CN203803501U - 一种用于分子筛再生的蒸汽加热器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种用于分子筛再生的蒸汽加热器，包括壳体、冷凝水入口、冷凝水出口和至少三组换热器，以及用于连通相邻两组换热器的连通器，所述连通器包括设置于所述换热器底部的第一连通器和设置于所述换热器顶部的第二连通器；和设置于所述第一连通器下端的排液管。本实用新型结构简单，工作阻力小，可以对蒸汽放热后产生的冷凝水进行二次利用，节约并避免了能量浪费，降低了换热成本，能够保证在任何状态下都能安全可靠的将冷凝水顺利排出，从而保护分子筛免受带水之害。
Description
技术领域
本实用新型涉及空分技术领域。具体地，本实用新型涉及分子筛技术，特别涉及一种用于分子筛再生的蒸汽加热器。
背景技术
空分技术目前被广泛应用于化工、冶金、电子、航空航天、机械制造、生物、医疗等多种领域。对空分装置长期安全稳定运行最为重要的是分子筛的高效利用，而蒸汽加热器对分子筛长效使用起到至关重要的作用。
蒸汽加热器作用是用蒸汽加热污氮气，使污氮气被加热至150℃以上，用于加热吸附器内的吸附剂，使其再生。蒸汽加热器外设置有卧式圆筒形的汽液分离器，将饱和冷凝液通过汽液分离后，阻汽排水，使饱和冷凝水回流进入蒸汽加热器进一步换热。
蒸汽加热器管程分左右两个部分，换热时，再生气先与左侧换热管换热（内部为冷凝水），然后与右侧换热管换热（内部为蒸汽），使再生气被加热到需要的温度。
然而，因为蒸汽加热器主要为立式结构，蒸汽加热器水侧（即左侧）存在U型弯管，如果蒸汽供应中断，底部冷凝水无法排出。若处在北方严寒地区，温度一旦达到0℃以下，蒸汽加热器底部冷凝水会凝结成冰，体积膨胀挤破换热管束，将造成蒸汽加热器泄漏；长期存水还易造成换热器锈蚀，使管壁变薄同样会造成泄漏。这都会给分子筛系统带来不可挽回的巨大损失。
因此，需要一种新型的蒸汽加热器结构，保证它能在任何状态下都可以安全可靠的将冷凝水顺利排出，从而保护分子筛免受带水之害。
实用新型内容
针对上述技术问题，本实用新型提供一种能够保证在任何状态下都能安全可靠的将冷凝水顺利排出，从而保护分子筛免受带水之害的蒸汽加热器。
本实用新型的上述目的是通过以下技术方案来实现的：一种用于分子筛再生的蒸汽加热器，该蒸汽加热器包括壳体、冷凝水入口、冷凝水出口和至少三组立式换热器，所述蒸汽加热器还包括：
用于将所述换热器依次串联连接的连通器，所述连通器包括位于换热器底部的第一连通器和位于换热器顶部的第二连通器；以及
设置于所述第一连通器下端的排液管。
在上述蒸发加热器中，所述排液管位于蒸汽加热器内部的部分为曲折的管道。
在上述蒸发加热器中，所述排液管位于蒸汽加热器内部的部分为横U型弯的管道。
在上述蒸发加热器中，所述排液管与壳体密封连接。
在上述蒸发加热器中，所述换热器为管式换热器。
在上述蒸发加热器中，所述冷凝水出口的温度为40～60℃。
在上述蒸发加热器中，通入所述冷凝水入口的冷凝水为蒸汽放热产生的冷凝水。
优选地，所述蒸汽为上述蒸汽加热器右侧换热管内部的蒸汽。
除非另有说明，在本实用新型中，换热器内冷凝水流向相同的位置相邻的若干个管道为一“组”。
除非另有说明，在本实用新型中，所述“横U型弯”是指“U”型的两个竖边横向放置时形成的形状，即将“U”型顺时针或逆时针旋转90度形成的形状。
本发明人通过大量研究后发现，本实用新型的蒸汽加热器在其间歇性投入使用时，一旦出现环境温度过低或蒸汽中断供应的情况，能够安全可靠的通过排液管进行排液，防止发生冻、堵等状况，保障换热设备的安全。
本实用新型的蒸汽加热器包括但不限于至少三组换热器，在设备运行的安全和稳定的前提下，本领域技术人员可以根据计算得到的所需受热面积和需要消减因换热膨胀产生的应力的大小来确定具体的换热器组数。
本实用新型并不对每组换热器的具体管道个数进行限制，应当理解，根据实际工况，凡是能够易于加工、装卸和能够实现上述安全和稳定的管道个数均能用于本实用新型。例如，当换热器为三组时，每组换热器管道个数可以分别为14个、11个和11个。
优选地，可以将排液管位于蒸汽加热器内部的部分设置成曲折例如横U型弯的管道，以消减管道存在的应力，防止因应力过大导致管道破裂。还可以将排液管与壳体相接触的位置（即排液管穿出壳体的位置）用填料密封，使两者密封连接，以防止加热时污氮气从管道缝隙溢出，造成加热气量不足。
与现有技术相比，本实用新型至少具有以下有益效果：
1、能够保证在任何状态下都能安全可靠的将冷凝水顺利排出，从而保护分子筛免受带水之害；
2、可以对蒸汽放热后产生的冷凝水进行二次利用，节约并避免了能量浪费，降低了换热成本；
3、结构简单，工作阻力小。
附图说明
以下，结合附图来详细说明本实用新型的实施方案，其中：
图1为本实用新型蒸汽加热器内部结构示意图。
附图标记说明：
1–冷凝水入口，2、4、5–换热器，3–第二连通器，6–第一连通器，7–冷凝水出口，8–排液管。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
实施例1
如图1所示，本实用新型的蒸汽加热器包括壳体（图中未示出，该壳体为密闭的外壳）、冷凝水入口1、冷凝水出口7和立式的管式换热器2、4、5，以及用于连通换热器2和4并设置于两者顶部的第二连通器3、连通换热器4和5并设置于两者底部的第一连通器6，以使换热器依次串联连接。所述第一连通器6下端还连接有排液管8，其位于蒸汽加热器内部的部分为曲折例如横U型弯的管道并与壳体密封连接。
工作时，将通过汽液分离器得到的来自于蒸汽放热后产生的冷凝水由冷凝水入口1通入蒸汽加热器中，刚开始投入使用时，必须使液面累积到300mm以上才能打开冷凝水外送调节阀，同时汽液分离器必须保温良好。操作时必须注意保持液面高度，防止汽液夹带对蒸汽加热器管板的冲蚀。
被加热的介质可以为从空分装置中得到的污氮气，该气体通过蒸汽加热器壳程进行加热。加热时，蒸汽加热器的参数可以按表1所示进行设置。
表1蒸汽加热器参数
| 被加热工质 | 加热工质 | |
| 工质 | 污氮气 | 冷凝水 |
| 通过气量 | 52500Nm3/h | 2.1～4.5t/h |
| 压力MPa（G） | 0.012 | 1.3 |
| 操作压力MPa（G） | 0.09 | 1.2 |
| 进口温度℃ | 21 | 100～120 |
| 出口温度℃ | ≥80 | 50～60 |
加热后，冷凝水出口7排放出的冷凝水的温度大概有20～40℃的温降，污氮气被加热到不低于80℃、压力为15KPa（G）左右至大气压力（101KPa左右）。通过对进入换热器的再生气（污氮气）进行加热，不仅可以节约加热再生气所需的能量，还可以使分子筛再生彻底，使它重新具有良好吸附性，为低温换热和精馏的稳定运行提供条件。
以上所述为本实用新型实施例，并非以此限定本实用新型保护范围，凡在本实用新型精神、原则内，所做的改进、等同替换等，均应包含在本实用新型保护范围内。
Claims (5)
1.一种用于分子筛再生的蒸汽加热器，该蒸汽加热器包括壳体、冷凝水入口、冷凝水出口和至少三组立式换热器，其特征在于，所述蒸汽加热器还包括：
用于将所述换热器依次串联连接的连通器，所述连通器包括位于换热器底部的第一连通器和位于换热器顶部的第二连通器；以及
设置于所述第一连通器下端的排液管。
2.根据权利要求1所述的蒸汽加热器，其特征在于，所述排液管位于蒸汽加热器内部的部分为曲折的管道。
3.根据权利要求1或2所述的蒸汽加热器，其特征在于，所述排液管位于蒸汽加热器内部的部分为横U型弯的管道。
4.根据权利要求1或2所述的蒸汽加热器，其特征在于，所述排液管与壳体密封连接。
5.根据权利要求1或2所述的蒸汽加热器，其特征在于，所述换热器为管式换热器。
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|---|---|---|---|---|
| CN109277093A (zh) * | 2018-11-07 | 2019-01-29 | 马鞍山马钢比欧西气体有限责任公司 | 一种分子筛再生气冷凝水排放方式的优化及回收系统 |
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