本发明属于换热设备技术领域；具体涉及一种使用铋掺杂高效隔热片的管式换热器。
背景技术
换热器是一种在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，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，在化工、石油、动力、食品、制药及其它许多工业生产中占有重要地位。
cn101086435a公开一种管式换热器，该换热器包括储水箱内胆和位于储水箱内胆内部的换热管，以及法兰，所述法兰上安装所述换热管，所述法兰与所述内胆配合连接。
cn1916550a公开了一种管式换热器，包括换热管以及布置在换热管外表面的换热部件和用于对换热部件进行辅助换热的辅助换热装置，所述的换热部件为覆盖在换热管外表面的金属泡沫，金属泡沫内部形成供气体或液体介质流通的金属泡沫孔洞。
cn201935610u公开了一种管式换热器，包括有壳体，所述壳体上端设置有上管箱，下端设置有下管箱，在壳体内部沿该壳体的中轴线设置有中心管，中心管上设置有换热管，该换热管紧密缠绕在中心管上。所述上管箱具有上管板，所述下管箱具有下管板，所述中心管的两端分别连接于上管板和下管板。所述换热管用管箍固定于中心管上。所述换热管之间设置有隔条，隔条用管卡连接于换热管。
以上专利提供的技术方案，换热器保温效果不好，大量的热量通过壳体散发到空气中，造成了浪费；换热面积小，换热管中的介质通过速度快，不能充分换热。
技术实现要素：
为了克服背景技术中存在的不足，本发明提供一种使用铋掺杂高效隔热片的管式换热器。
本发明所用的技术方案为：
一种管式换热器，包括换热器壳体和多个换热管，换热器壳体由换热器外壳体和换热器内壳体组成，换热器壳体的上部设置有进水口，换热器壳体的下部设置有出水口，换热器内壳体的封闭内腔内设置有多个换热管，多个所述换热管的轴向相互平行，所述换热管为螺旋型结构，换热管的上端与出管连接，换热管的下端与进管连接，出管和进管伸出壳体外，所述换热器外壳体和换热器内壳体之间填充有铋掺杂高效隔热片。
所述铋掺杂高效隔热片按照如下方法进行制备：
采用机械搅拌装置将40-50份水镁石纤维和20-25份石英玻璃纤维进行分散，分散时搅拌速度为500-800r/min，时间为5min，然后将分散得到的混合纤维、50-60份纳米级白炭黑粉末、30-40份铋掺杂绝热颗粒、10-15份氯化镁、15-20份微孔珍珠岩和3-10份凹凸棒土全部加入到高速搅拌机中，混合搅拌30-40分钟即可出料，得到纤维-粉末混合物，将纤维-粉末混合物装入模具内，然后将模具放入带有负压装置的成型设备中，在1-6mpa下干法压制成片材，即得到所述铋掺杂高效隔热片。
所述铋掺杂绝热颗粒按照如下方法进行制备：
按重量份，将10-15份正硅酸乙酯、1-10份二乙基二丁氧基硅烷和40-50份甲醇混合，再加入70-80份去离子水和0.01-0.05份盐酸，水解，完全水解后加入0.1-0.7份氨水，搅拌，得到硅溶胶，然后再加入30-40份氧化锆纤维、16-25份六钛酸钾晶须和15-20份碳化硅、0.005-0.05份的四丁基四氯镓酸、0.01-0.05份三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物、0.01-0.06份三[n,n-双(三甲基硅烷)胺]铒，0.01-0.06份芴甲氧羰基琥珀酰亚胺，0.01-0.06份铋六氟-2,4-戊二酮酸，0.05-0.5份鲸蜡基甘油基醚/甘油共聚物，混合形成复合溶胶，将复合溶胶浇入模具中，然后放入超临界流体干燥设备中，预充1-5mpa的氮气，以1-5℃/分钟速度加热到260-280℃，保温70-80分钟，再以1-6mpa/小时的速度缓慢释放压力，最后以氮气冲扫15-20分钟，粉碎，得到所述铋掺杂绝热颗粒。
所述进水口连接有冷却源，所述出水口连接有循环水箱。
所述出水口设有用于测量出水口温度的温度传感器。
本发明和现有技术相比所具有的优点是：换热管为螺旋型结构，换热面积大，热交换充分；介质从换热管的下端进入，从换热管的上端流出，介质的流速较慢，增加了换热时间；另外，该设备的壳体为双层结构，并在内壳体和外壳体的空腔之间设置铋掺杂高效隔热片，起到很好的隔热保温效果。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步说明：
实施例1
一种管式换热器，包括换热器壳体和多个换热管，换热器壳体由换热器外壳体和换热器内壳体组成，换热器壳体的上部设置有进水口，换热器壳体的下部设置有出水口，换热器内壳体的封闭内腔内设置有多个换热管，多个所述换热管的轴向相互平行，所述换热管为螺旋型结构，换热管的上端与出管连接，换热管的下端与进管连接，出管和进管伸出壳体外，所述换热器外壳体和换热器内壳体之间填充有铋掺杂高效隔热片。其中，所述进水口连接有冷却源，所述出水口连接有循环水箱，所述出水口设有用于测量出水口温度的温度传感器。
所述铋掺杂高效隔热片按照如下方法进行制备：
采用机械搅拌装置将45份水镁石纤维和23份石英玻璃纤维进行分散，分散时搅拌速度为700r/min，时间为5min，然后将分散得到的混合纤维、55份纳米级白炭黑粉末、35份铋掺杂绝热颗粒、13份氯化镁、18份微孔珍珠岩和8份凹凸棒土全部加入到高速搅拌机中，混合搅拌35分钟即可出料，得到纤维-粉末混合物，将纤维-粉末混合物装入模具内，然后将模具放入带有负压装置的成型设备中，在4mpa下干法压制成片材，即得到所述铋掺杂高效隔热片。
所述铋掺杂绝热颗粒按照如下方法进行制备：
按重量份，将13份正硅酸乙酯、6份二乙基二丁氧基硅烷和45份甲醇混合，再加入75份去离子水和0.03份盐酸，水解，完全水解后加入0.4份氨水，搅拌，得到硅溶胶，然后再加入35份氧化锆纤维、21份六钛酸钾晶须、18份碳化硅、0.009份的四丁基四氯镓酸、0.04份三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物、0.03份三[n,n-双(三甲基硅烷)胺]铒，0.04份芴甲氧羰基琥珀酰亚胺，0.03份铋六氟-2,4-戊二酮酸，0.2份鲸蜡基甘油基醚/甘油共聚物，混合形成复合溶胶，将复合溶胶浇入模具中，然后放入超临界流体干燥设备中，预充3mpa的氮气，以3℃/分钟速度加热到270℃，保温75分钟，再以4mpa/小时的速度缓慢释放压力，最后以氮气冲扫18分钟，粉碎，得到所述铋掺杂绝热颗粒。
实施例2
一种管式换热器，包括换热器壳体和多个换热管，换热器壳体由换热器外壳体和换热器内壳体组成，换热器壳体的上部设置有进水口，换热器壳体的下部设置有出水口，换热器内壳体的封闭内腔内设置有多个换热管，多个所述换热管的轴向相互平行，所述换热管为螺旋型结构，换热管的上端与出管连接，换热管的下端与进管连接，出管和进管伸出壳体外，所述换热器外壳体和换热器内壳体之间填充有铋掺杂高效隔热片。其中，所述进水口连接有冷却源，所述出水口连接有循环水箱，所述出水口设有用于测量出水口温度的温度传感器。
所述铋掺杂高效隔热片按照如下方法进行制备：
采用机械搅拌装置将40份水镁石纤维和20份石英玻璃纤维进行分散，分散时搅拌速度为500r/min，时间为5min，然后将分散得到的混合纤维、50份纳米级白炭黑粉末、30份铋掺杂绝热颗粒、10份氯化镁、15份微孔珍珠岩和3份凹凸棒土全部加入到高速搅拌机中，混合搅拌30分钟即可出料，得到纤维-粉末混合物，将纤维-粉末混合物装入模具内，然后将模具放入带有负压装置的成型设备中，在1mpa下干法压制成片材，即得到所述铋掺杂高效隔热片。
所述铋掺杂绝热颗粒按照如下方法进行制备：
按重量份，将10份正硅酸乙酯、1份二乙基二丁氧基硅烷和40份甲醇混合，再加入70份去离子水和0.01份盐酸，水解，完全水解后加入0.1份氨水，搅拌，得到硅溶胶，然后再加入30份氧化锆纤维、16份六钛酸钾晶须、15份碳化硅、、0.005份的四丁基四氯镓酸、0.01份三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物、0.01份三[n,n-双(三甲基硅烷)胺]铒，0.01份芴甲氧羰基琥珀酰亚胺，0.01份铋六氟-2,4-戊二酮酸，0.05份鲸蜡基甘油基醚/甘油共聚物，混合形成复合溶胶，将复合溶胶浇入模具中，然后放入超临界流体干燥设备中，预充1mpa的氮气，以1℃/分钟速度加热到260℃，保温70分钟，再以1mpa/小时的速度缓慢释放压力，最后以氮气冲扫15分钟，粉碎，得到所述铋掺杂绝热颗粒。
实施例3
一种管式换热器，包括换热器壳体和多个换热管，换热器壳体由换热器外壳体和换热器内壳体组成，换热器壳体的上部设置有进水口，换热器壳体的下部设置有出水口，换热器内壳体的封闭内腔内设置有多个换热管，多个所述换热管的轴向相互平行，所述换热管为螺旋型结构，换热管的上端与出管连接，换热管的下端与进管连接，出管和进管伸出壳体外，所述换热器外壳体和换热器内壳体之间填充有铋掺杂高效隔热片。其中，所述进水口连接有冷却源，所述出水口连接有循环水箱，所述出水口设有用于测量出水口温度的温度传感器。
所述铋掺杂高效隔热片按照如下方法进行制备：
采用机械搅拌装置将50份水镁石纤维和25份石英玻璃纤维进行分散，分散时搅拌速度为800r/min，时间为5min，然后将分散得到的混合纤维、60份纳米级白炭黑粉末、40份铋掺杂绝热颗粒、15份氯化镁、20份微孔珍珠岩和10份凹凸棒土全部加入到高速搅拌机中，混合搅拌40分钟即可出料，得到纤维-粉末混合物，将纤维-粉末混合物装入模具内，然后将模具放入带有负压装置的成型设备中，在6mpa下干法压制成片材，即得到所述铋掺杂高效隔热片。
所述铋掺杂绝热颗粒按照如下方法进行制备：
按重量份，将15份正硅酸乙酯、10份二乙基二丁氧基硅烷和50份甲醇混合，再加入80份去离子水和0.05份盐酸，水解，完全水解后加入0.7份氨水，搅拌，得到硅溶胶，然后再加入40份氧化锆纤维、25份六钛酸钾晶须和20份碳化硅、0.05份的四丁基四氯镓酸、0.05份三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物、0.06份三[n,n-双(三甲基硅烷)胺]铒，0.06份芴甲氧羰基琥珀酰亚胺，0.06份铋六氟-2,4-戊二酮酸，0.5份鲸蜡基甘油基醚/甘油共聚物，混合形成复合溶胶，将复合溶胶浇入模具中，然后放入超临界流体干燥设备中，预充5mpa的氮气，以5℃/分钟速度加热到280℃，保温80分钟，再以6mpa/小时的速度缓慢释放压力，最后以氮气冲扫20分钟，粉碎，得到所述铋掺杂绝热颗粒。
对比例1
制备组分中不包含铋掺杂绝热颗粒，其它同实施例1。
对比例2
制备组分中不包含四丁基四氯镓酸，其它同实施例1。
对比例3
制备组分中不包含三氟丙基聚二甲基硅氧烷/peg-10交联聚合物，其它同实施例1。
对比例4
制备组分中不包含三[n,n-双(三甲基硅烷)胺]铒，其它同实施例1。
对比例5
制备组分中不包含芴甲氧羰基琥珀酰亚胺，其它同实施例1。
对比例6
制备组分中不包含铋六氟-2,4-戊二酮酸，其它同实施例1。
对比例7
制备组分中不包含鲸蜡基甘油基醚/甘油共聚物，其它同实施例1。
表：不同工艺制得的铋掺杂高效隔热片的常温和高温（500℃）导热系数的对比结果。