[发明专利]全逆流式的热回收装置

说明书

本发明公开了一种全逆流式的热回收装置，其包括沿一轴线方向延伸的外壳，分割管板将外壳的内腔分割为换热腔和进水腔，在换热腔内设置有换热筒，该换热筒包括连接在一起的进气筒和内筒，换热筒与外壳之间形成回气腔；在进气筒内有由内管板和内封头构成的回水件，内管板与内封头之间形成回水腔；内筒朝向内管板的一端具有进气通道，内筒经进气通道连通进气筒；内筒朝向分割管板的一端具有出气通道，内筒经该出气通道连通回气腔；在换热筒内安装有列管，列管的一端经内管板连通回水腔，列管的另一端经分割管板连通进水腔；排水管的一端经内管板连通回水腔，排水管的另一端成为冷媒出口。采用本申请，能够降低氢腐蚀并提高换热效率，且降低制造费用。

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体为一种全逆流式的热回收装置。

背景技术

列管换热器作为合成气热能回收的常规设备，得到广泛的应用，由于合成气中含有高浓度的氢气，为了避免焊缝的氢腐蚀，需要采用耐高温，耐强氢腐蚀腐蚀的焊接材料，导致换热器的制作成本较高，且设备的维护成本也较高。另外列管换热器的结构一般是采用半逆流式结构，即换热管只有部分区域是逆流式换热，而另一部分区域为顺流式换热，降低了换热器的换热效率。

发明内容

为提高换热效率，本申请提供了一种全逆流式的热回收装置，其包括沿一轴线方向延伸的外壳，在该外壳内设置有一分割管板，该分割管板将外壳的内腔沿该轴线方向分割为换热腔和进水腔，在换热腔内设置有换热筒，该换热筒包括密封连接在一起的进气筒和内筒，其中进气筒位于内筒背离分割管板的一侧，换热筒与外壳之间形成一回气腔，在外壳上安装有连通该进气筒的进气管和连通该回气腔的排气口；该轴线沿水平方向延伸；

在进气筒内设置有一回水件，该回水件包括内管板和密封地安装在该内管板上的内封头，内管板与内封头之间形成一回水腔；

内筒朝向内管板的一端形成有进气通道，内筒的内腔经该进气通道连通进气筒；内筒朝向分割管板的一端具有出气通道，内筒的内腔经该出气通道连通回气腔；

在换热筒内安装有沿轴线方向延伸的列管，列管的一端密封地安装在内管板上、并连通回水腔，列管的另一端密封地安装在分割管板上、并连通进水腔；排水管的一端密封地安装在内管板上、并连通回水腔，排水管的另一端密封地贯穿分割管板和外壳后形成为冷媒出口；在外壳上安装有连通进水腔的冷媒进口。列管为沿轴线方向延伸的直管。

本申请中的热回收装置能够用于合成气的反应热回收，合成气与传热介质处于完全逆流状态，相比现有的半逆流设备，能够提高换热效率10-15％，由于换热效率的提高，有利于提高传热介质的出口温度。由于采用直管形式的列管，能够使各列管在热胀冷缩时，产生几乎相同的伸缩量，使各列管能够同步伸缩，大幅度地降低了由于列管伸缩不同步而产生的内应力，同时可以减少列管与管板焊接处的应力效应。

采用U型管作为换热管时，由于U型管的进水段和出水段温度变化的不同，所产生的伸缩量不同，导致U型管与管板处的焊接处出现较大的内应力。由于能够有效地降低设备各部件之间在产生伸缩时的内应力，由此可以降低设备的抗应力处理费用，同时由于提高了换热效率，能够降低合成气在热回收装置中的出口温度，并降低分割管板的最高使用温度，并由此可以降低分割管板区域的材料等级，以降低设备的制作费用。采用本申请，在处理相同合成气流量的情况下，能够降低5-10％的设备制作费用。

本申请中，列管与分割管板之间的焊缝位于进水腔内，列管与内管板之间的焊缝位于回水腔内，在工作时，合成气不会接触列管与分割管板和内管板之间的焊缝，而且这两处的焊缝均与传热介质接触，与合成气的温度相比，处于较低的温度区域，能够有效地防止氢腐蚀。

本申请中，采用直管式的列管，由于无需考虑U型换热管的弯曲部的占用空间，能够提高列管的安装密度，降低设备直径，使设备设计为细长型，延长换热距离，更有利于提高换热效率，同时由于设备直径的降低，能够降低设备的制作难度。