[发明专利]一种化工工艺用多介质换热器及换热方法

说明书

本发明提供一种化工工艺用多介质换热器，属于化工设备技术领域，包括壳体，所述壳体的一端设有主介质入口，另一端设有主介质出口，所述壳体内通过沿径向设置的多个隔板分隔成多个互不相通的换热腔；所述主介质入口和主介质出口靠近壳体的一端均延伸到壳体内，所述主介质入口位于壳体内的端部设有多个与分流管，所述主介质出口位于壳体内的端部设有多个集流管，每个所述换热腔内均竖直设有复螺旋管，每个所述复螺旋管的一端均与各自对应的分流管连通，另一端与各自对应的集流管连通，本发明可以实现多介质的同时换热，且换热效率高；本发明还提供了上述换热器的换热方法，可以利用多种换热介质之间的温度差来提高换热效率。

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体涉及一种化工工艺用多介质换热器及换热方法。

背景技术

换热器，又称热交换器，是一种在不同温度的两种或两种以上流体间实现物料之间热量传递从而使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到规定指标的一种节能设备，换热器的使用能够提高能源利用率。螺旋管式换热器作为换热器的一种，具有结构紧凑、传热面积比直管大、温差应力小的特点，可以有效提高热交换效率，但是现有的换热器基本都不能同时实现多种介质之间的热交换。

为了解决上述问题，现有技术(CN105066739B)公开了一种聚丙烯化工工艺用多介质换热器，其外壳的上底板上设有第一介质入口、第二介质入口和第三介质入口，下底板上设有第一介质出口、第二介质出口和第三介质出口，三个出水口处设有三个节流阀，所述出水口与主介质出口间设有三根互不接触的主换热管，该三根主换热管分别与第一换热管、第二换热管、第三换热管接触，第一换热管、第二换热管和第三换热管之间互不接触，该现有技术在使用时，将主介质通入主介质入口，主介质经水管分流器流入多个主换热管，将其他三种介质分别通入第一介质入口、第二介质入口和第三介质入口，主换热管与第一换热管、第二换热管和第三换热管间换热。该现有技术虽然能实现多种介质同时进行热交换，但是其只是通过主换热管与第一换热管、第二换热管、第三换热管间的相互接触来换热，管与管之间的接触面积有限，导致热交换效率较低。

发明内容

本发明提供一种化工工艺用多介质换热器，旨在提供一种可以实现多种介质同时进行热交换且热交换效率高的换热器，为了解决现有技术中存在的问题，本发明还提供一种换热方法。

本发明提供一种化工工艺用多介质换热器，包括壳体，所述壳体的一端设有主介质入口，另一端设有主介质出口，所述壳体内通过沿径向设置的多个隔板分隔成多个换热腔，多个所述换热腔之间互不相通；所述主介质入口和主介质出口靠近壳体的一端封口且均延伸到壳体内，所述主介质入口的封口端设有多个与主介质入口连通的分流管，所述分流管的个数与换热腔的个数相同且一一对应，所述分流管远离主介质入口的一端均延伸到各自对应的换热腔内，所述主介质出口的封口端设有多个与主介质出口连通的集流管，所述集流管的个数与换热腔的个数相同且一一对应，所述集流管远离主介质出口的一端均延伸到各自对应的换热腔内，每个所述换热腔内均竖直设有复螺旋管，每个所述复螺旋管的一端均与各自对应的分流管连通，另一端与各自对应的集流管连通，每个所述换热腔的一端均设有介质入口，另一端均设有介质出口。

优选地，每个所述复螺旋管是由不同半径的螺旋管层同轴套在一起形成的，可以实现密集排布换热管的要求，从而增大换热面积，提高换热效率，每个所述复螺旋管均通过上下设置的多个支杆与壳体的内壁固接，一方面可以对复螺旋管进行固定，另一方面可以对换热介质进行扰动。

本发明还提供了使用上述换热器进行换热的方法，包括如下步骤：

S1、将主介质从主介质入口或者主介质出口通入，主介质通过多个分流管或集流管流入各自换热腔的复螺旋管内；

S2、从每个换热腔的介质入口或出口分别通入需要换热的介质，保证换热介质与主介质的流动方向相反，换热介质在各自的换热腔内与复螺旋管进行换热；