雾沫换热装置的制作方法

本实用新型涉及一种换热装置，尤其涉及一种适用于气液两相换热且能够有较高换热效率的换热装置。

背景技术：

换热器是一种将不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，将热量从一种介质交换或传递到另一种介质中，使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器可以被应用到诸如暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等多种产业领域中。

在化工领域中，产品一般会经过一个除杂质的过程，该过程需要用到精馏装置，精馏即利用混合物中各组分挥发能力的差异，通过液相和气相的回流，使气、液两相逆向多级接触，在热能驱动和相平衡关系的约束下，使得易挥发组分(轻组分)不断从液相往气相中转移，而难挥发组分却由气相向液相中迁移，使混合物得到不断分离，气相即塔顶组分经过冷却回收。塔顶气体温度较高，当负荷较大时，所需换热器较大，成本较高。同时换热器使用过程中存在结垢，导致冷却及加热效果降低，不能达到较好的换热效果。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种能够提高换热效果的雾沫式换热装置。

本实用新型提供了一种雾沫式换热装置，包括一个换热器，所述换热器包括管程与壳程，所述换热器上设置有气体入口及冷却介质出入口，所述气体入口供气体进出，所述冷却介质出入口供冷却介质进出，所述换热器上还设置有气液直接接触装置，所述气液直接接触装置能够使气液两相直接接触进行换热。

优选的，所述气液直接接触装置将所述换热器分为第一换热区、过渡区及第二换热区，所述第一换热区为所述气体及所述冷却介质在所述管程及所述壳程中的传质传热，所述气液两相直接接触后进入所述过渡区及所述第二换热区。

优选的，所述过渡区单独设置或设置在所述第一换热区内。

优选的，所述气液直接接触装置为一个气体冷凝液入口，所述气体冷凝液入口设置在所述气体入口处，气体冷凝液通过所述气体冷凝液入口进入所述换热器中。

优选的，所述过渡区为所述气体与所述气体冷凝液互相接触形成的雾沫夹带区，所述第二换热区为所述气体与所述气体冷凝液直接接触换热。

优选的，所述气体与所述气体冷凝液在所述过渡区中通过碰撞、喷淋形成雾沫夹带状态。

优选的，所述气体冷凝液可替换为无杂质的蒸汽。

本实用新型的有益效果在于，针对原有换热器的效率达不到生产需求的不足，在原有换热器上增加了气液直接接触装置，利用液体传热系数远大于气体传热系数的原理，通过气液直接接触的方式进行换热，充分利用了输送管道进行换热，提高了换热效率，更好的满足生产需求。

附图说明

图1为本实用新型第一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型第二实施例的结构示意图。

主要元件符号说明：

现有技术

1、换热器 11、气体入口 2、冷却介质出入口

本实用新型

12、气体冷凝液入口 31、第一换热区 32、过渡区

33、第二换热区 34、挡板 35、填料

4、气体冷凝液罐。

具体实施方式

为让本实用新型的上述及其他目的、特点及优点更明显易懂，下文特举本实用新型的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：

本实用新型一种雾沫式换热装置，包括一个换热器1，所述换热器1为本领域技术人员公知的传统换热器，所述换热器1包括管程与壳程，所述换热器1上还设有气体入口11及冷却介质出入口2，所述需要冷却的气体从所述气体入口11进出所述换热器管程，所述冷却介质从所述冷却介质出入口2进出壳程，所述换热器1上还设置有气液直接接触装置，所述气液直接接触装置将所述换热区器分为一个第一换热区31，一个过渡区32及一个第二换热区33，所述第一换热区31中为传统的传质传热，之后通过所述气液直接接触装置，所述气体及所述气体冷凝液可以直接接触进行换热及形成雾沫夹带，优选的，所述气体及所述气体冷凝液通过碰撞、喷淋等各种形式互相接触。

如图1所示，为本实用新型的第一实施例，所述气液直接接触装置为一个气体冷凝液入口12，所述气体冷凝液入口12设置在所述气体入口处。实施时，所述气体与所述冷却介质首先在所述第一换热区31的管程、壳程中进行间接接触换热，对所述气体起到初步的冷却作用，之后气体冷凝液通过所述气体冷凝液入口12进入所述换热器1中，与初步冷却的气体直接接触，所述气体与所述气体冷凝液在所述换热器中直接接触形成所述过渡区32，因温度较高的所述气体与所述气体冷凝液直接接触，因此在所述过渡区32中形成一个雾沫夹带的效果，之后在所述过渡区32中形成的气液混合物进入所述第二换热区33中，所述气液混合物与所述气体冷凝液在所述输送管道中进行直接接触换热，极大的减少了换热面积，提高了传质传热的效率。上述雾沫式换热装置，利用液体传热系数远大于气体传热系数的原理，通过气液直接接触的方式进行换热，充分利用了输送管道进行换热，提高了换热效率，能够更好的满足生产需求。优选的，所述过渡区32可单独设置或设置在所述第一换热区31内或设置在所述第一换热区31外，因此直接换热的场所随意，不限于所述换热器的管程、壳程或输送管道中，使本实用新型兼顾换热、吸收、解析、洗涤等多重功能，更进一步地说，所述管程中的过渡区32还可以设置有挡板34，所述挡板34之间填充有填料35，所述填料35能够增大所述过渡区32中所述气体与所述气体冷凝液的接触面积，延长接触时间，使在所述过渡区中能够起到更好的换热效果。

如图2所示，为本实用新型的第二实施例，与第一实施例相同的是，所述气体与所述冷却介质首先进入所述换热器中进行传统的传质传热，在所述第一换热区31中冷却的所述气体形成气体冷凝液，与第一实施例不同的是所述气体冷凝液通过设置在所述气体入口处的所述气体冷凝液入口12经过喷淋与所述气体接触，不断的向所述气体中喷淋所述气体冷凝液以形成所述过渡区，同样形成雾沫夹带的效果，之后在所述过渡区32中形成的气液混合物进入所述第二换热区33中，所述气体与所述气体冷凝液直接接触换热，完成所述气体的冷却。

需要说明的是，所述气体冷凝液为需要冷却的气体的冷凝液，以防止影响原换热系统的压力，也避免增加新的杂质。

综上所述，本实用新型针对原有换热器效率达不到生产需求，在原有换热器1上增加了气液直接接触装置，利用液体传热系数远大于气体传热系数的原理，通过气液直接接触的方式进行换热，充分利用了输送管道，减少了换热器的换热面积，提高了换热效率，更好的满足生产需求。同理，该雾沫式换热装置也可用于对液体物料的加热，在工业生产中，所述液体物料一般都为水溶液物料，所述液体物料进入所述换热器管程，在所述气体冷凝液入口12处引入无杂质的蒸汽，所述无杂质的蒸汽与液体物料气液在所述换热器中直接接触换热，在换热器壳层再通过蒸汽间接进行换热，在内外一同作用下，提高了换热器的换热效率，更好的满足生产需求。