自洁式流化床换热器制造技术

本实用新型专利技术涉及一种自洁式流化床换热器，主要用以解决传统技术中外循环式流化床换热器固体颗粒不能充分循环的技术问题。本实用新型专利技术通过采用一种自洁式流化床换热器，包括：换热器、液固加速分离器、液体储槽、液体循环泵、下降管、单向控制器、水平管、固体加料罐；其中，所述单向控制器包括倾斜管和单向阀；所述液固加速分离器内设有电机带动的搅拌装置的技术方案，较好地解决了该问题，可用于自洁式流化床换热器工业化应用中。

【技术实现步骤摘要】
自洁式流化床换热器
本技术属于化工领域，具体的，属于化工换热设备长周期运行领域，涉及一种自洁式流化床换热器，广泛应用于解决传统外循环式流化床换热器固体颗粒不能充分循环影响装置长周期运行的问题。
技术介绍
换热器在石油、化工、能源等行业被广泛使用。然而，随着使用时间增加，换热器不可避免的存在污垢粘附现象，从而导致换热器换热效率降低，阻力增加，影响换热器正常运行。开发流化床换热器替换传统换热器，可以提高换热器换热效果，有效延长装置运行时间。在换热器液相流速范围内，固体颗粒在流化床换热器内能否有效循环是制约流化床换热器正常运行和大规模工业应用的前提。传统外循环式流化床换热器中，由于管路阻力及其分配，固体颗粒在下降管中很容易在循环过程中被水平管流向的液体柱封住，造成下降管管路流体局部短路，阻止固体颗粒的有效循环，影响外循环式流化床换热器的应用。文献CN202709856U公开了一种应用Kenics静态混合器的水平液固循环流化床换热器。该流化床换热器固体颗粒不能有效循环，且只能用于卧式换热器。文献US6350928公开了一种外循环式流化床换热器，没有设置明确的固体颗粒循环构件，换热器在运行周期下维持传热效果能力不强或不能正常运行。文献CN102921179公开了一种外循环式流化床换热器，采用下降管和水平管之间的缩径单向控制器产生负压实现固体颗粒循环，该结构的外循环式流化床换热器涉及的单向控制器结构，匹配的工艺条件操作弹性空间较小，很难实现固体颗粒的有效循环。本技术提供一种自洁式流化床换热器，通过包括电机搅拌装置和液固分离槽的液固加速分离器加速固体颗粒从下降管进入水平管的速度和包括单向阀和倾斜管的单向控制器控制固体颗粒在倾斜管中的流向和速度，可以解决上述技术问题，实现固体颗粒在外循环式流化床换热器内的稳定有效循环。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是传统技术中外循环式流化床换热器固体颗粒不能充分循环的技术问题，提供一种自洁式流化床换热器。该流化床换热器通过改进的单向控制器及液固加速分离器可充分加速固体颗粒循环，具有固体颗粒循环充分，装置维持长周期运行的优点。为解决上述技术问题，本技术所采用的技术方案如下：一种自洁式流化床换热器，包括：换热器、液固加速分离器4、液体储槽6、液体循环泵7、下降管8、单向控制器9、水平管10、固体加料罐11；其中，所述换热器包括下管箱1、换热器列管2和上管箱3，下管箱1与所述水平管10的一端连接，水平管10的另一端连接液体循环泵7；所述液固加速分离器4通过下降管8连接下管箱1与液体循环泵7之间的水平管10段上；下降管8与下管箱1之间的水平管10段上连接固体加料罐；所述单向控制器9位于水平管10与下降管8连接处，连通下降管和水平管。上述技术方案中，所述单向控制器9优选包括倾斜管18和单向阀19；其中，所述单向阀19位于倾斜管18内；所述倾斜管18安装在水平管10和下降管8交汇处，倾斜管18和水平管10的夹角为30°～90°；进一步优选：所述倾斜管18与下降管8的直径相等；倾斜管18的直径与水平管10的直径比为0.1～0.9。上述技术方案中，所述单向阀19优选包括弹片C、上方挡片B、转轴A和分区挡板D；其中，弹片C和分区挡板D可沿着转轴A旋转，弹片C上端面通过旋转与上方挡片B下端面实现贴合与分离。其中，上方挡片B位于下降管和倾斜管的连接处且处于下降管的最下端；弹片C和转轴A均位于下降管和倾斜管的连接处且处于倾斜管的最上端；分区挡板D位于倾斜管内部且和弹片C相交，其交线位于弹片C平面上。上述技术方案中，所述单向阀(19)中的弹片C优选为圆形平板，弹片C的直径优选和下降管8直径相等。上述技术方案中，所述分区挡板D优选为平面挡板；分区挡板D上端优选与弹片C连接，分区挡板D与弹片C的交线将弹片C分为2个分区。进一步优选：弹片C分区中靠近上方挡片B的分区面积与弹片C的总面积比优选为0.5～1；分区挡板D深入水平管(10)的长度在竖直方向的投影长度与水平管(10)的直径的比值优选为0.05～1；分区挡板D与倾斜管轴线E的夹角优选为0°～60°。上述技术方案中，所述液固加速分离器包括搅拌装置和液固分离槽；其中，作为优选方案：所述搅拌装置优选为电机搅拌装置，所述电机搅拌装置更优选由外置电机16和内置搅拌桨17组成；所述液固分离槽优选由圆筒和连接圆筒的下封头组成，下封头优选为缩径圆台或球面，下封头上端面直径和圆筒直径相等，下封头高度优选为圆筒直径的0.2～2倍；所述液固分离槽中优选设置颗粒滤板5，颗粒滤板5位于液体管路下方。上述技术方案中，所述电机带动搅拌桨转动进行搅拌，搅拌转速为150～1000rpm。上述技术方案中，包括单向阀(19)和倾斜管18构成的体系，初始阶段单向阀19位于下降管8与倾斜管(18)的连接处，下降管8主阀12打开后，下降的固体颗粒在单向阀19的弹片C上端沉积，当单向阀19弹片C上端沉积的固体颗粒自重小于液相向上的推力，单向阀弹片C和单向阀挡片B亲密贴合，单向阀19关闭；当单向阀19弹片C上方沉积的固体颗粒重量大于下方水的推力时，弹片C和分区挡板D沿着转轴A旋转，离开单向阀挡片B，单向阀19开启。由于倾斜管18中分区挡板D将倾斜管18分成两个分区，使水平管10和倾斜管18交汇处的液流出口通道变窄，通过分区挡板D后液流流速增加，在靠近上方挡片B的挡板一侧的出口处形成负压，在出口负压卷吸力作用下，倾斜管18中的固体颗粒和由液体循环泵7抽出的液体储槽6中的水一起经水平管10进入换热器列管2；液固混合物经过换热器列管2流出从上管箱3进入液固加速分离器4；分离的液体循环水从颗粒滤板5溢出后进入液体储槽6，分离的含有大部分固体颗粒的物流经下降管8流向水平管，在单向控制器9的卷吸力作用下，和液体循环泵7抽出的水一起经由水平管10再次进入换热器列管2完成循环。上述技术方案中，所述颗粒滤板5孔径与固体颗粒直径比优选为0.2～0.9。上述技术方案中，所述下降管8优选设有主阀12、上计量阀13、下计量阀14和计量罐15；其中，所述上计量阀13、下计量阀14设置在与下降管8分上下相连的支路管道上，上下管道之间连接计量罐15，所述主阀12设置于上支路管道和下支路管道连接点之间的下降管8上。上述技术方案中，所述上计量阀13关闭，主阀12打开，固体颗粒进行计量，计量完成后下计量阀14打开，固体颗粒进入下降管8继续在流化床换热器中完成固体颗粒循环。上述技术方案中，关闭主阀12、下计量阀14，打开上计量阀13，固体颗粒进入计量罐15，完成计量。上述技术方案中，计量罐15优选由透明材质制成，计量罐15内壁按照体积标有刻度。上述技术方案中，所述流化床换热器使用的固体颗粒优选为不与使用场合系统内介质发生反应的惰性颗粒，固体颗粒的堆密度大于液相密度。更进一步优选为硅酸锆珠、刚玉球、瓷球、氧化铝珠、硅酸锆珠、硅酸锆、钢球、工程塑料、聚甲醛颗粒、聚四氟乙烯颗粒、小石子、切碎的金属丝、胶球中的一种或多种，更优选硅酸锆、氧化铝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自洁式流化床换热器，包括：换热器、液固加速分离器(4)、液体储槽(6)、液体循环泵(7)、下降管(8)、单向控制器(9)、水平管(10)、固体加料罐(11)；其中，所述换热器包括下管箱(1)、换热器列管(2)和上管箱(3)，下管箱(1)与所述水平管(10)的一端连接，水平管(10)的另一端连接液体循环泵(7)；所述液固加速分离器(4)通过下降管(8)连接下管箱(1)与液体循环泵(7)之间的水平管(10)段上；下降管(8)与下管箱(1)之间的水平管(10)段上连接固体加料罐；所述单向控制器(9)位于水平管(10)与下降管(8)连接处，连通下降管和水平管。/n

【技术特征摘要】
1.一种自洁式流化床换热器，包括：换热器、液固加速分离器(4)、液体储槽(6)、液体循环泵(7)、下降管(8)、单向控制器(9)、水平管(10)、固体加料罐(11)；其中，所述换热器包括下管箱(1)、换热器列管(2)和上管箱(3)，下管箱(1)与所述水平管(10)的一端连接，水平管(10)的另一端连接液体循环泵(7)；所述液固加速分离器(4)通过下降管(8)连接下管箱(1)与液体循环泵(7)之间的水平管(10)段上；下降管(8)与下管箱(1)之间的水平管(10)段上连接固体加料罐；所述单向控制器(9)位于水平管(10)与下降管(8)连接处，连通下降管和水平管。


2.根据权利要求1所述的自洁式流化床换热器，其特征在于，所述单向控制器(9)包括倾斜管(18)和单向阀(19)；其中，所述单向阀(19)位于倾斜管(18)内；所述倾斜管(18)安装在水平管(10)和下降管(8)交汇处，倾斜管(18)和水平管(10)的夹角为30°～90°。


3.根据权利要求2所述的自洁式流化床换热器，其特征在于，所述倾斜管(18)与下降管(8)的直径相等；所述倾斜管(18)与水平管(10)的直径比为0.1～0.9。


4.根据权利要求2所述的自洁式流化床换热器，其特征在于，所述单向阀(19)包括弹片C、上方挡片B、转轴A和分区挡板D；其中，弹片C和分区挡板D可沿着转轴A旋转，弹片C上端面通过旋转与上方挡片B下端面实现贴合与分离。


5.根据权利要求4所述的自洁式流化床换热器，其特征在于，所述上方挡片B位于下降管和倾斜管的连接处且处于下降管的最下端；弹片C和转轴A均位于下降管和倾斜管的连接处且处于倾斜管的最上端；分区挡板D位于倾斜管内部且和弹片C相交，其交线位于弹片C平面上。


6.根据权利要求4所述的自洁式流化...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵精彩，顾军民，张斌，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司上海石油化工研究院，
类型：新型
国别省市：北京;11