[发明专利]一种抗高温、高压、及氢腐蚀的热交换装置

说明书

本发明公开了一种抗高温、高压、及氢腐蚀的热交换装置，其包括一外壳和设置在该外壳内的管板，管板将外壳的内腔分为换热腔和冷媒腔；冷媒腔被分割分进液腔和出液腔；在换热腔内安装有隔热筒和高温内联箱，U形换热管的两端经管板连通进液腔和出液腔；隔热筒与管板之间具有连通隔热筒内外的连通部；高温内联箱与隔热筒相连通；在外壳上设置有气体进口管和气体出口管，该气体进口管正对高温内联箱、且连通该高温内联箱，该气体出口管正对连通部；在高温内联箱与外壳之间填充有第一保温材料，该隔热筒与筒体之间的环隙形成为死气区，该死气区经连通部连通该隔热筒的内腔。利用本申请，能够较好的降低设备的制作费用。

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体为一种抗高温、高压、及氢腐蚀的热交换装置。

背景技术

目前，采用换热器对合成气反应的反应热进行回收较为普遍地采用列管换热器，由于合成气的温度较高，且含有高浓度的氢气，为了保证换热器的安全运行，设备需要采用耐高温，耐强氢腐蚀腐蚀的材料制作，导致换热器的制作成本较高，且设备的维护成本也较高，造成反应热回收装置的购置成本居高不下。

发明内容

针对现有反应热回收装置的制作成本较高的问题，本申请提出了一种抗高温、高压、及氢腐蚀的热交换装置，其包括一外壳和设置在该外壳内的管板，该外壳包括筒体、设置在筒体两端的第一密封平盖和第二密封平盖，该管板将外壳的内腔分为换热腔和冷媒腔，其中换热腔位于管板与第一平盖之间，冷媒腔位于管板与第二平盖之间；

在冷媒腔内安装有分割板，该分割板将冷媒腔分为互不相通的进液腔和出液腔；在外壳上安装有连通进液腔的传热介质进口和连通出液腔的传热介质出口；在换热腔内安装有隔热筒和高温内联箱，隔热筒内安装有U形换热管，该U形换热管的两端分别经该管板连通进液腔和出液腔；隔热筒朝向管板的一端为敞口端，该敞口端与管板之间具有连通隔热筒内外的连通部；

该高温内联箱位于隔热筒背离该管板的一侧，且该高温内联箱与隔热筒相连通；在外壳上设置有气体进口管和气体出口管，该气体进口管正对高温内联箱、且连通该高温内联箱，该气体出口管正对连通部；

在高温内联箱与外壳之间填充有第一保温材料，该隔热筒与筒体之间的环隙形成为死气区，该死气区经连通部连通该隔热筒的内腔。隔热筒与外壳之间距离为50-100mm。

该气体进口管正对高温内联箱，是指气体进口管位于高温内联箱在径向方向上所对应的筒体的区域内。该气体出口管正对连通部，是指气体出口管位于连通部在径向方向上所对应的筒体的区域内。

为便于制作、安装和维护，该分割板具有一沿径向延伸的折弯部，在该折弯部上开设有人孔，并在该人孔上安装有盲板，通过该人孔可以方便地对位于包围于该分割板内的部件进行安装和维护。

本申请主要应用于氨合成工艺，用于对氨合成工艺中的合成气的反应热进行回收，在热交换装置工作时，合成气能够经连通部进入到隔热筒与筒体之间的环隙中，由于该环隙朝向第一平盖的一端为封闭端，进入到该环隙内的合成气基本上处于不流动的静止状态，因此将称为隔热筒与筒体之间的环隙称为死气区，由于气体为热的不良导体，可以起到隔热的作用，同时可以使隔热筒整体位于合成气的包围之中，可以降低隔热筒的抗压强度，减少隔热筒的壁厚，降低设备的制作成本。

在本申请中，气体出口管正对连通部，使合成气在流出隔热筒后，直接经气体出口管排出热交换装置，由于外壳的大部分区域不再直接接触温度较高的合成气，使这部分不直接接触高温合成气的区域可以采用等级较低的材料来制备，降低设备的制作费用。第一保温层的设置，可以有效地降低合成气在经过高温内联箱时向外的传热，避免高温内联箱周围的部分外壳的温度过度升高。

同时由于死气区的合成气基本上处于静止状态，温度有一定程度的降低，可以有效地降低壳体的压力。利用本申请，能够使外壳的大部分区域均低于400℃，由此可以采用普通的材料来制作，从而降低设备的制作费用。