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反应容器及换热元件

  • 更新时间:  2020-10-12
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  • 简单描述
  • 根据腐蚀情况,选用各种金属材料制作,高压容器采用复合材料制作,可减少投资。为满足传热的需要,容器外一般带夹套,内部装有盘管,盘管一般不超过3组,带导流筒时盘管数量可以更多。当容器体积大于10m³时,内部传热元件可采用空心换热板,单位体积内的传热面积可提高1倍以上。
详细介绍

根据腐蚀情况,选用各种金属材料制作,高压容器采用复合材料制作,可减少投资。为满足传热的需要,容器外一般带夹套,内部装有盘管,盘管一般不超过3组,带导流筒时盘管数量可以更多。当容器体积大于10m³时,内部传热元件可采用空心换热板,单位体积内的传热面积可提高1倍以上。

 

多组盘管结构:

常见的内置换热元件,具有加工简单、投资小、耐高压等特点,反应器内盘管的面积一般不超过5㎡/m³,其传热能力已能满足90%以上的反应,但是不能满足大容积、有剧烈放热的化学反应,特别是在传热温差小的情况下。

 

 

多组盘管结构图

 

换热板结构(ZL,一种反应釜和换热板,ZL201420849938.6):

当多组盘管仍无法满足传热要求时,常规的设计会采用外循环+外置换热器的形式,传热能力可无限放大。然而这增加了装置的投资与能耗,而且外循环泵在高压和催化剂磨损下使用寿命比较短。因此,内置换热板是提高传热能力有效途径。

内置换热板一般安装在大于10m³的容器内部,数十块垂直的换热板均布在容器内,呈环状布置,换热板有一定的弧度且安装时有适当的后掠角,对流体的流动具有良好的导向作用。每块换热板均由两块金属板焊接制成,两块板之间留出蜂窝状的孔洞,冷却介质在内部流动带走反应热,蜂窝结构还大幅度增加了换热板的强度。这种换热形式可使传热面积大幅度增加到10㎡/m³以上,且传热系数比盘管明显提高。由于传热能力的大幅度增加,对传热温差的要求就降低了,换热板内就可采用温度较高的软水进行循环冷却,再采用普通工业循环水冷却软水成为可能,这种方法可根本解决反应器内换热元件内部结构的问题。总之,内置换热板技术使液相催化加氢装置的传热设计变得更加灵活。

与盘管相比,换热板的明显优势在于换热面积大,传热系数高,而且液体在轴向的流动衰减少,更利于催化剂的悬浮。

 

 

 

内置换热板

 

反应器内置盘管与换热板的流场对比图

 


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