[实用新型]一种用于气体和液体直接换热的换热板

说明书

本实用新型提供一种用于气体和液体直接换热的换热板，换热板的形状为圆台形，所述的圆台形换热板有正圆台形换热板(1)和倒圆台形换热板(2)。正圆台形换热板(1)和倒圆台形换热板(2)在塔内上下相邻安装。一个正圆台形换热板(1)和相邻一个倒圆台形换热板(2)组成一个换热单元，根据气液流量及换热负荷确定换热单元的数量和换热板的规格尺寸。圆台形换热板的液体沿圆周向下流动，分布均匀；气体由中心向四周流动或由四周向中心流动，不会产生偏流。圆台形换热板的气液接触面长度较大，提高了气体与液体的接触换热面积。圆台形换热板可采用钢板卷制，取材方便，制造安装容易，强度较高。

技术领域

本实用新型涉及石油化工行业中延迟焦化装置吹汽放空塔或分馏塔内高温油气和油品的换热领域，主要涉及一种用于气体和液体直接换热的换热板。

背景技术

目前国内外延迟焦化装置吹汽放空塔或分馏塔内高温油气和油品的换热设备主要有：缺圆挡板、人字型挡板、鸭舌型挡板，其主要形状见图1-3。

如图1所示，缺圆挡板为圆盘按照工艺要求切除一部分的平板，缺圆板水平安装或按照液体流向有一定的倾角，上一层板的液体自流至下一层，在液体向下流动的过程中和高温气体错流接触，实现热量交换，气体被冷却，液体被加热。一般在放空塔内安装10～14层换热板用于吹汽放空气体和塔顶回流液体的直接换热，在分馏塔内安装6～8层换热板用于高温油气和液体油品的直接换热。根据塔径的大小和换热负荷确定换热挡板的数量。缺圆挡板的高温油气和低温油品的换热面积主要由换热板出口侧的溢流长度和板间距确定。为增加换热面积，需要加大溢流长度，但受到塔径的限制，或加大板间距，又受到塔高度的影响。另外缺圆挡板上的液体流动路由长度不同，易导致一体溢流强度不均匀，影响换热效果。

如图2所示，人字型挡板由两块矩形平板按照一定的角度组成人字型，数个人字型挡板水平布置组成一层换热单元，一般由10～14层换热单元安装在放空塔内，由3～5层换热板安装在分馏塔内用于油气和液体油品直接换热。根据塔径的大小和换热负荷确定矩形平板的尺寸、人字型挡板的数量和人字型挡板的层数。每层人字挡板由多个两块矩形平板构成的单板组成，每块人字型挡板的制造精度和安装水平度很难一致，气体和液体分布的均匀性会受到影响，如果液体或气体偏流，将影响接触换热效果。

图3所示鸭舌型挡板是在人字型挡板基础上的改进，为防止液体偏流在板的液体出口设置了集油箱，集油箱出口设溢流堰，集油箱底部开有筛孔，通常一块板作为一层，上下交错布置，设计目的是筛孔喷淋下的液体和错流的气体接触换热，避免了液体分布不均导致的偏流。使用效果表明当操作介质含有焦粉或催化剂颗粒时，集油箱沉积焦粉或催化剂颗粒堵塞筛孔影响传热；鸭舌型挡板有较大的液体流动区域，该区域和气体不能直接接触，影响换热效果。

综上，现有技术中，用于油气直接换热的缺圆挡板、人字型挡板和鸭舌型挡板常见的问题之一是换热挡板上气体或液体分布不均匀，容易发生偏流，影响换热效果，当液体为重油时易超温发生结焦。这主要是其一：由于油气温度较高，而液相油品的性质较差，直接接触换热时液相油品通常会发生聚合反应生成焦炭；其二：由于换热挡板的结构缺陷，使换热挡板上的流体分布和热量分布不均匀，造成局部过热。常见的问题之二是换热挡板的换热效率较低，为满足换热的要求，必须采用较多的换热板，增加了工程投资。常见的问题之三是由于换热挡板的结构问题导致换热板安装强度较低，当气体负荷增大时导致换热板脱落，

实用新型内容

本实用新型为了解决上述现有技术中存在的技术问题，提供一种基于上述现有技术存在的问题，开发一种气液传热面积大、气体和液体分布均匀、换热负荷的波动适应性强、投资节省使用寿命长、安装方便、传热效率高的用于气体和液体直接换热的设备。实用新型研发了一种用于气体和液体直接换热的换热板。本实用新型设计了一种圆台形结构的高效换热板，克服现有换热挡板结构形式的不合理或存在一定的缺陷，用于高温油气与液相油品的直接换热，在气体流量、液体流量和热负荷相同的条件下，通过提高传热效率以减少换热板的数量。

本实用新型通过如下的技术方案实现，