[发明专利]一种强化传热的内部热集成精馏塔

权利要求书

1.一种强化传热的内部热集成精馏塔，采用套筒式双塔结构，包括内部设有提馏段塔板(19)及提馏段降液管(27b)的筒状提馏段外塔(15)及内部设置有精馏段塔板(20)及精馏段降液管(27a)的筒状精馏段内塔(16)，所述精馏段内塔(16)套设于提馏段外塔(15)中间，其特征在于：所述精馏段内塔(16)介于两块精馏段塔板(20)之间的精馏段塔壁(22)上沿径向对称地设置有两个位于相同水平高度的重力式热管换热元件，所述重力式热管换热元件包括贯穿地固定设置在精馏段塔壁(22)上的换热元件热管绝热段直管(31)及分别连接于换热元件热管绝热段直管(31)两端的蒸发段和冷凝段，所述蒸发段位于精馏段内塔(16)内，所述冷凝段位于提馏段外塔(15)内，实现精馏段内塔（16）、提馏段外塔（15）之间热量传递。

2.根据权利要求1所述的强化传热的内部热集成精馏塔，其特征在于：所述冷凝段包括若干换热元件热管冷凝段热管(29)、换热元件热管冷凝段总管(30)、换热元件热管冷凝段总管接口(34)，所述换热元件热管冷凝段总管(30)两端密封，所述换热元件热管冷凝段热管(29)相互平行地沿长度方向垂直焊接或一体式铸造在所述换热元件热管冷凝段总管(30)上，所述换热元件热管冷凝段热管(29)远离换热元件热管冷凝段总管(30)的一端密封设置，所述换热元件热管冷凝段总管接口(34)一端垂直焊接或一体式铸造于换热元件热管冷凝段总管(30)中部，另一端与换热元件热管绝热段直管(31)位于提馏段外塔（15）的一端螺纹连接；

所述蒸发段包括换热元件热管蒸发段总管(32)、若干换热元件热管蒸发段热管(33)、换热元件热管蒸发段总管接口(42)，所述换热元件热管蒸发段总管(32)两端密封，所述换热元件热管蒸发段热管(33)相互平行地沿长度方向垂直焊接或一体式铸造在所述换热元件热管蒸发段总管(32)上，所述换热元件热管蒸发段热管(33)远离换热元件热管蒸发段总管(32)的一端密封设置，所述换热元件热管蒸发段总管接口(42)一端垂直焊接或一体式铸造于换热元件热管蒸发段总管(32)中部，另一端与换热元件热管绝热段直管(31)位于精馏段内塔（16)的一端螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的强化传热的内部热集成精馏塔，其特征在于：所述热管冷凝段总管接口(34)为水平设置的直线形管道，且所述热管冷凝段总管接口(34)、热管冷凝段热管(29)和热管冷凝段总管(30)在同一水平面上；所述热管蒸发段总管接口(42)为曲线形管道，其连接热管蒸发段总管(32)的一端及热管蒸发段热管(33)和热管蒸发段总管(32)在精馏塔纵向方向上比热管冷凝段总管接口(34)低0mm~100mm。

4.根据权利要求3所述的强化传热的内部热集成精馏塔，其特征在于：所述冷凝段沿馏段外塔(15)直径方向的长度为提馏段外塔(15)环形截面内外半径之差的50%~80%，所述蒸发段沿精馏段内塔(16)直径方向的长度为精馏段内塔(16)半径的80~95%，所述热管蒸发段总管(32)的长度为精馏段塔板(20)鼓泡区宽度的70~100%。

5.根据权利要求4所述的强化传热的内部热集成精馏塔，其特征在于：所述提馏段塔板(19)比相邻精馏段塔板(20)垂直高度高120mm以上。

6.根据权利要求5所述的强化传热的内部热集成精馏塔，其特征在于：所述热管冷凝段热管(29)上垂直地焊接有相互平行的换热元件热管冷凝段翅片(28b)，所述换热元件热管蒸发段热管(33)上垂直地焊接有相互平行的换热元件热管蒸发段翅片(28a)，所述换热元件热管冷凝段翅片(28b)及换热元件热管蒸发段翅片(28a)的间距大于20mm，所述换热元件热管冷凝段翅片(28b)及换热元件热管蒸发段翅片(28a)顶端与上一块塔板的距离大于80mm。