[发明专利]换热单元及换热反应器

说明书

本发明涉及换热器领域，公开了一种换热单元及换热反应器，换热单元包括基体(4)以及设置于基体(4)内部的换热介质通道(1)和反应流体通道(2)，其特征在于，所述换热介质通道(1)位于换热单元的中心，多个所述反应流体通道(2)分散包裹在所述换热介质通道(1)外；其中，所述换热介质通道(1)与反应流体通道(2)的轴向平行。对于风险较高的强放热反应过程，可以实现稳定工艺参数的控制和被动型的本质安全化水平提升。

技术领域

本发明涉及换热器领域，具体地，涉及一种换热单元及换热反应器。

背景技术

目前化工行业内，相比于间歇及半间歇反应过程，连续反应过程具备反应效率高、工艺参数易控制、本质安全等优点，但连续反应过程中的换热设备的取热功率无法满足生产需求，特别是对于强放热反应过程，易导致生产安全事故的发生，因此，需要提供一种取热功率高且使反应过程的本质安全化水平得到提升的换热器，以满足上述需求。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种换热单元，以提高换热性能的同时，具有较佳的换热效率。

为了实现上述目的，本发明提供一种换热单元，所述换热单元包括基体以及设置于基体内部的换热介质通道和反应流体通道，所述换热介质通道位于换热单元的中心，多个所述反应流体通道分散包裹在所述换热介质通道外；其中，所述换热介质通道与反应流体通道的轴向平行。

优选地，所述反应流体通道中任意一个通道的进料、出料口分别与相邻反应流体通道的出料口及另一相邻反应流体通道的进料口连接，且连接后的反应流体通道多次迂回盘绕地包裹在位于中心的所述换热介质通道外。

优选地，相邻2个反应流体通道之间通过弯管段相连。

优选地，相邻反应流体通道之间间隔开。

优选地，位于换热单元的中心的所述换热介质通道的数量为1个或多个。

优选地，多个所述换热介质通道平行排布。

优选地，所述反应流体通道与相邻的换热介质通道之间间隔开。

优选地，所述反应流体通道的数量为3个以上。

优选地，所述换热介质通道与反应流体通道的内径比为1.5-2.5：1。

优选地，所述换热介质通道与反应流体通道的横截面为正多边形、矩形、椭圆形或圆形。

优选地，所述基体为硅-铝合金。

优选地，所述换热介质通道为硅-铝合金。

优选地，所述硅-铝合金中所述硅的含量为12-20wt％。

优选地，所述换热介质通道和反应流体通道固定在基体上。

本发明的另一目的在于提供一种换热器，所述换热器包括至少一个本发明上述的换热单元。

通过上述技术方案，反应流体通道分散包裹换热介质通道的方式，将反应流体通道与换热介质通道以不同形式交错、重叠排列，从而实现反应生成热实时被换热介质取热。该种方式的换热单元由于其更大的取热面积和更大的传热系数，使得取热功率数十倍于常规釜式反应器，数倍于常规管式反应器，对于风险较高的强放热反应过程，可以实现稳定工艺参数的控制和被动型的本质安全化水平提升；同时对换热单元的材料进行优化，通过采用硅-铝合金，具备较高的导热系数，能够实现反应流体通道与换热介质通道之间更快的热交换；同时该材料的比热容也较大，具备很强的热吸收储存能力，当反应发生失控时，可以提供较大的缓冲能力，进一步提升反应过程高强度的取热能力，使反应过程的本质安全化水平得到提升。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明