[实用新型]一种换热组件及包含其的流化床反应器

说明书

本申请涉及一种换热组件及包含其的流化床反应器。换热组件包括筒体和沿圆周分布的多个换热单元，多个换热单元设置在所述筒体内，每个换热单元包括两端分别连接到进料分管和出料分管的盘管单元，所述进料分管通过进料通道与进料总管连接，所述出料分管通过出料通道与出料总管连接，所述进料分管和所述出料分管竖向相对倾斜布置，所述进料分管和所述出料分管上端之间的距离小于其下端之间的距离。本申请具有安装维修方便、内部热应力和流动阻力低、换热均匀、停车时不易堵塞等技术优点。

技术领域

本实用新型涉及一种换热组件及包含其的流化床反应器，属于热交换的技术领域。

背景技术

换热器是一种在不同温度的两种以上流体间实现物料之间热量传递的节能设备，是使热量由温度较高的流体传递给温度较低的流体，使流体温度达到流程规定的指标，以满足工艺条件的需要，同时也是提高能源利用率的主要设备之一。换热器行业涉及暖通、压力容器、中水处理设备，化工，石油等近30多种产业。

流化床反应器指固体颗粒物料在气流作用下，在设备内呈悬浮运动状态。流化状态下的固体颗粒层具有液体的特性，例如，悬浮的固体颗粒层像水一样能保持一定水平界面并具有静压力和浮力，像水一样具有流动性等，也将这种技术称为气固流态化技术。气体流经固体颗粒构成的床料层，当气体流速比较低时，固体没有相对运动，气体流经颗粒之间的间隙流过床层。在此基础上进一步提高气体流速，气体流进颗粒表面的摩擦力和浮力之和超过了颗粒的重力，颗粒被悬浮起来，颗粒之间不再有作用力，气固体系具备了流体的性质，固体被流化，这时处于初始流态化状态。若进一步提高气体的流速，床层不断膨胀。当更多的气体进入体系，超过初始流态化需要的气体流速的气体，以气泡的形式穿越床层，这就是鼓泡流态化。随着气速的进一步增加，床表面有大量的颗粒被夹带离开床层，床表面的界面不再清晰，此时对应的是湍流床。利用气固接触的鼓泡床或湍流床形式进行气固反应的反应器，称之为流化床反应器。

流化床反应器的基本结构除筒体外，根据需要还可以包括气体分布器、换热组件、横向挡板，旋风分离器等内部构件以及固体颗粒加料器、出料器等，这些都是本领域常见的技术，无需赘述。中国专利申请201010216437.0公开了一种组合式换热器及流化床反应器，包括平行设置的环形进料总管和环形出料总管、沿径向均匀分布的多个出料通道和进料通道、由呈圆周排布的多个换热单元、沿轴向延伸的多根进料分管和出料分管等；其缺陷主要包括以下几个方面：

(1)环形进料总管和环形出料总管平行设置使得在系统停车以后，会在环形进料总管和环形出料总管的内部残留换热熔盐，如不排除残留换热熔盐，则在其冷却以后会堵塞管道。另外，环形管在加工和安装上对于精度的要求非常高，难度大，并且非常不便；一旦环形进料总管和环形出料总管安装完毕，流化床反应器筒体外部的保温层就非常难于接近，对于维修和保养来说非常不方便。

(2)出料通道和进料通道表面上做到了均匀分布，但是并未考虑到靠近换热熔盐进口位置的温度较高，而远离换热熔盐进口位置的温度较低，因此实际上并未带来均匀传热的效果。另外，如果出料通道和进料通道均是水平设置，则存在流动阻力大、热应力大并且停车时其内部容易存储换热熔盐而不易排出。

(3)进料分管和出料分管均沿轴向平行设置，使得连接到进料分管和出料分管上的每根盘管的长度相同。同上述相同的理由，如此设置也只是做到了表面上的均匀，实际上并未考虑到进料分管在下端进入换热熔盐时温度较高、而出料分管在上端排出换热熔盐时温度较低，所以并未真正实现均匀传热的效果，而且还会在进料分管和出料分管上形成热应力集中，盘管管线与进出料分管的接口焊接处易开裂，出现泄漏或渗漏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种换热组件及包含其的流化床反应器，其具有安装维修方便、内部热应力和流动阻力低、换热均匀、停车时不易堵塞等技术优点。