集成式冷凝器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种集成式冷凝器，包括壳体、上封头、下封头、位于上封头上部的气体进口及位于下封头下部的低温凝液出口和位于下封头一侧的气体出口，在上下封头之间串接有三个以上的冷凝器，每个冷凝器壳两侧分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口，各级冷凝器之间设有收液器，在收液器的一侧设置有凝液出口。本实用新型的冷凝器采用集成式结构，能够降低制造成本，减少安装空间，降低工艺气体的操作压降，进而达到节能降耗的目的。
【专利说明】
集成式冷凝器
技术领域
[0001]本实用新型属于气体冷凝设备技术领域，具体地说是一种集成式气体冷凝器。
【背景技术】
[0002]化工工艺经常需要将高温带液的气体进行冷却冷凝操作，为了降低能耗，一般会根据工艺需要选择由高到低的顺序进行逐级冷却，不同级别的冷凝器采用不同温度的冷却介质，通常的冷却介质根据温度的高低可选择循环水、冷冻水及低温液化气体。现在的化工装置都是根据所用冷却介质的不同设计成独立的冷凝器，然后通过管道将各级冷凝器连接在一起。这种设计方法存在以下不足:
[0003]1、制造成本高，每台冷凝器是独立的设备，设备需要配置2个封头及相应接管，增加了材料及制造成本。
[0004]2、占地面积大，由于每台冷凝器都需要独立安装，需要很大的安装空间。
[0005]3、安装及建设成本高，每台冷凝器都需要较长的管道进行连接，管道之间还需要安装检修及切断用的阀门。
[0006]4、工艺气体的工作压降大，由于每台冷凝器都需要连接较长的管道，气体的流动距离及流速会发生较大变化，这都会导致气体压降的增大，从而增加操作的能耗。
【实用新型内容】
[0007]针对现有技术的不足，本实用新型提供一种集成式冷凝器，能够有效解决上述现状的不足，实现降低设备制造成本，减小占地面积，减小投资，有效降低工艺操作能耗的目的。
[0008]为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案:
[0009]—种集成式冷凝器，包括壳体、上封头、下封头、位于上封头上部的气体进口及位于下封头下部的低温凝液出口和位于下封头一侧的气体出口，其特征在于:在上下封头之间串接有三个以上的冷凝器，每个冷凝器壳两侧分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口，各级冷凝器之间设有收液器，在收液器的一侧设置有凝液出口。壳体通常为圆柱形。
[0010]优选地，所述的收液器包括环形槽和位于环形槽上方的多个交错设置的瓦楞式挡板，所述的环形槽是由设置于两级冷凝器之间的圆柱形筒体外侧与冷凝器壳体内侧之间的环形区域构成，瓦楞式挡板的边缘固定连接(通常为螺栓连接)在圆柱形筒体的上边缘。所述的收液器能使气体顺利通过，而液体被全部收集并汇集到环形槽中。
[0011 ]作为一种优选的方案，在上下封头之间串接有三个列管式冷凝器，分别为高温列管式冷凝器、中温列管式冷凝器和低温列管式冷凝器，三者自上而下串接，所述的高温列管式冷凝器及中温列管式冷凝器采用常规的固定管板式换热器结构，高温列管式冷凝器与中温列管式冷凝器之间设置有高温收液器，中温列管式冷凝器与低温列管式冷凝器之间设置有中温收液器，高温收液器一侧设置有高温凝液出口、中温收液器一侧设置有中温凝液出口，高温列管式冷凝器壳侧设置有循环水进口和循环水出口，中温列管式冷凝器壳侧设置有冷冻水进口及冷冻水出口，低温列管式冷凝器采用特殊设计的固定管板式换热器，其壳侧设置有冷媒气液分离箱，冷媒气液分离箱由上下两部分构成，上部为正方体或长方体或圆柱体，下部为与低温列管式冷凝器的外壳一体设置的圆柱体，上部横截面的长度或直径大于下部圆柱体的直径，液体冷媒进口设置在冷媒气液分离箱下部的一侧下端，冷媒蒸汽出口设置在冷媒气液分离箱上部的一侧上端。优选地，所述的冷媒气液分离箱的上部为圆柱体，且圆柱体的直径比下部圆柱体的直径大0.6?Im。
[0012]进一步地，所述的上封头、高温列管式冷凝器、高温收液器、中温列管式冷凝器、中温收液器、低温列管式冷凝器及下封头通过焊接的方式上下串联集成在一起。
[0013]进一步地，所述的冷媒气液分离箱整体焊接在低温列管式冷凝器壳外，与冷凝器的壳体连成一体。
[0014]进一步地，所述低温列管式冷凝器壳内侧设置有冷媒循环导流筒，冷媒循环导流筒套在低温列管式冷凝器的换热管束外。进一步优选冷媒循环导流筒为上下两端开口的圆柱形筒体，其可通过在侧面设置连接板的方式与低温列管式冷凝器的壳体连接。
[0015]进一步地，所述的下封头的气体出口内侧设置有挡板，挡板固定壳体内壁上。所述的挡板为一块板或者多块板构成的多面体，多面体底部敞口，有一个侧面与气体出口连通。但挡板为一块板时，其安装在气体出口内侧的上方壳体内壁上。当挡板为多面体时，通常其与气体出口连通的一面焊接在壳体上。挡板的作用为:气体被挡板遮挡而进行的转弯会将液体甩到下部，从而避免气体中夹带冷凝液。
[0016]本实用新型的积极效果在于:(I)采用集成化设计，将多个独立冷凝器上下串联集成在一起，省却了现场安装及配管的工作，气体在一台设备内流动极大地降低了流动阻力，从而降低了能耗，通过不同冷凝器之间设置收液器及凝液出口，使不同温度的凝液及时排除，降低了操作负荷，节约了成本。(2)低温列管冷凝器采用特殊设计的固定管板式换热器，其壳侧设置有冷媒循环导流筒及冷媒气液分离箱，这样的设计能够使低温冷媒蒸发时靠热力形成循环并使蒸发的冷媒气体顺利排出。
[0017]本实用新型的冷凝器尤其适用于需要用多种不同温度的冷却介质进行冷凝操作的工艺过程。
【附图说明】
[0018]图1为本实用新型实施例的三级集成式冷凝器结构示意图。
[0019]其中:1、气体进口，2、上封头，3、高温列管式冷凝器，4、循环水出口，5、高温收液器，6、冷冻水出口，7、中温列管式冷凝器，8、冷媒蒸汽出口，9、中温收液器，10、低温列管式冷凝器，11、气体出口，12、下封头，13、低温凝液出口，14、挡板，15、液体冷媒进口，16、冷媒循环导流筒，17、冷媒气液分离箱，18、中温凝液出口，19、冷冻水进口，20、高温凝液出口，21、循环水进口
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细说明。
[0021 ] 实施例:
[0022]如图1所示，本实施例中的冷凝器为三级集成式冷凝器，包括圆柱形壳体，上封头2，位于上封头2上部的气体进口 I，高温列管式冷凝器3，设置在高温列管式冷凝器3壳两侧的循环水进口 21及循环水出口4，高温收液器5，设置在高温收液器5侧面的高温凝液出口20，中温列管式冷凝器7，设置在中温列管式冷凝器7壳两侧的冷冻水进口 19及冷冻水出口6，中温收液器9，设置在中温收液器9侧面的中温凝液出口 18，低温列管式冷凝器10，设置在低温列管式冷凝器10壳侧的冷媒气液分离箱17，冷媒气液分离箱17整体焊接在低温列管式冷凝器外面，与冷凝器的壳体连成一体，其上下部分均为圆柱体，且上部圆柱体的直径比下部圆柱体的直径大Im，液体冷媒进口 15设置在冷媒气液分离箱17下部的一侧下端，冷媒蒸汽出口 8设置在冷媒气液分离箱17上部的另一侧的上端，冷媒气液分离箱的作用是用于分离冷媒气体中夹带的液体冷媒，还包括设置在低温列管式冷凝器10壳侧内部的冷媒循环导流筒16，冷媒循环导流筒16是一个圆柱状筒体，上下两端开口，其套在低温列管式冷凝器10的换热管束外，其以在侧面设置连接板的方式与低温列管式冷凝器10的壳体连接。冷媒循环导流筒16的上下两端开口均留有环向缝隙，以使冷媒形成循环，还包括下封头12、设置在下封头12下端的低温凝液出口 13及下封头12—侧的气体出口 11、气体出口 11内侧设置有挡板14，挡板14为六面体，其底部敞口，右侧面与气体出口 11连通并焊接在壳体上。其中，上封头2、高温列管式冷凝器3、高温收液器5、中温列管式冷凝器7、中温收液器9、低温列管式冷凝器10及下封头12通过焊接的方式上下串联集成在一起。所述的高温收液器5与中温收液器9结构相同，均包括环形槽和位于环形槽上方的多个交错设置的瓦楞式挡板，所述的环形槽是由设置于两级冷凝器之间的圆柱形筒体外侧与冷凝器壳体内侧之间的环形区域构成，瓦楞式挡板的边缘通过螺栓连接在所述的圆柱形筒体的上边缘。
[0023]将本实施例的冷凝器用于含氯苯的高温氯化氢气体的冷凝。
[0024]含氯苯的高温氯化氢气体从气体进口I进入上封头2，再进入高温列管式冷凝器3的管内，高温氯化氢气体在管内被高温列管式冷凝器3壳侧的循环水冷却，冷却过程中会有部分氯苯由于温度的降低而冷凝成液体，冷却的气体及冷凝出来的液体在高温收液器5上进行分离，凝液从高温凝液出口 20流出，气体穿过高温收液器5继续进入中温列管式冷凝器7管内，气体被中温列管式冷凝器7壳侧的冷冻水进一步冷却，气体温度的继续降低又会有部分氯苯凝液产生，经过中温列管式冷凝器7冷却的气体及凝液经过中温收液器9，凝液从中温凝液出口 18流出，气体穿过中温收液器7继续进入低温列管式冷凝器10管内，气体在低温列管式冷凝器10管内被壳侧的冷媒进一步冷却，氯苯进一步的冷凝，经过三级冷凝的氯化氢气体中的氯苯含量已经达到设计要求，气体进入下封头12从气体出口 11流出，凝液也随气体进入下封头12从低温凝液出口 13流出，气体被挡板14遮挡而进行的转弯会将液体甩到下部，从而避免气体中夹带冷凝液。低温列管式冷凝器10壳侧设计的冷媒循环导流筒16能够使冷媒在壳侧依靠热动力自然循环，蒸发的冷媒气体会在冷媒气液分离箱17中分离，以避免冷媒蒸汽中带液。
【主权项】
1.一种集成式冷凝器，包括壳体、上封头、下封头、位于上封头上部的气体进口及位于下封头下部的低温凝液出口和位于下封头一侧的气体出口，其特征在于:在上下封头之间串接有三个以上的冷凝器，每个冷凝器壳两侧分别设置有冷却介质入口和冷却介质出口，各级冷凝器之间设有收液器，在收液器的一侧设置有凝液出口。2.根据权利要求1所述的集成式冷凝器，其特征在于:所述的收液器包括环形槽和位于环形槽上方的多个交错设置的瓦楞式挡板，所述的环形槽是由设置于两级冷凝器之间的圆柱形筒体外侧与冷凝器壳体内侧之间的环形区域构成，瓦楞式挡板的边缘固定连接在所述的圆柱形筒体的上边缘。3.根据权利要求1或2所述的集成式冷凝器，其特征在于:在上下封头之间串接有三个冷凝器，分别为高温列管式冷凝器、中温列管式冷凝器和低温列管式冷凝器，三者自上而下串接，高温列管式冷凝器与中温列管式冷凝器之间设置有高温收液器，中温列管式冷凝器与低温列管式冷凝器之间设置有中温收液器，高温收液器一侧设置有高温凝液出口，中温收液器一侧设置有中温凝液出口，低温列管式冷凝器壳侧设置有冷媒气液分离箱，冷媒气液分离箱由上下两部分构成，上部为正方体或长方体或圆柱体，下部为与低温列管式冷凝器的外壳一体设置的圆柱体，上部横截面的长度或直径大于下部圆柱体的直径，液体冷媒进口设置在冷媒气液分离箱下部的一侧下端，冷媒蒸汽出口设置在冷媒气液分离箱上部的一侧上端。4.根据权利要求3所述的集成式冷凝器，其特征在于:所述的冷媒气液分离箱的上部为圆柱体，且圆柱体的直径比下部圆柱体的直径大0.6?Im。5.根据权利要求3所述的集成式冷凝器，其特征在于:上封头、高温列管式冷凝器、高温收液器、中温列管式冷凝器、中温收液器、低温列管式冷凝器及下封头通过焊接的方式上下串联集成在一起。6.如权利要求3所述的集成式冷凝器，其特征在于:所述低温列管式冷凝器壳内侧设置有冷媒循环导流筒，冷媒循环导流筒套在低温列管式冷凝器的换热管束外。7.如权利要求6所述的集成式冷凝器，其特征在于:冷媒循环导流筒为上下两端开口圆柱形筒体，其通过在侧面设置连接板的方式与低温列管式冷凝器的壳体连接。8.如权利要求1所述的集成式冷凝器，其特征在于:下封头的气体出口内侧设置有挡板，挡板固定在壳体内壁上。9.如权利要求8所述的集成式冷凝器，其特征在于:所述的挡板为一块板或者多块板构成的多面体，多面体底部敞口，有一个侧面与气体出口连通。
【文档编号】F28B7/00GK205425877SQ201620159630
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年3月2日
【发明人】曹庆俊, 李崇军
【申请人】万华化学集团股份有限公司