[發明專利]用于連續正仲氫催化轉化的真空釬焊鋁制板翅式換熱器

在審

• 申請號: 202111364804.6
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114264170A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 妙叢;解輝;張震;張振揚;蘇嘉南;楊昌樂;韓衛濟;李士軍;楊申音;趙耀中;安剛;蘭玉岐
• 申請（專利權）人: 北京航天試驗技術研究所;北京航天雷特機電工程有限公司
• 主分類號: F28D9/00
• 分類號: F28D9/00;F28F3/02;F28F19/01;C01B3/00
• 代理公司: 北京理工大學專利中心 11120
• 代理人: 楊常建

本發明公開了一種用于連續正仲氫催化轉化的真空釬焊鋁制板翅式換熱器，該換熱器的殼體內交替安裝有隔板和板翅片，在殼體與板翅片、隔板之間形成互不連通的氫氣通道和冷卻介質通道；殼體在氫氣通道的氫氣進口、氫氣通道連通的氫氣出口、冷卻介質通道的冷卻介質進口以及冷卻介質通道的冷卻介質出口處均設置有封頭和接管；在殼體與板翅片之間、氫氣進口的封頭內、以及氫氣出口的封頭內均填充有催化轉化劑；在氫氣進口和氫氣出口的接管內均安裝有過濾器。上述換熱器將催化轉化器和換熱器的功能集中到同一個換熱器中，減小了設備體積、焊口數，實現了正仲氫的連續催化轉化，轉化效率更高，并且降低了能量損耗、工時和人工成本。

技術領域

本發明涉及氫液化技術領域，具體涉及一種用于連續正仲氫催化轉化的真空釬焊鋁制板翅式換熱器。

背景技術

能源危機和環境污染是全世界都在關注的問題，發展可再生清潔能源是未來人類社會的必然趨勢。氫能作為可再生且無污染的清潔能源越來越受到各國科學家的青睞，但是氫能大規模使用的前提是必須方便儲運，所以氫氣液化裝備的研制和大規模發展勢在必行。在氫液化裝置研發中，一般都需要使用催化轉化器和換熱器這兩個重要設備，而這兩個設備一般會單獨研發，且會安裝在同一個真空冷箱中。將設備都集中到同一個冷箱中，不可避免的造成冷箱體積大且笨重的問題，這樣不僅增加了成本投入而且不方便設備維護和使用。

在現有的氫液化裝置中，催化轉化器和換熱器均單獨研發，并沒有附加其它的功能，單獨設計研發的問題在于體積大且研發費用高，它們之間需要額外的管路連接使用，增加了能量損耗，增加了焊口(氫液化裝置冷箱內設備必須是焊接對接且每道焊口都要進行探傷)，增加了工時和人工成本。

另外，單獨設計催化轉化器，氫氣經過催化轉化器時產生溫升，氫氣溫度不能持續降低，正仲氫催化轉化效率低，能耗損失大。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種用于連續正仲氫催化轉化的真空釬焊鋁制板翅式換熱器，該換熱器將催化轉化器和換熱器的功能集中到同一個換熱器中，減小了設備體積、焊口數，實現了正仲氫的連續催化轉化，轉化效率更高，并且降低了能量損耗、工時和人工成本。

本發明采用以下具體技術方案：

用于連續正仲氫催化轉化的真空釬焊鋁制板翅式換熱器，該換熱器包括殼體、催化轉化劑、隔板、板翅片以及過濾器；

所述殼體內交替安裝有所述隔板和所述板翅片，在所述殼體與所述板翅片、所述隔板之間形成互不連通的氫氣通道和冷卻介質通道；

所述冷卻介質通道內的冷卻介質通過所述板翅片及所述隔板與所述氫氣通道內的氫氣間接接觸實現熱交換，用于為氫氣液化提供冷量；

所述殼體在所述氫氣通道的氫氣進口、所述氫氣通道連通的氫氣出口、所述冷卻介質通道的冷卻介質進口以及所述冷卻介質通道的冷卻介質出口處均設置有封頭和焊接連接于所述封頭的接管；

在所述殼體與所述板翅片之間、所述氫氣進口的封頭內、以及所述氫氣出口的封頭內均填充有所述催化轉化劑；

在所述氫氣進口和所述氫氣出口的接管內均安裝有所述過濾器。

更進一步地，所述過濾器由至少一個頂層篩板、至少一個第一不銹鋼絲網、至少一個第二不銹鋼絲網、玻璃棉、羊毛氈、至少一個第三不銹鋼絲網、至少一個第四不銹鋼絲網以及至少一個底層篩板依次疊置而成。

更進一步地，所述第一不銹鋼絲網和所述第四不銹鋼絲網的目數均為20目～60目；

所述第二不銹鋼絲網以及所述第三不銹鋼絲網的目數均為4目～10目。

更進一步地，所述板翅片為平直型翅片、鋸齒型翅片或者波紋型翅片。

更進一步地，所述殼體由多個側板焊接連接構成。

更進一步地，所述封頭為半圓柱形結構。