[实用新型]空分设备用热交换器

说明书

技术领域：

本实用新型涉及一种适用于利用低温精馏方法的空气分离设备上的热交换器。

背景技术：

目前，小型空分设备精馏塔中的热交换器，即通常所说的冷凝蒸发器，一直采用传统的普通管壳式换热器，它由上连接锥体、下连接锥体、中间筒体、上管板、下管板和一组由传热管所构成的管束所组成，上述的传热管下端开口与下塔相通，上端封口，并固定于上、下两管板上，由于上下塔的压力不同，上塔的液氧沸腾温度比下塔气氮的冷凝温度要低，上下形成温差从而实现热交换，液氧在管间沸腾，气氮在管内冷凝，从而保证了上下塔低温精馏过程的正常进行，但上述结构的热交换器，由于液氧在管外沸腾并蒸发，管外的空间较大，而且相互连通，类似于大容器内的沸腾过程，所以它产生的汽泡只能沿管壁上升，很难形成剧烈的泡核沸腾，造成管间沸腾的放热系数小，而在管内，气氮在管壁冷凝形成冷凝液膜，该冷凝液膜的热阻较大，因而气氮的冷凝放热系统也不大，造成了两种介质之间的传热效率低，它是小型空分设备单位能耗高的主要原因之一。另外，这种结构的热交换器，还由于液氧在管外沸腾，造成局部液氧流动性不好，使液氧中乙炔和碳氢化合物的浓度在局部位置很被容易产生过饱和而折出固定，它们积聚在冷凝蒸发器传热管平滑表面的气液交界面上，在外界引爆源的作用下，如静电、气流的冲击等很容易引起爆炸。

发明内容：

本实用新型提供一种传热效率高、能耗低、使用安全可靠的空分设备用热交换器。

本实用新型是通过如下技术方案来实现的：一种空分设备用热交换器，它包括上连接锥体、下连接锥体、筒体、上管板、下管板及由一组传热管所组成的管束等，其主要技术特征在是所述的传热管外表面是带有众多微孔的多孔表面层，内表面开设有沿周向均布的多个纵槽。

本实用新型提高了管外的沸腾放热系数和管内的冷凝放热系数，增加了热交换器的传热效果。

附图说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2是传热管结构示意图；

图3为传热管内表面纵槽结构示意图。

具体实施方式：

如图1、图2、图3所示，热交换器即冷凝蒸发器1设在精馏塔的中部，连接于上塔2和下塔3，其上部都有上连接锥体4与上塔2相连接，下部有下连接锥体5与上塔2相连接，下部有下连接锥体5与下塔3相连接，中间为筒体6，筒体6的上下两端固定有上下两管板7、8，由一组传热管9所组成的管束10均布在两管板之间，传热管的下端开口与下塔3相通，上端封口，下管板8与传热管将上下塔相隔开，液氧积聚在上塔底部，即管束9之间，气氮集中在下塔顶部，进入传热管内，传热管的外表面是带有众多微孔的多孔表面层11，内表面则开设有沿周向均布的多外纵槽12，由于传热管外表面多孔表面层上有大量相互串通的微小孔穴，这些微小孔穴提供了众多的汽化核心，使液氧在表面张力的作用下不断进入孔穴补充汽化的液体，而孔穴中液体只需要很小的过热度便可以产生蒸汽泡，汽泡在孔隙中生产、长大，最后破裂，新的液体不断进入孔穴补充汽化液体，汽化液体在多孔表面作用下有较高的循环率，起了一个新型泡核沸腾加速器的作用，使多孔表面的沸腾放热系数有了显著的提高。传热管的内表面开设有纵槽，能使上升的汽氮在释放潜热后在管内壁冷凝成液氮的冷凝液膜，这些液膜受液体表面张力的作用而流入槽底，使槽峰的冷凝液膜变得非常薄，从而大大降低了槽峰处液膜的热阻，而流至槽底处的冷凝液在重力作用下迅速排出，使得纵槽膜状冷凝放热系数提高3-4倍。