[发明专利]一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，涉及各种结构的流态化传热设备的流态化清洗粒子的外部循环系统。它可以广泛地适用于流态化清洗的各种立式或卧式的列管换热器、蛇管换热器、螺旋夹套换热器、卧式套管换热器的流态化粒子的外循环系统。

背景技术

专利(WO9424508A1和US5676201A)和文献(袁文，KLAREX式蒸发浓缩装置，医药过工程设计，2000，21(6)244～245)介绍的流态化外循环装置，均由粒子回收的旋液分离器与粒子返回的控制装置两部分组成，两者之间采用下降管连接。由于粒子回收的旋液分离器与粒子返回的控制装置之间采用下降管直接连通的方式，其粒子返回的自然循环动力受到靠粒子浓度差形成的静压差不大的制约，无法应用于阻力较大的流态化清洗式传热设备。另一缺点是由于出口的流态化粒子回收采用旋液分离器技术，存在旋液分离器壁磨损快和阻力损失大的缺点。最近的国内专利(炼铁高炉低流速螺旋流态化水冷壁，ZL2005200523937，2006年11月22日)介绍的粒子外循环系统，采用文丘里产生的负压作为粒子返回的循环动力，同样无法应用于阻力较大的流态化清洗式传热设备，例如炼铁高炉水冷壁系统、蛇管换热器、螺旋夹套换热器、卧式套管换热器等等。

发明内容

本发明所要解决的主要问题是现有流态化清洗式传热设备粒子外循环装置存在对阻力较大的流态化清洗式传热设备无法应用的问题，提出一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，不仅能够广泛应用于阻力较大的流态化清洗式传热设备，例如炼铁高炉水冷壁系统、蛇管换热器、螺旋夹套换热器、卧式套管换热器等等，而且不存在旋液分离器那样阻力损失大、磨损严重的问题，并且具有流态化清洗液自动配制制、粒子浓度可以调节、还可以双向清洗的重要功能，还具有结构简单、操作简便的优势。

本发明的技术方案为：一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置，由传热设备、循环槽、粒子、进出口管线、三通阀等组成。进出口管线的水平段管内设置有导流作用的螺旋线，以保障在较低流速下运行的流态化液不会发生粒子沉积阻塞。大直径进出口管线内安装的螺旋线为塑包金属螺旋线，小直径进出口管线内安装的螺旋线为金属螺旋线。循环槽分为上下两部分，采用连通阀控制连通与隔断。循环槽上部的主要功能是作为粒子沉降分离回收空间。循环槽的顶部设有粒子补加口。循环槽下部的主要功能是流态化液的配送，在其底部设计有能够流态化清洗液自动配送管和粒子浓度调节板。流态化清洗液自动配送管的工作原理是-由于文丘里喉部收缩液体降压，使得通过流态化液进口孔连通的下部的液体压力液随之降低。因此，传热设备进口管的液体通过喷流孔喷流到下部，与下部的粒子形成合乎流态化清洗需要浓度的流态化液，再通过进口孔回到进口管。喉部内径d₃必须显著地小于配送管内径d₀，其比值(d₃/d₀)与配送管的管内流速U₀大小有关，并且配送管管内流速U₀愈大，比值(d₃/d₀)也可以愈大。喉部内径d₃的最小值必须满足粒子不发生积聚阻塞的要求，一般在15mm以上。进口孔直径d₂要大于喷流孔直径d₁，并且都在10mm以上，以防粒子堵塞。进口孔的方向不限，朝上时流态化液的粒子浓度较大，但是若有比较大的杂物时容易堵塞；一般以侧向水平较好。喷流孔在进口孔的下方，两者高差h在30mm以上，高差h的取值可以随配送管管内流速U₀的增大而加大。流态化清洗液的粒子浓度调节原理是：浓度调节板安装在配送管水平段的正下方，并且可以通过调节转轴在大于90度的范围内旋转。当调节板处于和配送管水平段平行方位时浓度最高，当调节板旋转、和配送管水平段平行方位逐渐偏离时浓度下降，到达和配送管水平段方位垂直时浓度最低。

通过系统管线的三通阀切换，改变其传热设备的运行状态、清洗状态。

在要求污垢双向清洗的传热设备的进口管线和出口管线上，需要多设置4个三通阀和两根交叉连接管。以此改变设备内清洗时的流向，而具有双向清洗功能。

流态化粒子最常用的是河沙，也可以是瓷球、金属球、塑料球、胶球等。

附图说明

图1是本发明的一种流态化清洗式传热设备的粒子外循环装置示意图。

图2是图1A部自动配制流态化清洗液的配送管与浓度调节机构放大图。