箱式换热器的制作方法

本实用新型涉及拜耳法生产氧化铝工艺，尤其是涉及一种箱式换热器。

背景技术：

相关技术中，在拜耳法生产氧化铝工艺中，由于苛性碱与矿石中的碳酸盐以及空气中的二氧化碳作用的结果，母液每一次循环都有一部分苛性碱变成了苏打，碳酸钠积累到一定程度将会结晶析出，给生产带来严重危害，其主要表现在以下几方面：(1)、碳酸钠在溶出机组自蒸发器中结晶析出时，可使过料管径变细出料不畅，严重时甚至造成机组停车，同时可使自蒸发器乏汽带料，在溶出管道内壁形成结疤，降低管道的传热系数，严重影响后序生产；(2)、蒸发过程中，随着母液浓度逐步升高，碳酸钠在母液中的浓度达到饱和而结晶析出，在蒸发器管壁上结垢，降低了蒸发器的传热系数，使蒸发器产能大大降低，同时给蒸发器操作带来严重困难；(3)、碳酸钠在生产过程中不能溶出矿石中的氧化铝，但随溶液一起被加热、稀释、蒸发等，参与各循环过程，使生产工艺能耗升高；(4)、溶液中碳酸钠和其它有机物的存在，增加溶液的黏度，对沉降分离、粗液精滤、精液的晶种分解都会造成一定的影响。

碳酸钠在母液中的溶解度随温度的升高而增加，即温度越低，析出的碳酸钠越多。然而，相关技术中，通常采用自然降温的方式进行碳酸钠的析出作业，使得母液中的碳酸钠无法充分析出，影响后序的排盐作业。

技术实现要素：

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种箱式换热器，该箱式换热器可以有效地降低拜耳法生产工艺中母液的温度，提高碳酸钠的析出量。

根据本实用新型的箱式换热器，包括：箱体，所述箱体上形成有进液口和溢流口；和至少一个换热管，所述换热管设在所述箱体内，所述换热管的一端具有进料口、且另一端具有出料口。

根据本实用新型的箱式换热器，通过在箱体内设置换热管，并将箱式换热器应用在在拜耳法生产氧化铝的排盐工序中，由此，可将高蒸母液输送至箱式换热器中进行降温，有效地降低了高蒸母液中的碳酸钠的溶解度，从而提高了碳酸钠的析出量，进而有效地降低了拜耳法生产氧化铝循环母液中的碳酸钠含量，减小了碳酸钠对后续生产工序的影响以及对设备造成的损坏，达到了节能、降低成本的目的，且箱式换热器的结构简单，便于加工。

另外，根据本实用新型的箱式换热器，还可以具有如下附加的技术特征：

根据本实用新型的一些实施例，所述箱式换热器，进一步包括：至少一个隔板，所述隔板设在所述箱体内，所述隔板将所述箱体内部分隔成两端分别与所述进液口和所述溢流口连通的流道，所述流道包括依次连通的多个子流道，其中所述多个子流道中的至少一个内设有所述换热管。

具体地，所述隔板的一端与所述箱体的内壁相连，且所述隔板的另一端与所述箱体的侧壁彼此间隔开。

可选地，所述箱体形成为长方体形状，所述隔板的两个侧壁分别延伸至与所述箱体的对应内壁相连。

具体地，所述进液口形成在所述箱体的一个侧壁的下部，所述溢流口形成在所述箱体的另一个侧壁的上部。

根据本实用新型的一些实施例，所述隔板为多个，且所述多个隔板在所述箱体内交错布置以限定出S形的流道。

可选地，所述隔板水平设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述多个子流道中的每一个内设有所述换热管。

可选地，所述换热管呈S形曲线延伸。

根据本实用新型的一些实施例，所述换热管的两端和弯曲段位于所述箱体外。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的箱式换热器的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的箱式换热器的左视图；

图3是根据本实用新型实施例的箱式换热器的另一个结构示意图。

附图标记：

箱式换热器100，

箱体1，进液口11，溢流口12，

换热管2，进料口21，出料口22，

隔板3。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的箱式换热器100。其中，箱式换热器100可以用于拜耳法生产氧化铝工艺中的排盐工序中。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的箱式换热器100，包括箱体1和至少一个换热管2。其中，换热管2可以为一个，也可以为多个。可选地，换热管2可以为不锈钢管例如20m²的不锈钢管等，但不限于此。由此，可提高换热管2的耐腐蚀性，提高换热管2的使用寿命，从而有效地降低了使用成本和维修成本。

具体地，箱体1上形成有进液口11和溢流口12。其中，进液口11和溢流口12的横截面均可以形成为圆形等，但不限于此。

换热管2设在箱体1内，换热管2的一端(例如，图2中的左端)具有进料口21、且另一端(例如，图2中的右端)具有出料口22。例如，参照图1和图2，箱体1可以形成为长方体形状等，但不限于此。进液口11可以形成在箱体1的一个侧壁(例如，图1中的左侧壁)的下部，溢流口12形成在箱体1的另一个侧壁(例如，图1中的后侧壁)的上部。由此，冷凝介质例如冷凝水可从箱体1的进液口11进入箱体1，换热后的冷凝水可以从溢流口12流出，从而可对换热管2中的物料例如拜耳法生产氧化铝中的母液进行冷却降温，且延长了冷凝介质例如冷凝水与换热管2的接触时间，提高了换热效果。

例如，在拜耳法生产氧化铝过程中，可以用泵等将高浓度的蒸发母液由换热管2的进料口21输送至箱式换热器100内，使母液与箱体1内的冷凝介质例如冷却水进行换热，以对母液进行降温。由此，可有效地降低母液的温度，从而有效地降低了母液中的碳酸钠的溶解度，提高了碳酸钠的析出量，进而有效地降低了拜耳法生产氧化铝循环母液中的碳酸钠含量，减小了碳酸钠对对后续生产工序的影响以及对设备造成的损坏，达到了节能、降低成本的目的。

可选地，换热管2中的物料例如母液的流动方向与箱体1内冷凝介质例如冷凝水的流动方向相反。例如，参照图1并结合图2，箱体1的进液口11可以形成在箱体1的左侧壁的右下部，箱体1的溢流口12可以形成在箱体1的后侧壁的左上部，换热管2的进料口21可以形成在远离进液口11的一侧，换热管2的出料口22形成在靠近进液口11的一侧。由此，进一步地延长了冷凝介质与换热管2内的物料的接触时间，从而进一步地提高了换热效果，提高了箱式换热器100的换热效率。

根据本实用新型实施例的箱式换热器100，通过在箱体1内设置换热管2，并将箱式换热器100应用在在拜耳法生产氧化铝的排盐工序中，由此，可将高蒸母液输送至箱式换热器100中进行降温，有效地降低了高蒸母液中的碳酸钠的溶解度，从而提高了碳酸钠的析出量，进而有效地降低了拜耳法生产氧化铝循环母液中的碳酸钠含量，减小了碳酸钠对后续生产工序的影响以及对设备造成的损坏，达到了节能、降低成本的目的，且箱式换热器100的结构简单，便于加工。

根据本实用新型的一些实施例，箱式换热器100进一步包括至少一个隔板3，隔板3设在箱体1内。具体而言，隔板3可以为一个，也可以为多个。具体地，隔板3将箱体1内部分隔成两端分别与进液口11和溢流口12连通的流道，流道包括依次连通的多个子流道，其中多个子流道中的至少一个内设有换热管2。也就是说，可以在多个子流道中的其中任意一个子流道内设置换热管2，也可以在多个子流道中的每一个子流道内设置换热管2，还可以在多个子流道中的部分子流道内设置换热管2。其中，每一个子流道内的换热管2的数量可以为一个，也可以为多个，本实用新型对此不作具体限定。

例如，参照图1和图2，多个子流道中的每一个子流道内均设有一个换热管2。换热管2可以水平地设置在子流道中，多个换热管2沿箱体1的高度方向间隔设置。其中，每一个子流道内的换热管2均可以独立工作。由此，有效地提高了箱式换热器100在单位时间内的处理量，提高了箱式换热器100的工作效率。

当然，可以理解的是，隔板3和换热管2的具体数量，可以根据实际工艺要求调整设计，本实用新型对此不作具体限定。

具体地，隔板3的一端与箱体1的内壁相连，且隔板3的另一端与箱体1的侧壁彼此间隔开。由此，便于冷凝介质例如冷凝水等在箱体1内流动。

例如，参照图1和图2，隔板3可以为多个例如两个等，且多个隔板3在箱体1内交错布置以限定出S形的流道。例如，在图1的示例中，靠近箱体1底壁的隔板3右端与箱体1的右侧壁相连，该隔板3的左端与箱体1的左侧壁间隔开设置。靠近箱体1顶壁的隔板3的左端与箱体1的左侧壁相连，该隔板3的右端与箱体1的右侧壁间隔开设置。由此，可以延长冷凝介质与换热管2的接触时间，提高箱式换热器100的换热效果，从而可以有效地降低换热管2中的物料例如拜耳法生产氧化铝工序中的母液的温度。

可选地，隔板3可以水平设置在箱体1内，但不限于此。由此，可以节省隔板3的用料，降低材料成本。当然，可以理解的是，隔板3还可以倾斜设置，只要能在隔板3之间限定出冷凝介质的流道即可，本实用新型对此不作具体限定。

根据本实用新型的一些实施例，隔板3的横截面可以形成为长方形，隔板3的两个侧壁(例如，图2中的左侧壁和右侧壁)分别延伸至与箱体1的对应内壁相连。由此，可进一步地延长箱体1内的冷凝介质与换热管2内的物料的接触时间，提高换热效果，且可以使得箱体1内的冷凝介质的流动更加整齐有序，从而有效地降低了能耗。

根据本实用新型的一些实施例，参照图3，换热管2呈S形曲线延伸。由此，可以更进一步地延长换热管2内的物料与箱体1内的冷凝介质的接触时间，从而进一步地提高了箱式换热器100的换热效果。

根据本实用新型的一些实施例，参照图1和图3，换热管2的两端和弯曲段位于箱体1外。由此，可以有效地减小箱体1的体积，节省箱体1的用料，从而有效地降低了成本。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型实施例的箱式换热器100的一个具体实施例。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的箱式换热器100包括箱体1、三个呈S形曲线延伸换热管2和两个隔板3。

箱体1形成为长方体形状，箱体1上形成有进液口11和溢流口12。其中，进液口11可以形成在箱体1的左侧壁的右下部，箱体1的溢流口12可以形成在箱体1的后侧壁的左上部。换热管2水平地设置在箱体1内，换热管2的一端具有进料口21、且另一端具有出料口22，换热管2的两端和弯曲段位于箱体1外。

隔板3水平地设在箱体1内，隔板3将箱体1内部分隔成两端分别与进液口11和溢流口12连通的流道，流道包括依次连通的三个子流道，其中每个子流道内设有一个换热管2。两个隔板3沿箱体1的高度方向间隔设置，且两个隔板3在箱体1内交错布置以限定出S形的流道。靠近箱体1底壁的隔板3右端与箱体1的右侧壁相连，该隔板3的左端与箱体1的左侧壁间隔开设置。靠近箱体1顶壁的隔板3的左端与箱体1的左侧壁相连，该隔板3的右端与箱体1的右侧壁间隔开设置。隔板3的横截面形成为长方形，隔板3的两个侧壁分别延伸至与箱体1的对应内壁相连。

例如，在在拜耳法生产氧化铝过程中，可以用泵将沉降槽内的高蒸母液送入箱式换热器100中，箱式换热器100内部采用循环冷却水进行降温，换热后的高温水可以采用混泥土式玻璃钢冷却塔进行降温，降温后的冷却水再送入箱式换热器100内循环使用，降温后的高蒸母液返回沉降槽。其中，高蒸母液进入箱式换热器100前的温度为105℃左右，通过与循环水的换热作用，可降低至95℃以下(例如，91℃-93℃)，与传统的自然降温相比，通过箱式换热器100降温后的母液温度比自然降温后的母液温度低10℃左右。由此，有效地降低了拜耳法生产氧化铝中的高蒸母液的温度，从而降低了母液中的碳酸钠的溶解度，提高了碳酸钠的析出量。

根据本实用新型实施例的箱式换热器100，提高了箱式换热器100的换热效果和换热效率，且结构简单，便于加工。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。