[發明專利]一種外取熱器

有效

• 申請號: 201510320773.2
• 申請日: 2015-06-12
• 公開（公告）號: CN104949549B
• 公開（公告）日: 2017-11-03
• 發明（設計）人: 石寶珍;郭俊輝;孫弘
• 申請（專利權）人: 青島京潤石化工程有限公司
• 主分類號: F28D7/10
• 分類號: F28D7/10;F28F9/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及熱交換技術領域的一種外取熱器，適用于固體顆粒冷卻換熱，特別適用于氣固流化床反應過程中取出氣固流化床過剩熱量的外取熱器。

背景技術

在催化裂化再生、流化床甲醇制烯烴、流化床甲醇制芳烴等放熱反應過程中，需要取出部分熱量或對催化劑等固體顆粒冷卻取熱。通常采用取熱器來吸收這部分熱量，保證工藝操作的平穩進行。同時，取熱器也利用這部分過剩熱量發生蒸汽或加熱其他介質，成為裝置中的一項重要節能措施。外取熱器由于取熱量大、操作靈便，在工業上的應用十分廣泛。

現有的外取熱器有多種型式，國內廣泛使用的一種換熱管外取熱器，包括一個垂直設置的圓筒形殼體，殼體內垂直設置有多根套管式換熱管。每一根換熱管為封閉式結構，主要有進水管和汽水混合物套管組成。每根換熱管是一個獨立的傳熱元件，構成一個具有獨立的水-汽回路的換熱單元。這些換熱管與水汽分離器之間需要用管線連接。 一臺外取熱器需要設置大量的換熱管，外取熱器與水汽分離器間也就需要大量管線閥門。既增加了投資，熱量也會流失，尤其是取熱量大、管束多的外取熱器，將會占大量的空間布置。

為了簡化系統管線減少投資，已有技術常把換熱管設計成換熱器常采用的管板結構，此時外取熱器和水汽分離器間僅需要一條管線。但由于固體顆粒換熱強度高，溫度不均勻，催化劑磨損等，換熱管是熱交換過程中最容易出現損壞的部件。當進水管和汽水混合物套管任何一個出現問題時，常規管板式結構就造成整臺設備無法投用。

發明內容

本發明的目的是提供一種外取熱器，既保留管板式設計的優點，又可以分組控制，即使出現局部管束損壞，也僅影響局部管束，外取熱器仍然可以使用。

為解決上述問題，本發明采用的技術方案是：

一種外取熱器，在其下部設置取熱單元，該單元由下殼體、催化劑進入口、下封頭以及下殼體下部設置的流化氣體進入口和分布器，內部設置的汽水或取熱介質（也稱被加熱介質）換熱套管、固定導向架構成；在取熱單元上部設置汽水或取熱介質流出單元，該單元由上殼體以及上殼體上設置的汽水或取熱介質出口，內部設置的水或取熱介質進入管、汽水或取熱介質換熱套管管板或稱下管板、取熱介質流出分區隔板或稱為下隔板構成；在汽水或取熱介質流出單元上部設置水或取熱介質進入單元，該單元由上封頭以及上封頭頂部或側部設置的水或取熱介質入口，內部設置的水或取熱介質進入管、水或取熱介質進入管管板或稱上管板、水或取熱介質進入分區隔板或稱上隔板構成。

具體的說，是在現有外取熱器的中上部設置兩個管板，將容器分成三個單元：上部為水或取熱介質進入單元，中部為汽水或取熱介質流出單元，下部為取熱單元。

上管板至上封頭為水或取熱介質進入單元，在水或取熱介質進入單元的上封頭內部設置多個上隔板，將水或取熱介質進入單元分成多個區，在上封頭中心設置上隔板固定桿，上隔板與上隔板固定桿焊接，在上封頭頂部或側部設置多個水或取熱介質入口，水或取熱介質入口位于每兩個上隔板之間的方位，與每個區一一對應。這樣就相當于多個上隔板將水或取熱介質進入單元內的水或取熱介質進入管分為多組，每組對應一個水或取熱介質入口。

上管板與下管板之間為汽水或取熱介質流出單元，在汽水或取熱介質流出單元的上殼體內部設置與水或取熱介質進入單元等數量的下隔板，將汽水或取熱介質流出單元分成多個區，在上下管板的中心設置下隔板固定桿，下隔板與下隔板固定桿焊接，在上殼體上設置多個汽水或取熱介質出口，汽水或取熱介質出口位于每兩個下隔板之間的方位，與每個區一一對應。這樣就相當于多個下隔板將汽水或取熱介質流出單元分為多組，每組對應一個汽水或取熱介質出口。汽水或取熱介質流出單元分成的多個區與水或取熱介質進入單元分成的多個區上下一一對應，即上隔板與下隔板的方位一致，每個區內設置多支換熱管。

下管板以下為取熱單元，取熱單元殼體內設置一定數量取熱管束，取熱管束為內外套管式，外管為汽水或取熱介質換熱套管，上端固定在下管板上；內管為水或取熱介質進入管，上端從取熱單元穿過汽水或取熱介質流出單元后固定在上管板上。在取熱單元上部設置一個催化劑進入口、下部設置流化氣體進入口和分布器。水或取熱介質進入單元和汽水或取熱介質流出單元由上管板隔開，汽水或取熱介質流出單元和取熱單元由下管板隔開，且每個單元與管板之間均設置為可拆分結構，優選法蘭連接結構。

在取熱單元下部設置催化劑攜帶氣體置換單元，該置換單元殼體內設置氣體置換元件，在氣體置換元件與催化劑出口間設置置換介質入口和置換介質分布器。