[发明专利]一种固体粒子冷却器

说明书

技术领域

本发明涉及热交换技术领域的一种固体粒子冷却器，特别是适用于气固流化床反应过程的取热或固体颗粒冷却器。

背景技术

在催化裂化再生、流化床甲醇制烯烃、流化床甲醇制芳烃等放热反应过程中，需要取出部分热量或对催化剂等固体颗粒冷却取热。通常采用固体粒子冷却器来吸收这部分过量的热量，保证工艺操作的平稳进行。同时，固体粒子冷却器也利用这部分过剩热量发生蒸汽或加热其他介质，成为装置中的一项重要节能措施。固体粒子冷却器由于取热量大、操作灵便，在工业上的应用十分广泛。

现有的固体粒子冷却器有多种型式，国内广泛使用的一种换热管固体粒子冷却器，包括一个垂直设置的圆筒形壳体，壳体内垂直设置有多根套管式换热管。每一根换热管为封闭式结构，主要有进水管和汽水混合物套管组成。每根换热管是一个独立的传热元件，构成一个具有独立的水-汽回路的换热单元。这些换热管与水汽分离器之间需要用管线连接。 一台固体粒子冷却器需要设置大量的换热管， 固体粒子冷却器与水汽分离器间也就需要大量管线阀门。既增加了投资，热量也会流失，尤其是取热量大、管束多的固体粒子冷却器，将会占大量的空间布置。

为了简化系统管线减少投资，已有技术常把换热管设计成换热器常采用的管板结构，此时固体粒子冷却器和水汽分离器间仅需要一条管线.但由于固体颗粒换热强度高，温度不均匀，催化剂磨损等，换热管是热交换过程中最容易出现损坏的部件。当进水管和汽水混合物套管任何一个出现问题时，常规管板式结构就造成整台设备无法投用。

发明内容

本发明的目的是提供一种固体粒子冷却器设备，其结构实现既保留管板式设计的优点，又可以分组控制，即使出现局部管束损坏，也仅影响局部管束， 固体粒子冷却器仍然可以使用。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：

一种固体粒子冷却器，在其下部设置取热单元，该单元由下壳体、催化剂进入口、下封头以及下壳体下部设置的流化气体进入口和分布器，内部设置的汽水或被加热介质换热套管、固定导向架构成。在取热单元上部设置汽水或被加热介质主流出单元，该单元由上壳体以及上壳体上设置的汽水或被加热介质主出口、汽水或被加热介质换热套管管板或称下管板，内部设置分区隔板，为增加隔板强度，分区隔板设计为复合结构，分区隔板由中心筒体隔板和多个外环径向隔板组成，中心筒体隔板内又形成独立的汽水或被加热介质流出区，外环径向隔板把中心筒体隔板与上壳体间的区域分成多个独立的汽水或被加热介质流出区；外环径向隔板数量按分区的需要设计，外环径向隔板同时与上壳体和中心筒体隔板焊接固定，中心筒体隔板用作对外环径向隔板的支撑，提高外环径向隔板的强度；隔板分成的区内分别有和汽水或被加热介质换热套管相对应的水或取热介质进入管。在汽水或被加热介质主流出单元上部设置水或取热介质主进入单元，该单元由上封头及上封头顶部或侧面设置的水或取热介质主入口、水或取热介质进入管管板或称上管板，内部设置与汽水或被加热介质主流出单元数量方位一致的中心筒体隔板和外环径向隔板，该单元外环径向隔板把中心筒体隔板与上封头间的区域分成多个独立的水或取热介质进入区，外环径向隔板同时与上封头和中心筒体隔板焊接固定。水或取热介质主进入单元之上为汽水或被加热介质副流出单元，该单元壳体上设置汽水或被加热介质副出口，汽水或被加热介质副流出单元之上为水或取热介质副进入单元，该单元由小管板、小封头及其小封头上的水或取热介质副入口组成。该水或取热介质副进入单元和汽水或被加热介质副流出单元可以用隔板分成几个小区。

具体的说，上管板至上封头为水或取热介质主进入单元，在该单元的上封头内部设置分区隔板，由中心筒体隔板和多个外环径向隔板组成，中心筒体隔板内形成独立的区，外环径向隔板把中心筒体隔板与上封头间的区域分成多个独立的水或取热介质进入区，外环径向隔板同时与上封头和中心筒体隔板焊接固定，在上封头顶部设置多个水或取热介质主入口，水或取热介质主入口位于每两个外环径向隔板之间的方位，与每个区一一对应。这样就相当于多个外环径向隔板将水或取热介质主进入单元内的水或取热介质进入管分为多组，每组对应一个水或取热介质主入口。