[实用新型]一种急冷器

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，具体地说，涉及一种急冷换热器。

背景技术

裂解气是石油系烃类原料在高温条件下，发生碳链断裂或脱氢反应，生成由多种烯烃组成的混合气体，其温度高达700摄氏度左右，为了使其不在高温条件下长时间停留而产生二次反应，需对其进行急冷，通常需冷却至400摄氏度左右。

常用急冷方法有喷淋急冷油或水的直接急冷法和使用急冷锅炉进行冷却的间接急冷法。间接急冷法利用冷却剂通过器壁与裂解气间接接触而传递热量，以使裂解气能够迅速冷却，为了回收裂解气中高品位的热能，通常采用急冷器进行间接急冷。

公告号为CN203798207U的专利文献中公开了一种裂解气急冷换热器，即急冷器，如其附图1所示，其包括圆柱形的内筒4及套设在内筒4外的外套筒3。内筒4的上端口与裂解气进口连通，下端口与裂解气出口连通，使待冷却的裂解气自上而下地通过内筒4内；在外套筒3的下端部设有冷却液进口8，上端部设有冷却液出口7，使冷却液自下而上地通过外套筒3与内筒4之间的夹层腔而与流过内筒内的裂解气进行换热而对裂解气进行急冷。其存在急冷效果不佳的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种急冷器，以提高其急冷效率。

为了实现上述目的，本实用新型提供的急冷器包括内筒、套设在内筒外的夹层套筒及套设在夹层套筒外的外套筒；内筒上设有向其筒腔注入冷却水的注水口及设于其上端部上的水蒸气出口；夹层套筒的筒壁上设有裂解气进口与裂解气出口，夹层套筒与内筒间的夹层腔构成裂解气急冷通道；外套筒的筒壁上设有水蒸气进口与过热水蒸气出口，外套筒与夹层套筒间的夹层腔构成水蒸气加热通道。

在工作过程中，利用三层筒体围成一个内筒腔与两个夹层腔，从而通过裂解气冷却通道的两侧壁与冷却水及水蒸气进行换热，在达到对裂解气进行急冷的同时，利用其对冷却水加热产生水蒸气及对水蒸气进行加热产生过热水蒸气而充分获取裂解气内所蕴含的高品位热能。与现有技术相比，该急冷器构成出双面冷却的裂解气冷却通道，有效地增加其与冷却剂的间接接触面积，以提高其急冷效率；同时，通过产生过热水蒸气而进一步获取高品位的热能。另外，在裂解气通道径向上形成温度差而加速裂解气在前行过程中的振荡效果而进一步提高换热效率，即急冷效率。

一个具体的方案为内筒设有出水端口伸入筒腔的中下部的注水管，出水端口构成所述注水口。可通过在内筒上端部设置注水口等方式实现向筒腔注入冷却水，而选择该技术方案，可有效地避免冷却水浇淋至升至内筒上端部的水蒸气而减少水蒸气量。

更具体的方案为出水端口位于筒腔的底部，以使位于筒腔底部水的温度更低，受热水层上升至水表层而提高换热效率；注水管自内筒的顶面处伸入筒腔，在有效地确保换热筒壁长度的同时，减少注水管与夹层套筒及外套筒的干涉，以减少对它们布局的影响。

另一个具体的方案为裂解气进口设于夹层套筒的上端部上，裂解气出口设于夹层套筒的下端部上；外套筒的水蒸气进口设在其下端口上，而过热水蒸气出口设在其上端部上。以在对裂解气进行急冷的过程中，冷却剂行进方向与裂解气行进方向相反，从而提高对裂解气进行急冷的效率。

更具体的方案为内筒的水蒸气出口设于其顶面上，裂解气出口设于夹层套筒的底面上，外套筒位于裂解气进口与裂解气出口之间，内筒的底壁位于夹层套筒的筒腔内，外套筒的过热水蒸气出口与水蒸气进口分设于外套筒的轴线的两侧。水蒸气出口与裂解气出口可设置筒体侧壁或顶/底面上，即筒体的上端部或下端部，而选择设置在顶面/底面上，在有效地确保换热筒壁长度的条件下，可减少水蒸气出口、裂解气出口与夹层套筒或外套筒的干涉，以减少对它们布局的影响；通过将外套筒的水蒸气进出口设置位于其轴线两侧，可提高水蒸气的流动均匀性；将外套筒设于裂解气进口与裂解气出口之间，以便于加工组装；内筒的底壁位于夹层套筒的筒腔内，以使内筒底壁外围的裂解气对筒腔底部的冷却水进行加热效果而提高换热效率。

一个优选的方案为位于裂解气进口与裂解气出口侧旁的部分夹层腔为缓冲腔；和/或位于外套筒的水蒸气进口与过热水蒸气出口侧旁的部分夹层腔为缓冲腔。通过增设缓冲腔，以减小流体在进出口处的流速，而在进入换热通道内流速增加而使流体在换热通道内非为层流状态，甚至为湍流状态而提高换热效率。