本实用新型涉及板翅式换热器技术领域，尤其涉及一种用于尾气中氮、氨、甲烷净化的高压板翅式换热器。
背景技术：
用于尾气中氮、氨、甲烷净化的换热器是合成氨尾气净化系统中的关键设备，在净化系统中，国外技术采用双伴管缠绕式换热器，换热管采用铝合金，管板和壳体材料采用不锈钢。多家用户使用中常常在管板与换热管的胀接处发生泄漏，使设备不能正常使用，而且管内是一个热流、一个冷流，壳程是冷流，这种伴管式缠绕式结构不适合国内制造使用。市埸需求采用另一种换热设备替代进口，即板翅式换热器；板翅式换热器采用铝合金制造，由传热翅片、导流片、隔板、封条、侧板、集气室、支座等零件组成，是一种间壁高效换热器，在高温、高真空环境下钎焊而成。但板翅式换热器的国内技术仅能达到设计压力小于10MPa的埸合，设计压力超过10MPa后，翅片在高压力下与隔板处脱焊，使设备泄漏、爆裂而不能工作或损坏。但合成氨尾气净化系统中的尾气、富氢气的设计压力为12MPa，采用板翅式换热器必需采用新型的高强结构，才能使这种换热器应用于尾气净化中，解决长期困绕板翅式换热器的设计压力不能突破10MPa的一个设计难点。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种用于尾气中氮、氨、甲烷净化的高压板翅式换热器，该高压板翅式换热器采用了简单可靠地增强结构，从而使高压通道的抗高压性能大为提高。
为了实现上述的目的，本实用新型采用了以下的技术方案：
一种用于尾气中氮、氨、甲烷净化的高压板翅式换热器，包括壳体，以及设置在壳体内部的高压尾气通道、高压富氢气通道和低压燃料气通道；所述壳体上设有高压富氢气进口、高压富氢气出口、高压尾气进口、高压尾气出口、低压燃料气进口、低压燃料气液进口和低压燃料气出口；所述高压富氢气进口与高压富氢气出口之间通过高压富氢气通道相通，高压尾气进口和高压尾气出口之间通过高压尾气通道相通，低压燃料气进口、低压燃料气液进口和低压燃料气出口通过低压燃料气通道相通；其特征在于：所述高压尾气通道、高压富氢气通道均包括矩阵型增强支架，以及设置在矩阵型增强支架上方的进口导流片，以及设置在矩阵型增强支架下方的出口导流片；所述矩阵型增强支架上设有多个矩阵单元，每个矩阵单元内均设有高压翅片；上下方向相邻的两个矩阵单元之间的矩阵型增强支架上设有第一流体通道相通，第一流体通道的通道方向与进口导流片至出口导流片之间的流体流动方向相平行；左右方向相邻的两个矩阵单元之间的矩阵型增强支架上设有抽气通道相通，抽气通道的通道方向与第一流体通道的通道方向相垂直。
作为优选，所述高压尾气通道和高压富氢气通道的矩阵单元内的高压翅片中还嵌入有若干个增强元件，增强元件内设有多个第二流体通道，第二流体通道的通道方向与进口导流片至出口导流片之间的流体流动方向相平行。上述技术方案中。增强元件的上下两个钎焊面使得高压通道的压强减小，其上的第二流体通道可以很方便的流体进出。
作为优选，所述高压尾气通道和高压富氢气通道还包括密封框体；密封框体包围进口导流片、矩阵型增强支架和出口导流片设置；所述密封框体上开设有多个密封槽。该技术方案中，结构上加以密封框体实现了高压下的防泄漏，钎剂可在液相线溶化后浸入到高压通道密封件的密封线内，形成了良好防泄漏阻挡。
作为优选，所述高压翅片为锯翅形、打孔形或平直形，高压翅片的翅矩为1-1.5毫米，翅片厚度为0.5-0.6毫米。
作为优选，所述低压燃料气通道包括气液混合件，以及设置在气液混合件上下两侧的上翅片单元和下翅片单元；所述气液混合件横向方向设置有燃料气液通道，纵向方向设置有燃料气通道，燃料气液通道和燃料气通道相通，上翅片单元和下翅片单元通过燃料气通道相通；所述低压燃料气液进口与所述燃料气液通道连接，低压燃料气进口与下翅片单元连接，低压燃料气出口与上翅片单元连接。
作为优选，所述上翅片单元和下翅片单元均包括两侧的封条，以及设置在两侧封条之间的低压翅片。
本实用新型采用上述技术方案，该技术方案涉及一种用于尾气中氮、氨、甲烷净化的高压板翅式换热器，该高压板翅式换热器相比于传统的翅式换热器增加了矩阵型增强支架，矩阵型增强支架上设有多个矩阵单元，每个矩阵单元内均设有高压翅片；通过该结构，矩阵型增强支架扩大了相邻两个矩阵单元的钎焊面积使其均衡承压，第一流体通道的设置能够保证流体在上下两个矩阵单元之间正常流动，钎焊用的抽气通道很好的解决了在真空钎焊状态下的氧气、及挥发气体的抽出。综上所述，该高压板翅式换热器采用了简单可靠地增强结构，从而使高压通道的抗高压性能大为提高，并密封更加安全和可靠，这种结构通过爆破试验其爆破压力可达到60MPa。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图。
图2为本实用新型的侧面结构示意图。
图3为高压尾气通道或高压富氢气通道的结构示意图。
图4为密封框体的剖面示意图。
图5为高压尾气通道或高压富氢气通道的局部放大图。
图6为增强元件的结构示意图。
图7为低压燃料气通道的结构示意图。
图8为气液混合件的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本实用新型的优选实施方案作进一步详细的说明。
如图1～8所示的一种用于尾气中氮、氨、甲烷净化的高压板翅式换热器，包括壳体1，以及设置在壳体1内部的高压尾气通道2、高压富氢气通道3和低压燃料气通道4；所述壳体1上设有高压富氢气进口11、高压富氢气出口12、高压尾气进口13、高压尾气出口14、低压燃料气进口15、低压燃料气液进口16和低压燃料气出口17；所述高压富氢气进口11与高压富氢气出口12之间通过高压富氢气通道3相通，高压尾气进口13和高压尾气出口14之间通过高压尾气通道2相通，低压燃料气进口15、低压燃料气液进口16和低压燃料气出口17通过低压燃料气通道4相通。
所述高压尾气通道2、高压富氢气通道3均包括矩阵型增强支架21，以及设置在矩阵型增强支架21上方的进口导流片22，以及设置在矩阵型增强支架21下方的出口导流片23。所述高压尾气通道2和高压富氢气通道3还包括密封框体24；密封框体24包围进口导流片22、矩阵型增强支架21和出口导流片23设置；所述密封框体24上开设有多个密封槽25。该技术方案中，结构上加以密封框体24实现了高压下的防泄漏，钎剂可在液相线溶化后浸入到高压通道密封件的密封线内，形成了良好防泄漏阻挡。所述矩阵型增强支架21上设有多个矩阵单元26，上下方向相邻的两个矩阵单元26之间的矩阵型增强支架21上设有第一流体通道27相通，第一流体通道27的通道方向与进口导流片22至出口导流片23之间的流体流动方向相平行；左右方向相邻的两个矩阵单元26之间的矩阵型增强支架21上设有抽气通道28相通，抽气通道28的通道方向与第一流体通道27的通道方向相垂直。
上述每个矩阵单元26内均设有高压翅片29，高压翅片29为锯翅形、打孔形或平直形，高压翅片29的翅矩为1-1.5毫米，翅片厚度为0.5-0.6毫米。所述高压尾气通道2和高压富氢气通道3的矩阵单元26内的高压翅片29中还嵌入有若干个增强元件20，增强元件20内设有多个第二流体通道201，第二流体通道201的通道方向与进口导流片22至出口导流片23之间的流体流动方向相平行。上述技术方案中。增强元件20的上下两个钎焊面使得高压通道的压强减小，其上的第二流体通道201可以很方便的流体进出。
所述低压燃料气通道4包括气液混合件41，以及设置在气液混合件41上下两侧的上翅片单元42和下翅片单元43；所述气液混合件41横向方向设置有燃料气液通道44，纵向方向设置有燃料气通道45，燃料气液通道44和燃料气通道45相通，上翅片单元42和下翅片单元43通过燃料气通道45相通；所述低压燃料气液进口16与所述燃料气液通道44连接，低压燃料气进口15与下翅片单元43连接，低压燃料气出口17与上翅片单元42连接。所述上翅片单元42和下翅片单元43均包括两侧的封条46，以及设置在两侧封条46之间的低压翅片47。
上述高压板翅式换热器使用时，高压尾气以温度23℃、压力12Mpa由高压尾气进口13进入高压尾气集气室，经过高压尾气通道2和高压尾气集气室降温至-190℃，最后由高压尾气出口14出换热器。高压富氢气以温度-196℃、压力11.8Mpa由高压富氢气进口11进入高压富氢气集气室，经过高压富氢气通道3和高压富氢气集气室复温至20℃，最后由高压富氢气出口12出换热器。低压燃料气以温度-196℃、压力为0.3Mpa由低压燃料气进口15进入低压燃料气集气室，经过低压燃料气通道、低压燃料气集气室复温至20℃，最后由出低压燃料气出口17换热器。低压燃料气(液)以温度-196℃、压力为0.3Mpa由低压燃料气液进口16上的燃料气液封头进入，经过低压燃料气通道、低压燃料气集气室复温至20℃，最后由出低压燃料气出口17换热器。
综上所述，该技术方案涉及一种用于尾气中氮、氨、甲烷净化的高压板翅式换热器，该高压板翅式换热器相比于传统的翅式换热器增加了矩阵型增强支架21，矩阵型增强支架21上设有多个矩阵单元26，每个矩阵单元26内均设有高压翅片29；通过该结构，矩阵型增强支架21扩大了相邻两个矩阵单元26的钎焊面积使其均衡承压，第一流体通道27的设置能够保证流体在上下两个矩阵单元26之间正常流动，钎焊用的抽气通道28很好的解决了在真空钎焊状态下的氧气、及挥发气体的抽出。综上所述，该高压板翅式换热器采用了简单可靠地增强结构，从而使高压通道的抗高压性能大为提高，并密封更加安全和可靠，这种结构通过爆破试验其爆破压力可达到60MPa。
本实用新型如果在30万吨合成氨和52万吨尿素的大型化工企业上采用，换热性能优于设计指标，阻力满足工艺需要。在一套装置上采用原来的双伴铝绕管换热器价格在1800多万元人民币，而采用高压板翅式换热器价格为162万元人民币。这项技术可拓展到空分上内压缩流程上使用的高压主换热器上，目前国内均为进口国外的高压主换热器，由于板翅式换热器属高效、紧凑的换热器，随着国内装置的高压换热器的需求不断增加，这项技术的推广使用必将给社会带来广泛的社会效益和经济效益。