[发明专利]具有防结污性质的块型板式热交换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种块型板式热交换器，其包括顶部头部、底部头部和四个侧面板，利用一组角梁将顶部头部、底部头部和四个侧面板栓接在一起以形成密封的封壳。传热板叠堆布置在密封的封壳中。块型板式热交换器具有减少结垢和便于清洁热交换器的性质。

背景技术

现今，若干不同类型的板式热交换器存在，并且取决于它们的类型用于各种应用中。一种特定类型的板式热交换器通过将顶部头部、底部头部和四个侧面板栓接于一组角梁以形成围绕传热板叠堆的箱状封壳而组装。该特定类型的板式热交换器被称作块型热交换器。市售块型热交换器的一个实例是由Alfa Laval AB以产品名称Compabloc 供应的热交换器。其它块型板式热交换器公开于专利文献EP165179和EP639258中。

在块型板式热交换器中，用于两种热交换流体的流体路径形成于传热板叠堆中的传热板之间。在操作期间，传热板的结垢是所关心的，例如由于在传热板之间经过的流体引起的沉积物、微生物生长、灰尘等。结垢典型地降低传热能力并且增加热交换器的压降，这导致总体上降低的性能。典型地通过移除侧面板中的一个或更多个使得可接近传热板叠堆并且可清洁板来解决结垢的问题。

对于其它类型的热交换器，已知涂覆易于结垢的热交换器的区域。涂覆技术的实例可在一定数量的专利文献中(诸如在US20090123730、US20060196644、WO2008119751和WO2009034359中)找到。

即使这些涂层技术可减少结垢，明显的是，它们对于典型地用于侵蚀性高压应用中的块型板式热交换器而言并非最佳的，在该侵蚀性高压应用中，安全需求较高。例如，涂层将典型地在一些时间之后磨损其涂层表面。此外，块型板式热交换器的独特设计和结构需要不同的涂层，该不同的涂层关于块型板式热交换器的固有设计结构而优化。

发明内容

本发明的目的在于发现一种涂层，其减少了块型板式热交换器的结垢。另一目的在于发现块型板式热交换器的实施例，其确保了涂层留在涂覆的区域达热交换器的长操作时间。

为了实现这些目的，提供一种块型板式热交换器。块型热交换器包括：顶部头部、底部头部和四个侧面板，利用一组角梁将该顶部头部、该底部头部和该四个侧面板栓接在一起以形成密封的封壳；以及传热板叠堆，其布置在密封的封壳中。传热板叠堆包括成对传热板，该成对传热板叠堆成使得用于第一流体的流动路径形成于叠堆的成对传热板之间，其中叠堆的成对传热板中的一对包括第一传热板和第二传热板，该第一传热板和该第二传热板接合成使得用于第二流体的流动路径形成于第一传热板与第二传热板之间。第一传热板和第二传热板中的每一个的至少一部分包括涂层，其i)具有1至30μm的层厚度，ii)通过溶胶凝胶处理制备，iii)包括具有O/Si>1的原子比的氧化硅(SiOx)，并且iv)包括≥5或≥10原子百分比的碳（C）。

块型板式热交换器是有利的，因为传热板的结垢显著地减少。因此，无需清洁或需要较少的清洁。这减少了强清洁剂和/或可能研磨剂、机械清洁的使用，并且减少了板式热交换器的操作停机时间。此外，与现有技术涂层相比，涂层相当耐磨并且相对地抵抗涂层中的裂纹形成，该形成另外可由于作用于传热板上的扭矩和张力。一般而言，相应传热板的每一侧或每两侧可包括涂层。

板式热交换器可具有用于其包括的一定数量的构件的预定的测量值。例如，第一传热板和第二传热板可具有0.6至1.4mm或0.8至1.2mm的厚度。第一传热板和第二传热板中的每一个可具有0.05至0.30m²或0.6至1.8m²的传热面积。顶部头部和底部头部中的任一个可具有45至145mm或190至250mm的厚度。四个侧面板中的每一个可具有35至85mm或65至175mm的厚度。角梁中的每一个可包括经测量为35至85mm或110至190mm的截面侧部。最后，密封的封壳可具有0.02至0.40m³或0.7至5.0m³的体积。

经验测试和基于有限元的分析显示这些测量值中的每一个，单独地或一个或更多个组合地，提供特别适合于涂层的热交换器的结构。这一切的根本原因在于，测量值提供在热交换器操作时防止传热板的大量挠曲的传热板的结构。这是非常有利的，因为涂层接着保持在板上达长时间段（挠曲引起涂层更快掉落或磨损）。因此，涂层与预定测量值中的一个或更多个一起提供关于抵抗结垢达较长时间段优化的块型热交换器。