ВИХРЕВОЙ КОЖУХОТРУБЧАТЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК Советский патент 1970 года по МПК B01D5/00 F28D7/16 

Изобретение относится к тепло- и массообменным аппаратам, предназначенным для охлаждения и очистки газов, содержащих примеси различных веш,еств как в паровой фазе, так и в виде аэрозолей.

Известпы кожухотрубчатые теплообменники, содержащие вертикальный цилппдрпческий корпус с торцовыми крышками, трубпые решетки и закрепленные в них теплообменные трубы, подключеппые к распределительному и собирающему коллекторам и снабженные на верхних концах сопловыми камерами с тангеициальиым вводом, диафрагмой и патрубком холодного потока. Однако прп работе на газоконденсатных смесях на внутренней стороне диафрагменной перегородки образуется жидкостное кольцо. В результате часть исходного потока проходит в отверстие диафрагмы, не участвуя в процессе температурпого разделеиия. Кроме того, в указанных аппаратах имеет место унос примесей в паровой фазе вместе с газом.

Предлагаемый теплообменник для охлаждения и- очистки газов отличается от известных тем, что между теплообменными трубами установлены переточные трубы с внутренней насадкой, а диафрагма выполнена с капиллярными каналами, размещенными по периферии и иодключенными к собирающему коллектору при помощи осевого патрубка, установленного концептрично натрубку холодного потока и образующего с ппм кольцевую камеру для выхода жидкой фазы. Такое отлпчие питенснфпцирует процесс теплообмена и очистку от трудиокондепсир емых примесей.

На фиг. 1 изображен предлагаемый теилообмепппк, продольный разрез; на фиг. 2 - сопловая головка, продольный разрез; на фпг. 3 - верхняя часть переточпой трубы.

Внхревой кожухотрубчатый теплообмепнпк содерл пт вертикальный цилиндрическ1п 1 корпус /, теилообмеиные трубы 2 п передаточные трубы 3, которые проходят через трубпые решетки 4, 5 и 6 и иерегородки 7. Верхние концы труб 2 снабжены сопловымп головками 8. Трубы 3 заполнены насадкой 9, иапрпмер полимериой стружкой н имеют иа верхних концах дроссельные устройства 10. Сопловая головка 8 включает диафрагму // с центральпым отверстпем 12 п перпферийнымп каппллярнымп каналами 13, два концентрических патрубка 14 и 15, образующих кольцевую камеру 16, и одип пли несколько тангенциальных каналов 17 для ввода исходного потока,

При работе теплообменника, например в процессах охлажденпя газо-паровых смесей с одновременной конденсацией иаров и сепарапией жидкой фазы, исходную смесь подают иод давлеиием через иатрубок 18 в приемную

ступает в трубу 2, где происходит темиературное разделение потока и интенсивная сепарация аэрозолей. Центральная «холодная часть потока выходит через отверстие 12 диафрагмы 11 и поступает по патрубку /5 в камеру 20 холодного потока, а «горячая периферийная часть потока проходит вниз по трубе 2 и поступает в камеру 21. При этом процесс температурного разделения сопровождается интенсивным выделением конденсата из центральных охлажденных слоев. Под действием центробежной силы конденсат отбрасывается к стенкам трубы и в виде пленки жидкости стекает в камеру 21.

Образующийся в виде кольца на внутренней поверхности диафрагмы 11 конденсат отводится через капиллярные каналы и кольцевую камеру в верхнюю камеру 20, откуда через отверстия 22 перетекает в трубы 5 и, орошая насадку 9, стекает в камеру 21, смешивается с конденсатом, поступаюш,им из труб 2, и через патрубок 23 с гидрозатвором выводится из аппарата.

«Горячая составляюш,ая газового потока из камеры 21 по трубам 5 поднимается вверх и орошается холодным конденсатом. В результате происходит дополнительная конденсация паров и абсорбция трудноконденсируемых примесей. Очишенный газ через отверстия 22 выходит в камеру 20. Количественное соотношение расходов «горячего и «холодного потоков регулируется и устанавливается дроссельным устройством 10. Очищенная от конденсата фаза выходит из аппарата через патрубок 24.

Процесс охлаждения паро-газовой смеси интенсифицируют путем охлаждения труб 2 и 3 снаружи хладагентом, поступающим в межтрубное пространство через патрубок 25, откуда отводится через патрубок 26.

В предлагаемом вихревом кожухотрубчатом теплообменнике газоконденсатная смесь может быть охлаждена до температуры ниже температуры хладагента, произведена сепарация конденсируемых примесей и абсорбционная очистка газа. Теплообменник может быть использован в процессах химической технологии, например в производстве фенолацетона.

Предмет изобретения

Вихревой кожухотрубчатый теплообменник для охлаждения и очистки газов, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с торцовыми крышками, трубные решетки и закрепленные в них теплообменные трубы, подключенные к распределительному и собирающему коллекторам и снабженные на верхних концах сопловыми камерами с тангенциальным вводом, диафрагмой и патрубком холодного потока, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса теплообмена и очистки от трудноконденсируемых примесей, между теплообменными трубами установлены переточные трубы с внутренней насадкой, а диафрагма выполнена с капиллярными каналами, размещенными по периферии и подключенными к собирающему коллектору при помощи осевого патрубка, установленного концентрично патрубку холодного потока и образующего с ним кольцевую камеру для выхода жидкой фазы.

PuZ-l

IS

Ui

ID

ui.J