[实用新型]螺旋管换热器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种换热器，尤其涉及一种适用于气-液-固三相反应器的螺旋管换热器。

背景技术

F-T合成(Fischer-Tropsch Sythesis合成是指以合成气为原料，在催化剂和适当反应条件下合成以石腊烃为主的液体燃料的工艺过程，主要反应是将煤和天然气转化为液体燃料)、甲醇合成、氨合成以及甲烷化等合成反应，都是伴有放热的反应过程。例如：

1.F-T反应

CO+H₂→烃类+1674kJ/m³

2.甲醇合成反应

CO+2H₂→CH₃OH+90.8kJ/mol

CO₂+3H₂→CH₃OH+H₂O+49.5kJ/mol

3.氨合成反应

N₂+3H₂→2NH₃+92.4kJ/mol

4.甲烷化反应

CO+3H₂→CH₄+H₂O+206kJ/mol

CO₂+4H₂→CH₄+2H₂O+165kJ/mol

由上列四种反应可以看出，F-T合成反应和甲烷化反应放热较为巨烈，尤其是F-T合成反应，放热最为强烈，如果不能有效移走反应热，可使反应气体温度升至1500℃左右，不但催化剂会被烧坏，反应设备也不可能承受如此高温度；所以在这些放热反应的反应器内，均有不同结构型式的换热器，及时有效地移走反应热，确保催化剂和反应器的安全，使反应能正常进行。因使用环境不同换热器的结构设计有以下几点特殊要求：第一要能满足工艺所需的换热面积，换热面积太小，不能保证移走反应热，影响反应正常进行，换热面积太大，占去了反应器的有效空间，影响反应器的生产能力；第二需合理布置换热管，换热管的布置应该使反应区内每个区域的反应热都能及时有效移走，否则就会产生局部超温，催化剂失活，反应不能正常进行；第三控制换热管内汽水混合物的流速，流速太高，阻力增加；流速太低，在换热面积一定的情况下，影响换热效果，反应也不可能正常进行；第四换热器应该是结构简单、安装维修方便。

但现有的换热器存在诸多不足之处，主要表现在以下几方面：第一换热管的布置不合理，反应床层内有的区域换热管布置较密集，有的较稀疏，甚至有的区域根本就没有反应管，这就使得反应热不能均匀地移走，产生局部超温，影响催化剂活性，影响反应器生产能力。第二换热器的结构设计不合理，使冷却水不能均匀地分配到每根换热管中，在众多换热管中水量不等，所走的反应热就不同，反应床层的温度就不均衡，就容易产生“热区”(即通常所说的“热点”)，影响反应的正常进行。第三换热器的结构太复杂。如图1所示，由多个进水总管01、多个出水总管01’、多个二级分管02、多个三级分管03构成，冷却水经进水总管01流入二级分管02，经二级分管02流入三级分管03，再经二级分管02流入出水总管01’完成换热，结构异常复杂，不但制造难度大，而且焊缝数量多，一旦出现故障，检修难度很大，有的地方甚至无法进行维修。

实用新型内容

本实用新型提供一种螺旋管换热器，用以解决现有技术中的缺陷，实现换热均匀，简化结构，便于维修，减少投资。

本实用新型实施例提供一种螺旋管换热器，由进水管、出水管和连通所述进水管和出水管的换热管构成，所述换热管由多根依次套设的螺旋管构成，其中所述螺旋管底端均与进水管连通，所述螺旋管顶端均与所述出水管连通。

特别是，所述螺旋管彼此同心设置。

其中，还包括与所述螺旋管数量相当的支撑架，所述螺旋管与所述支撑架分别固定连接。

进一步地，所述螺旋管与进水管之间、所述螺旋管与出水管之间均通过支管连通。

进一步地，每根所述螺旋管的环绕直径相等。

其中，所述进水管一端封闭，另一端设有进水口。

其中，所述出水管一端封闭，另一端设有出水口。