[实用新型]一种喷淋式冷凝器

说明书

技术领域

本实用新型涉及管壳式换热领域，特别涉及一种喷淋式冷凝器。

背景技术

精馏是石油化工行业最常用的一种液体混合物分离操作。典型的精馏设备由精馏塔、塔顶冷凝器、塔釜再沸器组成。在精馏塔中，汽液两相逆流接触，进行相际传质。塔顶冷凝器使上升的蒸汽全部冷凝或部分冷凝，冷凝液的一部分作为回流液返回精馏塔，其余作为塔顶产品采出；塔釜再沸器使下降的液体部分汽化，蒸汽沿塔上升，液体作为塔底产品采出。塔顶回流对于精馏塔的分离效果和能耗都有关键影响。塔顶冷凝器一般采用列管式换热器，由壳体、管板、换热管、封头、折流挡板组成。

在一些低沸点物质的精制过程中，比如从氨氮废水中回收氨，精馏塔塔顶得到氨与水蒸汽的混合物，进入塔顶冷凝器壳程后，由于相同温度下水的饱和蒸气压低于氨的饱和蒸气压，水蒸汽比氨更易冷凝，于是在壳程的前部分，混合蒸汽中的水蒸汽冷凝分率高于氨的冷凝分率，导致尚未冷凝的混合蒸汽中氨的含量升高，使得尚未冷凝的混合蒸汽的露点下降，以致低于冷凝器和冷媒所能提供的最低冷凝温度，从而使部分氨不能完全冷凝，不凝汽排出管弛放的尾气中含氨量过高，既降低了氨的回收率，又会造成环境污染。与此类似的还有氯化氢的精制过程。

专利CN103837015公开了一种采用非金属换热管的喷淋式管壳换热器，包括壳体、喷淋器、平行置于壳体内的换热管、支撑换热管的支撑板和连接换热管的管板，适用于低温多效蒸馏海水淡化设备及溴化锂吸收式制冷剂。在该换热器中，热流体进入换热管，冷流体以喷淋形式进入壳体，并在换热管表面蒸发，从而带走换热管内热流体的热量，达到冷却热流体的目的。

专利CN103353243公开了一种喷淋式换热器，包括喷淋装置、蛇形管及喷淋液回收装置。在该换热器中，热流体进入蛇形管，冷流体以喷淋形式流过蛇形管表面并带走蛇形管内热流体的热量，达到冷却热流体的目的。

以上喷淋式换热器的热流体均流经管程，不能解决氨等低沸点物质与水的混合蒸汽在壳程难以完全冷凝的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供了一种适用于含低沸点物质的混合蒸汽冷凝过程的喷淋式冷凝器，能有效解决混合蒸汽中低沸点物质难以完全冷凝的的问题。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：本装置涉及一种喷淋式冷凝器，包括壳体、封头、管板、喷淋装置和换热管，所述封头连接在壳体的两端，所述换热管布置在壳体内，其开口端与管板密封连接，所述一侧的封头上设有冷媒入口，在另一侧的封头上设有冷媒出口，所述壳体上表面设有蒸汽入口和不凝气排出口，壳体下表面设有冷凝液出口，所述喷淋装置设置在壳体上。

进一步，所述喷淋装置包括若干个喷嘴，所述喷嘴间隔设置在所述壳体的上，可将液体输送到壳体的内部。

进一步，还包括若干个折流板，所述折流板竖直设置在壳体的内腔，且相邻两折流板高低错落设置。

进一步，所述冷媒入口设置在一侧封头的下端，所述冷媒出口设置于另一侧封头的上端。

进一步，还包括管程排尽口，所述管程排尽口设置在冷媒出口侧封头的下端。

本实用新型的有益效果在于：

本装置耦合了换热和吸收过程，可以解决含低沸点物质的混合蒸汽难以完全冷凝的问题。

采用壳程通待冷凝蒸汽、管程通冷媒的形式，在冷凝过程中在壳程空间喷淋待凝蒸汽中高沸点组分的液体或待凝蒸汽的稀溶液，在换热管表面形成液膜，达到吸收未凝蒸汽中低沸点组分的效果；通过错落设置的折流板，增强蒸汽相流动的湍动程度，提高传递系数，有利于蒸汽更充分地冷凝；通过将冷媒入口设置在壳体一侧封头的下端，蒸汽入口设置于另一侧壳体的上端，使冷媒和蒸汽逆流流动，提高换热效率。此装置能有效解决混合蒸汽中低沸点组分难以完全冷凝的问题。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为喷淋式冷凝器的结构示意图；

具体实施方式

下面将结合附图，对本实用新型的优选实施例进行详细的描述。