[发明专利]一种多级式外虹吸板翅式换热器及其方法

说明书

本发明公开了一种多级式外虹吸板翅式换热器及其方法，属于化工设备领域。该换热器中，将用于提供冷量的丙烯物流从进液管不断输入多级虹吸罐内，使丙烯物流注满顶部的液槽，然后从该液槽顶部平板处的缺口处溢出，进入下方的液槽，并逐个注满多级虹吸罐内不同高度处的液槽以及底部液槽下方空间。不同高度处的液槽中相同高度的物流通过相同管道管径和当量长度的连接管输入换热器本体内部不同高度的换热段。然后在换热段的翅片中，丙烯物流对乙烯冷剂进行换热冷凝，换热蒸发的气液混合物从气液两相出口排出。上述换热器装置中的特殊构造，保证了输入不同高度的换热段的进口液柱静压头和液面压力均相等，因此各换热段中的换热温差和虹吸条件也相同。

技术领域

本发明属于化工设备领域，具体涉及一种多级式外虹吸板翅式换热器。

背景技术

部分流程中丙烷脱氢装置、乙烯装置，乙烯为整个工程的重要冷剂。低温乙烯压缩后通常需要在-33～-34℃之间冷凝，然后节流为多个温度梯度冷剂为不同换热器提供冷量。压缩后的乙烯通常采用低压丙烯提供冷量。低压丙烯的压力通常控制为表压50～70kpa，沸点通常为-37℃左右。乙烯冷凝换热器的积分温差约为3℃，而丙烯的液位增高，导致进入换热器液体丙烯的表面压力增高，从而导致丙烯沸点上升。丙烯沸点上升会导致该换热器积分温差明显下降，从而导致换热器所需换热面增大。而在现有技术中，为减少高液位对温差的影响，设计中换热器高度偏低，台数较多，占地面积较大。因此，针对此类冷凝工艺，如何在保证换热器温差的情况下，解决冷凝换热器台数多、制造成本即占地大的问题，是一个亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种多级式外虹吸板翅式换热器。

本发明所采用的具体技术方案如下：

多级式外虹吸板翅式换热器，其包括多级板翅式换热器和多级虹吸罐；所述的多级板翅式换热器的换热器本体呈柱状，且换热器本体内部在竖向设有若干段处于不同高度的换热段，每段换热段结构相同，且均设有换热器物流入口和气液两相出口；所述的多级虹吸罐的虹吸罐本体中也设有若干个处于不同高度的液槽，每个液槽均由底部平板、斜板和顶部平板构成，底部平板和顶部平板均呈水平布置，两者之间通过斜板相连，底部平板、斜板、顶部平板以及换热器本体内壁构成一个用于容纳提供冷量的物流的槽型空间，所述底部平板上开设有物流出口，顶部平板上开设有贯通板体的缺口；每个液槽的底部平板和顶部平板的高度差相等，但相邻两个液槽的顶部平板上开设的缺口垂直投影位置不重合；虹吸罐本体上位于顶部的液槽上方设置有进液管；所述多级虹吸罐上不同高度液槽中的物流出口通过连接管与所述多级板翅式换热器上不同高度处换热段的换热器物流入口相连，且两者呈一一对应方式相连接；不同换热段的有效翅片和与其相连的液槽中顶部平板之间的高度差相等，且各条连接管的管道管径和当量长度相同。

作为优选，每个所述的物流出口通过出液管接至虹吸罐本体外部，且所述的连接管一端通过出液管连接所述物流出口；不同液槽所连接的出液管的管道管径和当量长度相同。

作为优选，所述的多级板翅式换热器中，每段换热段的长度相同。

作为优选，所述的多级板翅式换热器中，每段换热段中的有效翅片高度与换热器物流入口的高度相同。

作为优选，所述的多级虹吸罐中，每个液槽的结构均完全相同。

作为优选，所述的多级虹吸罐中，每个液槽种存储的物流高度相同。

作为优选，所述的缺口在顶部平板的一侧贴近换热器本体内壁开设，且但相邻两个液槽的缺口开设与顶部平板的不同侧。

作为优选，所述的进液管高度不低于虹吸罐本体内顶部液槽的顶部平板高度。

本发明的另一目的在于提供一种利用上述任一多级式外虹吸板翅式换热器的虹吸换热方法，其步骤如下：