气体粘附到接触表面上，并在该表面上堆积，就有可能出现堵塞。而本专利技术的方法由于设置的扩散板可以在热交换部件中使气体均匀扩散，所以成功地抑制了这种粘附，避免了气体堆积到接触表面上，从而防止了可能出现的堵塞现象。图1是表示通过气体流路的用于在板式热交换器中进行热交换的气体流动透视图。用于热交换气体的板的流路用黑箭头表示，用于其他气体的板的流路用空心箭头表示。图2是说明板式热交换器中的一块板和一个气体流路之间的关系的示意图，这是相互关系的一个例子；图3是装有气体扩散板的板式热交换器的透视图。用于含易堵塞物质的气体的流路用黑箭头表示，用于流体的流路用空心箭头表示。图4是气体扩散板的透视图，假定该扩散板为方形，板上具有若干圆孔，该板最好用于本专利技术的方法。图5是气体扩散板的平面图，假定该扩散板为圆形，板上具有若干不同尺寸的圆孔，该板最好用于本专利技术的方法。图6是表示将气体扩散板本文档来自技高网...

【技术保护点】
在一种带有用作加热器和／或冷却器的板式热交换器的装置中提供一种防止该板式热交换器堵塞的方法，所述装置适用于对含有易堵塞物质的气体进行处理，其特征在于 ｉ］将装置中的板式热交换器的板的流路宽度设定在６－２５ｍｍ范围内，和 ｉｉ］将流过装置中的板式热交换器的气体在板的流路中每单位截面积的平均流量设定在３－１５ｍ／ｓ。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：平尾晴纪，松本行弘，中原整，百百治，光元哲治，西村武，坂元一彦，岩户博夫，
申请(专利权)人：株式会社日本触媒，
类型：发明
国别省市：JP[日本]