[发明专利]热交换装置

说明书

本发明涉及化学工艺领域，特别是涉及实现热一质交换过程的设备，这类设备可用于制铝、化学、石油化学、食品及其它工业部门，以及原子能。

现在铝的生产是有色冶金最重要的部门之一。电解法生产铝的原料为氧化铝，而氧化铝是由铝矾土矿用最流行的水化学法制得。这种生产方法消耗材料和能量极大。在封闭生产循环中有数十万吨加工的组份，每年损失数百万千卡的热能。鉴于以上情况，创造进行高效率热一质交换过程的设备，降低试剂消耗率和单位产品的热消耗，已成为当前迫切的任务。

苏联专利（SU，A，363510）公布了一种热交换装置，它的外壳带有供给反应媒介物和排放处理过的媒介物的导管。在壳体内装有格栅，其波纹板上装有带孔的檐板，孔边缘弯折与波纹板的方向垂直，这样可以保证形成稳定的液膜和消除流淌的液体被气流带走。格栅的垂直板具有水平波纹，波纹的凸面与相邻板的凹面配合，水平波纹上装有带孔的檐板。檐板边缘与板之间有2～3毫米的间隙。

液体沿带波纹的板流动，由檐板流淌到相邻板的表面上。这时达到液膜表面的更新。由下向上运动的气体或挥发性液体进入波纹板之间的间隙和通过孔洞，不会破坏液体的流动，也不会将液体吸收向它们。

然而上述格栅不能保证在板上形成均匀的液膜并且流体阻力较高。此外，在处理沾污的液体时，格栅会被沉淀堵塞，因为板和檐板之间的间隙很小。

与本申请最接近的一种热交换装置（拉曼B.M.“气体吸收”，化学出版社，莫斯科，1966，P.336）具有带供给液体和气体成分的导管和排放处理过的媒介物导管的外壳，以及装在其内部的格栅。格栅是由各种硬质材料垂直平板组（平面平行格栅）构成。每一个平板的上部装有分配器。在装置的上部装有向格栅供给液体的总管。

吸收的液体通过总管进入装置，沿平板的表面分配，并呈膜状向下流淌。气体媒介物在平板之间的间隙内升起向液体逆流。这时在流淌液膜的表面上由于有很高的湍流作用，产生高速的热交换或物质交换过程。反应不完全的气体媒介物的残渣，通过装置上部的导管排出。

然而，这种格栅不能保证在平板上形成均匀的液膜，并且有高的流体阻力，从而降低了装置的工作效率。

本发明的基本任务是制造一种热交换装置，它的分配器在结构上有改进而使它具有低的流体阻力。

解决上述任务的措施是提供一种热交换装置，具有带供给液体和气体媒介物的导管和排放处理过的媒介物导管的外壳，以及位于外壳 内部的格栅，格栅为垂直平板组，每个平板上部装有分配器，此外还有位于格栅上方的总管和位于一个平板上部的分配器，该分配器为流线体，其横剖面为双凸形，其上边缘沿全部长度与一个向流线体下凹的反射器固定连接，而相邻平板的分配器为安装在侧边上的三角棱体，其上棱面呈凹坑形，而反射器的边缘跨在相邻三角棱体的凹坑形上边。

分配器的这种结构可达到对格栅垂直平板的均匀喷灌。由于反应媒介物接触表面的增加，以及格栅喷灌密度的增加，提高了热一质交换过程的速度。

下面结合本发明具体的实施例和附图进行解释。

图1示出了本发明热交换装置的总貌。

图2示出了格栅（纵剖面）。

本发明热交换装置含有外壳1（图1），它相应带有气体媒介物供给导管2和排放导管3。在外壳1的下部有一个处理过的液体媒介物排放导管4。在外壳的内部具有至少一个格栅5，它由被喷灌的垂直平板组6组成，其上部具有分配器7（图2）。在平板组6（图1）上方装有总管8，用于供给液体媒介物。

安装在相邻平板上的分配器具有不同的结构形状。

安装在其中一个平板上的分配器7为流线体9（图2），其横剖面为双凸形。流线体9的上边缘与反射器10固定连接，反射体10的表面向流线体9一边弯曲。

而安装在相邻平板上的分配器7为安装在侧面上的三角棱体11，即安装在垂直平板6上边缘的三角棱体11。三角棱体11的上部的棱面12为凹坑形。这时反射器10的边缘位于相邻平板6上安装的三角棱体11凹坑形棱面12的上方。

垂直平板6具有不同的分配器7（图1），它们交替地安装。

在外壳1中安装具有几个相互重迭的格栅5的热交换装置时，最好将组内平板6的表面扩大。

热交换器的工作方式如下，

由总管8放出的液流，落在三角棱体11的凹坑形棱面12上（图1，2），并溅在反射器10和流线体9的表面组成的空腔内。充满此空腔的液体形成弯月形凹液面，与重力和表面能场的最小综合能量相适应。