[发明专利]一种液相旋流混合降液自动除杂换热器及其工艺方法和应用

说明书

本发明公开一种使用旋流混合降液自动除杂换热的工艺方法。需除杂的换热液相介质通过壳层8筒体上部切线进口1进入换热器，与换热器内的介质混合后沿壳层8内筒壁进行旋流、调温，通过内换热盘管9与换热媒体介质进行逆流换热，并在导向桶的导向往下流动，同时换热液相介质内带入比重大的杂质颗粒、在换热过程中生成或析出杂质在旋流离心力的作用下往壳壁方向移动，在靠近壳壁速度下降，当离心力、浮力不足以支撑比重大的杂质时，其自动往下沉降，并通过底部排出口5排出；液相旋流降液自动除杂换热工艺具有结构简单、不易积垢、运行周期长、可靠性高、操作费用低的优点，特别适用于换热介质间温差大、小流量、在换热过程中有脱除杂质要求的场合。

技术领域

本发明属于化工技术领域，尤其涉及一种液相旋流混合降液自动除杂换热器及其工艺方法。

技术背景

在石油化工、化工机械等行业中，1、一些高温介质泵一般采用机械密封结构，机械密封大多采用自回流冷却液对机械密封进行冷却，由于机械密封回流孔小，密封面精细，密封液要求不能含有固体颗粒杂质。而高温油泵的自回流冷却液经常含有少量机械杂质，若其没有去除，长期积累会引起回流孔堵塞，造成冷却后的机封回流液不能回到机械密封，造成机械密封运行过程中产生的热量不能及时移除而造成机械密封寿命缩短；或者固体颗粒随冷却液回到机械密封，造成机械密封损伤。因此脱除返回机械密封自回流冷却液中少量的机械杂质是延长机泵机械密封寿命的重要因素；且当高温介质与换热媒体介质温差过大时，容易造成换热管界面应力过大，造成换热管寿命大幅度降低。2、在部分换热结晶除杂流程中，需结晶的换热介质与换热媒体介质温度相差过大会造成换热介质局部饱和度过大而在换热管上结晶，影响结晶换热器的换热效果和运行周期；3、在传统的换热器工艺过程中，未考虑将比重大的结晶颗粒、杂质等已结垢沉淀物及时排出和降低换热温差及除杂功能，存在连续使用周期短的缺点。

发明内容

本发明的目的是实现换热自动除杂一体化的换热设计工艺。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种液相旋流混合降液自动除杂换热器，包括圆形封头、筒体、锥形底、降液导向桶7的壳层8和带内换热盘管9的管程结构的换热器；接口有：进料口1、上出口2、顶部盘管9换热媒体介质排出口3、换热媒体介质进料口4、底部排出口5。包括圆形封头、圆形筒体、锥形底、降液导向桶7和换热盘管，所述圆形封头、圆形筒体、锥形底、降液导向桶7组成壳层8，所述换热盘管9设置于换热器内，所述壳层8外还设有进料口1、上出口2、顶部换热盘管9换热媒体介质排出口3、换热媒体介质进料口4、底部排出口5，所述底部排出口5与锥形底相连，所述上出口2与降液导向桶7相连，所述进料口1设置在壳层8上部。

优选的，还包括设置在壳层上部切线的循环进料口6(见附图3)。

优选的，所述的降液导向桶7可设置为夹套式(见附图2)。

为了解决上述技术问题，本发明提出的另一技术方案是：所述的液相旋流混合降液自动除杂换热器的工艺方法，按照以下步骤进行：(1)需除杂的换热液相介质通过换热器壳层8筒体上部切线进口1进入换热器，将比重比换热液相介质大的杂质旋流到壳层壁附近往下沉降；

(2)将步骤(1)通过降液导向桶7对换热液相介质的导向作用，除杂后的换热液相介质从下部进入降液导向桶7，从上出口2排出，析出比重大的杂质从锥形底部的底部排出口5定期或连续排出。

优选的，为增加旋流离心效果，除杂后的换热液相介质从降液导向桶7上部采出后，可通过增设在换热器壳层8筒体上部的切线循环进口6进入换热器壳层8来增加旋流和调温效果、降低溶液浓度。

优选的，降液导向桶7可做成夹套型式，并与换热盘管9结合以增加换热面积，增强换热效果。

优选的，换热盘管9可以盘一圈或多圈，其盘管9螺旋方向可同向或相向。

为了解决上述技术问题，本发明提出的另一技术方案是：旋流混合降液自动除杂换热器可用于均四甲苯、对二甲苯冷凝连续结晶工艺流程中。