[发明专利]管程内循环液固流态化传热装置

说明书

一种管程内循环液固流态化立式传热装置，适应于石油、化工、动力、造纸、制盐、制冷、制药、食品等工业部门的立式传热设备。

管程内循环液固流态化传热装置较早的报道见于专利文献GB2014717、DE3144863、US4398594，最近的专利文献EP0228143、EP0228144。可参见图一，传热装置工作运行时，管程液体自下而上经入口室[9]和分布板[8]进入底部流化室[12]，使固体粒子流态化，固体粒子随液体一起进入上升管[3]，通过湍流及固体粒子与管内壁碰撞刮擦起到自动除垢防垢和强化传热的作用，固体粒子到达出口室[1]后再通过循环管[5]返回底部流化室[12]形成内循环。这种结构采取筛孔式分布板，循环管[5]下管口低于上升管[3]下管口，并且与分布板[8]间保持一段距离等措施，但会产生固体粒子回送慢，固体粒子聚积在出口室而底部流化室粒子不足，或者产生上升管和循环管的液体倒流，降低传热效果，同时上升管下端与下管板联接制造困难。

本发明旨在研制一种使循环管内随粒子夹带的回流液量少而又能使固体粒子较快地回送到底部流化室，传热管内不发生液体倒流，便于制造，操作简便，运行稳定，能在线连续自动除垢防垢和强化传热的管程内循环液固流态化立式传热装置。

图1是本发明的总体结构示意图。

图2是筛孔式分布板的局部结构示意图。

图3是泡罩式分布板的局部结构示意图。

图4是节流圈的结构示意图。

图5是上升管下端插接管的结构示意图。

本发明可以通过以下技术方案实现：

传热装置由入口室[9]、分布板[8]、固体粒子、底部流化室[12]、壳体[15]、安装在上管板[16]和下管板[14]上的许多上升管[3]和若干循环管[5]、出口室[1]等构成，循环管[5]下管口低于上升管[3]下管口并与分布板[8]保持一段距离。在上升管[3]的上管口内装有起匀稳作用的节流圈[2]，这样上升管[3]上管口的截面显然小于上升管[3]的横截面，上升管[3]内流体向上流动的速度在此加快，使该处流速明显高于粒子的沉降速度，有效地防止粒子向上升管[3]的倒流，从而使粒子顺循环管[5]下降聚积，实现粒子回送而夹带液体少的目的。

以下结合附图对本发明进一步描述：

本发明的传热装置的分布板[8]可采用筛孔式结构。分布板[8]上均布许多筛孔[7]，筛孔[7]的孔径以固体粒子粒度的1-5倍为好，分布板[8]上，对应循环管[5]下方，大于循环管[5]内径的区域内不开筛孔，这样可减少液体对循环管[5]下管口的冲击压力，加速固体粒子的回送。同时为更有效地加快固体粒子的回送，在分布板[8]上对应循环管[5]下方的不设筛孔的区域上安装导流件[6]。图2是导流件筛孔式分布板局部结构示意图，导流件[6]上面为一个面，不设孔，中部或下部在水平方向或稍倾斜的方向开若干孔作为导沙孔[19]，导沙孔[19]又通过导流件[6]下面的分布板[8]上开孔而与入口室[9]相通，管程流体可通过导沙孔[19]平向喷向底部流化室[12]带走沉积的固体粒子，从而加快粒子回送，导流件[6]上面可为曲面、锥面，但以平板为好，尺寸以等于或稍大于循环管[5]的外径为佳。

本发明的传热装置也可采用泡罩式分布板。我们知道，泡罩式分布板是化工塔设备中较常采用的一种分布板。泡罩的形状不一，常见的有圆柱形、球帽形等。图三是采用泡罩式分布板的传热装置下部结构示意图。这种结构在管程液体含有可能阻塞分布板上筛孔的杂物或有可能在筛孔结垢引起堵塞时应用效果更好。在分布板[8]上对应循环管[5]下方的位置设置泡罩[20]，泡罩[20]的边沿做成锯齿形，管程液体从泡罩[20]下入口进入从边沿齿孔喷出达到均匀分布，为保证液体均匀流化，泡罩[20]的直径一般应为该泡罩应负担的分布板面当量圆直径的0.5-0.75倍，同时泡罩[20]上面开若干与下面连通的导沙孔[21]，均布在对应循环管[5]下方稍大于循环管外径的圆周上，可加速固体粒子的回送。由于泡罩结构原因，流态化液体搅动相当剧烈，不宜直接进入上行管[3]，而应在循环管[5]下管口与上升管[3]下管口之间的横截面上安装一横板[22]，横板[22]均匀地开有许多固体粒子可较顺利地通过的孔[23]，其孔径大于一倍粒子粒度，起均匀稳定作用。

为降低流动阻力，节流圈[2]（见附图4）应做成两端壁薄，中间壁厚，成圆滑形，其壁最厚处偏向下端，节流圈[2]上端做成凸出状作为装卸肩[24]，便于安装定位和拆卸施加，外壁设有翅片或齿圈[25]防止脱落，在节流圈[2]下端纵向开有缝隙[26]而便于安装。