一种化工酯化反应余热回收装置的制作方法

1.本发明涉及化工酯化反应余热回收装置技术领域，具体涉及一种化工酯化反应余热回收装置。


背景技术：

2.蒸馏罐是化工酯化反应中用于对物料提纯工序的常用设备，例如在粗对苯二甲酸二辛酯生产工序中，会将原料导入至蒸馏罐内进行提纯工序。在蒸馏过程中，原料在罐体内腔底部受热形成蒸汽上涌，提纯之后的原料从罐体的底部排出。蒸馏罐的加热装置在蒸馏过程中直接对罐体内腔底部的原料进行加热以形成蒸汽。提纯后的原料从罐体底部排出之后其依然具有一定的温度，为了提倡节能环保的优点，并降低热源的损耗，需要将蒸馏之后残留的废热进行充分的回收，因此，本技术提出了一种化工酯化反应余热回收装置。


技术实现要素：

3.为解决上述技术问题，本发明提出一种化工酯化反应余热回收装置。
4.本发明的技术方案是这样实现的：一种化工酯化反应余热回收装置，包括直管式换热器、余热流体导入管、原料导入管和原料导出管，所述余热流体导入管连接蒸馏罐的出料管与直流式换热器的进料端，所述原料导入管用于向直管式换热器内导入待蒸馏的原料，所述原料导出管连接蒸馏罐的原料管；所述直管式换热器包括壳体、设置在壳体两端的端盖、设置在壳体内部两端的转盘、均匀穿设在两个转盘之间的换热管及等间距的套设在换热管上的折流板组件；所述折流板组件包括可转动的设置在壳体内壁面的封板、顺着直管式换热器的壳程内流体流动方向分布设置在封板内的上游板体和下游板体、设置在上游板体与下游板体之间用于锁紧上游板体与下游板体呈紧贴状态的弹性外摆式锁钩、设置在封板内表面用于锁钩在自身弹性作用下外摆将上游板体与下游板体切换至解锁状态的钩槽；其中：所述上游板体与下游板体之间沿轴向呈滑动配合，且所有的上游板体均连接有上游端贯穿位于上游的转盘的丝杆及导杆，且丝杆的螺牙上游端延伸至与封板的上游端平齐，下游板体用于插入换热管的插孔的下游端设置为斜面，且斜面内设置有多个喷射孔，所述壳体上对应于各个折流板组件的位置均设置有一个进水管，所述封板表面设置有与进水管相适配的进水口，壳体上的进水管共同连接在供水管路上，壳体内壁面设置有与封板相适配的容纳槽，且封板内径设置成与壳体内径相适配。
5.进一步地，所述丝杆的两端均转动设置在两个转盘上，且丝杆的端部设置有内六角槽；所述喷射孔设置成平行于换热管的状态，且上游板体的下游面上设置有当上游板体与下游板体紧贴时插入喷射孔内将喷射孔封堵的堵孔插杆。
6.进一步地，所述上游板体的下表面对应于每个换热管均设置有管套，且当上游板体与下游板体紧贴时，所述管套的下游端贯穿下游板体。
7.进一步地，所述弹性外摆式锁钩包括钩体和扭簧，钩体呈“l”形，其一端转动连接在下游板体上，钩体与下游板体的转动连接处设置有扭簧，扭簧为钩体的外摆提供作用力，且上游板体上设置有与钩体卡接的卡槽。
8.进一步地，所述钩槽设置成当钩体运动至其范围内并摆动至其内部之后，使得钩体与上游板体分离且钩体朝向上游板体的一端收纳在钩槽中。
9.进一步地，所述管套的下游端圆周面上及下板体下游端的外围接触壳体内壁面的部位均设置有向下游延伸的铲齿，且所述管套上的铲齿紧贴换热管的外表面，所述下游板体上的铲齿紧贴壳体的内表面，且管套上对应于相邻两个铲齿之间的部分设置有呈外拱状的引流部，且引流部位于管套上铲齿的上游，引流部与下游板体上对应的喷射口在管套圆周方向呈交错分布。
10.进一步地，所述端盖与壳体之间通过沿圆周方向等距分布的多个紧固螺栓连接，且转盘的外表面对应于各个紧固螺栓均设置有外连部，所述外连部的外侧端设置有用于紧固螺栓贯穿的通孔，所述端盖朝向壳体的一侧面对应于紧固螺栓的部位设置有用于容纳外连部的凹槽。
11.进一步地，所述折流板设置成其表面包括圆弧形面和平直面，使得平直面与壳体内壁之间形成流体通道，所述封板包括套设在圆弧面的环形部分及设置在环形部分内的用于覆盖在平直面表面的平直部分，所述进水口设置在圆弧部分上。
12.进一步地，沿壳程内流体运动方向第一个折流板组件中封板的上游端紧贴转盘设置，且排序为奇数的所有折流板组件的封板表面的进水口位于同一直线上，排序为偶数的所有折流板组件的封板表面的进水口位于同一直线上。
13.进一步地，所述进水管设置在壳体的底部，且进水管上设置有阀门。
14.本发明具有如下有益效果：1、本发明能够将蒸馏罐内底部蒸馏完成之后的原料在导出蒸馏罐之后，通过直管式换热器，将该导出的原料与即将导入蒸馏罐内的原料进行热量置换，以吸收排出蒸馏罐的原料余热对即将导入蒸馏罐内进行蒸馏的原料余热，实现余热的回收和利用。
15.2、本发明在实际运用过程中，通过对直管式换热器进行改进，并将传统的固定式折流板及固定换热管端部的端部设置成与壳体转动配合的转盘及折流板组件，同时，结合折流板组件设置丝杆和导杆，可利用上游板体和下游板体在壳体内的位移清除壳体内壁面及换热管表面的结垢，达到刮除结垢的效果。
16.3、本发明通过结合上游板体和下游板体设置封板，及在封板设置进水口并在壳体上对应于各个折流板组件均设置进水管，并在下游板体上设置喷射孔，能够在上游板体与下游板体对壳体内壁面及换热管表面刮除结垢之后，利用喷射孔喷出的水流并结合折流板组件的旋转切换流体通道的位置，使得刮除的结垢能够被冲刷至壳体内底壁汇聚并被冲向壳程出口排出壳体，彻底清理结垢。
附图说明
17.图1是本发明化工酯化反应余热回收装置的示意图；图2是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的整体示意图；图3是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的局部示意图；
图4是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的局部剖视图；图5是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的图4中的a处放大图；图6是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的图4中的b处放大图；图7是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的折流板组件的上游板体和下游板体的分离时的剖视图；图8是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的图7中的c处放大图；图9是是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的折流板组件中上游板体和下游板体的紧贴时的剖视图；图10是本发明化工酯化反应余热回收装置的直管式换热器的图9中的d处放大图。
实施方式
18.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参见图1至图10所示，本发明提供的化工酯化反应余热回收装置，包括直管式换热器、余热流体导入管1、原料导入管2和原料导出管3。
20.直管式换热器包括壳体5、设置在壳体5两端的端盖6、设置在壳体5内部两端的转盘7、均匀穿设在两个转盘7之间的换热管8及等间距的套设在换热管8上的折流板组件。
21.余热流体导入管1连接蒸馏罐4的出料管与直流式换热器的进料端，用于将蒸馏罐4排出的高温原料导入至直流式换热器中，作为热源。原料导入管2用于向直管式换热器内导入待蒸馏的原料，原料导出管3连接蒸馏罐4的原料管。以此，可在原料进入蒸馏罐4之前先经过直管式换热器与蒸馏罐4排出的原料进行热交换，吸收蒸馏罐4排出的原料的热量之后达到预热的效果，实现对蒸馏罐4排出的原料的余热的回收利用。其中：折流板组件包括封板9、上游板体10、下游板体11、弹性外摆式锁钩12和钩槽13。
22.壳体5内壁面转动设置有呈环形的容纳槽20，封板9转动安装在容纳槽20中，且封板9的内径设置成与壳体5内径相适配，使得封板9的内表面与壳体5内表面平齐。
23.上游板体10与下游板体11顺着壳程内流体流动方向依次滑动设置在封板9内，弹性外摆式锁钩12设置在上游板体10与下游板体11之间，其用于锁紧上游板体10与下游板体11呈紧贴状态。
24.具体而言，弹性外摆式锁钩12包括呈“l”形的钩体及驱动钩体外摆的扭簧。钩体的一端转动安装在下游板体11的上游侧面上，扭簧设置在钩体与下游板体11的转动连接处，上游板体10上开设有与钩体卡接配合的卡槽27。
25.钩槽13开设在封板9内表面，其用于锁钩在自身弹性作用下外摆将上游板体10与下游板体11切换至解锁状态。
26.具体而言，当钩体运动至钩槽13范围内时，在扭簧的作用下，钩体与卡槽27卡接的一端自动向外摆动至钩槽13中，此时，钩体与上游板体10分离，使得上游板体10与下游板体11解锁。
27.而在上游板体10向下游板体11一侧位移时，在上游板体10与下游板体11紧贴之后
再推动下游板体11向下游位移时，钩体被钩槽13的槽口下游端挤压，使得钩体向内摆动并重新与卡槽27卡接，自动将上游板体10与下游板体11锁紧在紧贴状态。
28.上游板体10与下游板体11之间沿轴向呈滑动配合的状态，具体地，上游板体10的下表面对应于每个换热管8均设置有管套22，换热管8在贯穿上游板体10时穿过管套22，且上游板体10与下游板体11紧贴时，管套22的下游端贯穿下游板体11。此时，下游板体11呈滑动套设在管套22上的状态。
29.两个转盘7之间转动安装有丝杆14和导杆15，丝杆14穿过所有的上游板体10及下游板体11，且丝杆14与上游板体10之间螺纹配合，导杆15与上游板体10之间滑动配合，使得旋转丝杆14可驱动上游板体10在壳体5内沿换热管8的表面沿长度方向位移。丝杆14的端部设置有内六角槽，通过插入扳手实现对丝杆14的旋转。
30.具体而言，上游板体10在壳体5内沿换热管8位移的过程中，上游板体10保持与下游板体11的紧贴状态推着下游板体11同步位移，此时，上游板体10与下游板体11与壳体5内壁面接触的部分可将壳体5内壁面上的结垢刮除，而管套22可将换热管8表面的结垢刮除。进而，可利用上游板体10和下游板体11在壳体5内的位移实现刮除壳体5内壁面结垢的功能。
31.此外，通过转盘7和封板9均与壳体5转动配合，可整体旋转换热管8和折流板组件，进而，利用折流板组件的整体转动可切换上游板体10与下游板体11对壳体5内壁面圆周方向刮除结垢位置的变化，可全方位刮除壳体5内的结垢。
32.进一步而言，下游板体11上用于插入换热管8的插孔的下游端设置为斜面，在本发明实施例中，下游板体11上用于插入换热管8的插孔实际上插入的是管套22。斜面内设置有多个喷射孔16，壳体5上对应于各个折流板组件的位置均设置有一个进水管17，封板9表面设置有与进水管17相适配的进水口18，壳体5上的进水管17共同连接在供水管路19上。
33.此时，通过旋转转盘7、换热管8及折流板组件整体，使得封板9在容纳槽20内转动，当进水口18与进水管17的出口呈错位状态时，封板9将进水口18封闭。当进水口18与进水管17连通时，进水管17内的水流可通过进水口18进入折流板组件中。
34.具体而言，折流板设置成其表面包括圆弧形面和平直面，使得平直面与壳体5内壁之间形成流体通道，封板9包括套设在圆弧面的环形部分及设置在环形部分内的用于覆盖在平直面表面的平直部分，且进水口18设置在圆弧部分上，丝杆14的螺牙上游端延伸至与封板9的上游端平齐。
35.此时，当旋转丝杆14驱动上游板体10和下游板体11在封板9内向上游位移的过程中，在钩体运动至钩槽13范围内时，上游板体10与下游板体11解锁。再继续旋转丝杆14，上游板体10继续向上游位移，而下游板体11停留在封板9中，使得上游板体10与下游板体11分离。
36.当上游板体10在丝杆14上向上游位移至封板9的上游端时，由于丝杆14的螺牙延伸至封板9的上游端平齐，上游板体10无法继续向上游位移。此时，封板9、上游板体10与下游板体11之间形成空腔，进水口18位于该空腔范围内。
37.进而，继续旋转丝杆14，丝杆14将无法继续自转，进而能够使得转盘7、换热管8及折流板组件整体转动，在此过程中，当进水口18与进水管17连通时，水流会进入到封板9、上游板体10及下游板体11形成的腔体中。
38.最终，水流会从喷射孔16喷出实现对每个换热管8的表面进行冲洗，以配合上游板体10和下游板体11对结垢的刮除作用，可将刮除的结垢冲刷脱离换热管8，并随着水流落入到壳体5内腔的底部汇聚。
39.进一步地，沿壳程内流体运动方向第一个折流板组件中封板9的上游端紧贴转盘7设置，此时，能够实现对换热管8表面和壳体5内壁面上的结垢全方位清理。且排血为奇数的所有折流板组件的封板9表面的进水口18位于同一直线上，排序为偶数的所有折流板组件的封板9表面的进水口18位于同一直线上。
40.此外，进水管17设置在壳体5的底部，且进水管17上设置有阀门。使得对于折流板组件而言，流体通道位于上方的折流板组件内的下游板体11会从喷射孔16喷出水流，与此同时，位于该喷射水流的折流板组件下游相邻的折流板组件的流体通道位于底部，进而使得汇聚在壳体5内底壁的结垢越过下游的折流板组件。以此，结合换热管8及折流板组件的整体旋转切换流体通道的位置，可实现将壳体5内汇聚的结垢从换热器的壳程出口排出，达到彻底去除结垢的效果。
41.同时，在结垢清理完毕之后，可放空封板9、上游板体10和下游板体11形成的腔体内的杂质、结垢和水流，进一步提高结垢清楚效果。
42.其中，喷射孔16设置成平行于换热管8的状态，且上游板体10的下游面上设置有当上游板体10与下游板体11紧贴时插入喷射孔16内将喷射孔16封堵的堵孔插杆21，使得当上游板体10与下游板体11呈紧贴状态时，堵孔插杆21将喷射孔16封堵并将喷射孔16内的堵塞物清除，防止喷射孔16堵塞。
43.进一步而言，管套22的下游端圆周面上及下板体下游端的外围接触壳体5内壁面的部位均设置有向下游延伸的铲齿23，且管套22上的铲齿23紧贴换热管8的外表面，下游板体11上的铲齿23紧贴壳体5的内表面。
44.由于上游板体10与下游板体11保持紧贴状态向下游位移，第一次对壳体5内壁面及换热管8表面清理结垢时，铲齿23能够提高铲除结构的效果。
45.管套22上对应于相邻两个铲齿23之间的部分设置有呈外拱状的引流部24，且引流部24位于管套22上铲齿23的上游，引流部24与下游板体11上对应的喷射口在管套22圆周方向呈交错分布。此时，引流部24能够对从喷射孔16喷射出的水流进行引流和导向，防止不同喷射孔16喷出的水流在离开喷射孔16的瞬间由于相互交叉喷射导致能量互损，影响冲刷效果。
46.此外，在喷射孔16内喷射水流的过程中，封板9、上游板体10与下游板体11之间的腔体被不断的供入水流，压力增加，此时，该压力转化为对下游板体11向下游的推力。此时，该推力配合引流部24能够时间从两侧固定下游板体11的位置的效果。确保上游板体10与下游板体11呈间隔最大距离的状态，并防止下游板体11向下游位移使得钩体从钩槽13内脱离，导致的上游板体10与下游板体11无法重新紧贴的现象出现。
47.其次，在结垢清理完毕之后，通过旋转丝杆14使得上游板体10在封板9内向下游位移，当上游板体10与下游板体11紧贴之后，上游板体10推动下游板体11在封板9内位移，使得钩体重新卡接至卡槽27中，将上游板体10与下游板体11锁紧在紧贴状态。
48.端盖6与壳体5之间通过沿圆周方向等距分布的多个紧固螺栓连接，且转盘7的外表面对应于各个紧固螺栓均设置有外连部25，外连部25的外侧端设置有用于紧固螺栓贯穿
的通孔，端盖6朝向壳体5的一侧面对应于紧固螺栓的部位设置有用于容纳外连部25的凹槽26。通过设置外连部25，将转盘7、换热管8及折流板组件整体更好的固定。此外，也可直接转动外连部25，驱动转盘7、换热管8及折流板组件整体转动，在转动后，利用紧固螺栓将其固定在转动后的状态。
49.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，包括直管式换热器、余热流体导入管（1）、原料导入管（2）和原料导出管（3），所述余热流体导入管（1）连接蒸馏罐（4）的出料管与直流式换热器的进料端，所述原料导入管（2）用于向直管式换热器内导入待蒸馏的原料，所述原料导出管（3）连接蒸馏罐（4）的原料管；所述直管式换热器包括壳体（5）、设置在壳体（5）两端的端盖（6）、设置在壳体（5）内部两端的转盘（7）、均匀穿设在两个转盘（7）之间的换热管（8）及等间距的套设在换热管（8）上的折流板组件；所述折流板组件包括可转动的设置在壳体（5）内壁面的封板（9）、顺着直管式换热器的壳程内流体流动方向分布设置在封板（9）内的上游板体（10）和下游板体（11）、设置在上游板体（10）与下游板体（11）之间用于锁紧上游板体（10）与下游板体（11）呈紧贴状态的弹性外摆式锁钩（12）、设置在封板（9）内表面用于锁钩在自身弹性作用下外摆将上游板体（10）与下游板体（11）切换至解锁状态的钩槽（13）；其中：所述上游板体（10）与下游板体（11）之间沿轴向呈滑动配合，且所有的上游板体（10）均连接有上游端贯穿位于上游的转盘（7）的丝杆（14）及导杆（15），且丝杆（14）的螺牙上游端延伸至与封板（9）的上游端平齐，下游板体（11）用于插入换热管（8）的插孔的下游端设置为斜面，且斜面内设置有多个喷射孔（16），所述壳体（5）上对应于各个折流板组件的位置均设置有一个进水管（17），所述封板（9）表面设置有与进水管（17）相适配的进水口（18），壳体（5）上的进水管（17）共同连接在供水管路（19）上，壳体（5）内壁面设置有与封板（9）相适配的容纳槽（20），且封板（9）内径设置成与壳体（5）内径相适配。2.根据权利要求1所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，所述丝杆（14）的两端均转动设置在两个转盘（7）上，且丝杆（14）的端部设置有内六角槽；所述喷射孔（16）设置成平行于换热管（8）的状态，且上游板体（10）的下游面上设置有当上游板体（10）与下游板体（11）紧贴时插入喷射孔（16）内将喷射孔（16）封堵的堵孔插杆（21）。3.根据权利要求1所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，所述上游板体（10）的下表面对应于每个换热管（8）均设置有管套（22），且当上游板体（10）与下游板体（11）紧贴时，所述管套（22）的下游端贯穿下游板体（11）。4.根据权利要求1所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，所述弹性外摆式锁钩（12）包括钩体和扭簧，钩体呈“l”形，其一端转动连接在下游板体（11）上，钩体与下游板体（11）的转动连接处设置有扭簧，扭簧为钩体的外摆提供作用力，且上游板体（10）上设置有与钩体卡接的卡槽（27）。5.根据权利要求4所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，所述钩槽（13）设置成当钩体运动至其范围内并摆动至其内部之后，使得钩体与上游板体（10）分离且钩体朝向上游板体（10）的一端收纳在钩槽（13）中。6.根据权利要求3所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，所述管套（22）的下游端圆周面上及下板体下游端的外围接触壳体（5）内壁面的部位均设置有向下游延伸的铲齿（23），且所述管套（22）上的铲齿（23）紧贴换热管（8）的外表面，所述下游板体（11）上的铲齿（23）紧贴壳体（5）的内表面，且管套（22）上对应于相邻两个铲齿（23）之间的部分设置有呈外拱状的引流部（24），且引流部（24）位于管套（22）上铲齿（23）的上游，引流部（24）与下游板体（11）上对应的喷射口在管套（22）圆周方向呈交错分布。
7.根据权利要求1所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，所述端盖（6）与壳体（5）之间通过沿圆周方向等距分布的多个紧固螺栓连接，且转盘（7）的外表面对应于各个紧固螺栓均设置有外连部（25），所述外连部（25）的外侧端设置有用于紧固螺栓贯穿的通孔，所述端盖（6）朝向壳体（5）的一侧面对应于紧固螺栓的部位设置有用于容纳外连部（25）的凹槽（26）。8.根据权利要求1所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，所述折流板设置成其表面包括圆弧形面和平直面，使得平直面与壳体（5）内壁之间形成流体通道，所述封板（9）包括套设在圆弧面的环形部分及设置在环形部分内的用于覆盖在平直面表面的平直部分，且所述进水口（18）设置在圆弧部分上。9.根据权利要求1所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，沿壳程内流体运动方向第一个折流板组件中封板（9）的上游端紧贴转盘（7）设置，且排序为奇数的所有折流板组件的封板（9）表面的进水口（18）位于同一直线上，排序为偶数的所有折流板组件的封板（9）表面的进水口（18）位于同一直线上。10.根据权利要求2所述的一种化工酯化反应余热回收装置，其特征在于，所述进水管（17）设置在壳体（5）的底部，且进水管（17）上设置有阀门。

技术总结
本发明提出了一种化工酯化反应余热回收装置，属于化工酯化反应余热回收技术领域。所述化工酯化反应余热回收装置，包括直管式换热器、余热流体导入管、原料导入管和原料导出管，所述余热流体导入管连接蒸馏罐的出料管与直流式换热器的进料端，所述原料导入管用于向直管式换热器内导入待蒸馏的原料，所述原料导出管连接蒸馏罐的原料管；所述直管式换热器包括壳体、设置在壳体两端的端盖、设置在壳体内部两端的转盘、均匀穿设在两个转盘之间的换热管及等间距的套设在换热管上的折流板组件。本发明具有回收利用化工酯化反应中蒸馏提纯工序所产生的余热。所产生的余热。所产生的余热。


技术研发人员：郑立训 郑凤
受保护的技术使用者：江西省郑顺环保助剂有限公司
技术研发日：2023.06.25
技术公布日：2023/9/20