CN118816578B - pph氢氟酸冷却塔热交换装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了pph氢氟酸冷却塔热交换装置，涉及热交换设备技术领域。包括冷却塔体，冷却塔体包括底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体，底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体连通设置，底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体均由外保护壳体和内筒体构成，内筒体插装于外保护壳体的内腔中，外保护壳体和内筒体之间设有冷却腔，底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体的冷却腔连通设置，冷却器的主冷却管、辅冷却管、内导流管和外导流管的内外双层设置，能够对氟化氢气体进行双重冷却，提高冷凝效率，内导流管和外导流管的底部开放式设置，使得冷凝于主冷却管和辅冷却管外壁的氟化氢液体与氟化氢气体分离，无需再次进行分离操作。

Description

pph氢氟酸冷却塔热交换装置

技术领域

本发明涉及热交换设备技术领域，具体为pph氢氟酸冷却塔热交换装置。

背景技术

无水氢氟酸即无水氟化氢，是一种用途广泛的化工产品，外观为无色发烟液体的99％以上的氢氟酸，在减压或高温下易气化，主要用作制取氟盐、氟卤烷烃、氟制冷剂、腐蚀玻璃、浸渍木材、电解元素氟等，氢氟酸在常压下沸点为19.5℃，因此常压流程的精馏塔、脱气塔塔顶冷凝器均需采用冷冻水进行冷凝。

目前企业在氢氟酸生产过程中通常采用简单的冷凝管进行冷凝，冷凝效率低；

另外，采用冷凝管对氢氟酸气体进行冷凝，冷凝后的氟化氢液体和氟化氢气体混合，需要进行气液分离操作，操作较为复杂。

因此我们对此做出改进，提出一种pph氢氟酸冷却塔热交换装置。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了pph氢氟酸冷却塔热交换装置，解决了现有技术中采用冷凝管进行冷凝，冷凝效率低下和冷凝后的氟化氢液体和氟化氢气体混合，需要进行气液分离操作的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：pph氢氟酸冷却塔热交换装置，包括冷却塔体，冷却塔体包括底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体，底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体连通设置，底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体均由外保护壳体和内筒体构成，内筒体插装于外保护壳体的内腔中，外保护壳体和内筒体之间设有冷却腔，底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体的冷却腔连通设置；

所述的拼合筒体拼合设置于底冷却筒体的上部，吸收筒体拼合设置于拼合筒体的上部；

所述的底冷却筒体的内腔固定设有冷却器，冷却器包括主冷却管、辅冷却管、内导流管和外导流管，辅冷却管设有多个，辅冷却管沿主冷却管的轴线周向均匀分布于主冷却管的外部，辅冷却管的两端与主冷却管的两端连通设置，内导流管套装于主冷却管的外部，辅冷却管设置于内导流管的外部，外导流管套装于内导流管的外部，多个所述的辅冷却管设置于外导流管的内腔中；

所述的主冷却管的前端与内导流管和外导流管的前端封闭固定设置，内导流管的前端外壁设有多个均匀分布的通气孔，通气孔与外导流管连通设置；

所述的主冷却管、内导流管和外导流管设置于吸收筒体的下部，辅冷却管的前端设置于吸收筒体的内腔中，辅冷却管的前端与吸收筒体的冷却腔连通设置。

作为一种优选的方案，所述的主冷却管的末端固定设有固定筒，固定筒的内腔中部固定设有导气管，主冷却管的末端固定设置于导气管中；

所述的内导流管的末端设有集气筒，集气筒为圆台型管体结构，导气管的上部设置于集气筒的内腔中；

所述的导气管的侧壁横向连通设有进气管，主冷却管的末端侧壁连通设有进水管，进气管和进水管的末端设置于底冷却筒体的外部；所述的底冷却筒体的外保护壳体底部侧壁连通设有出水管，出水管与冷却腔连通设置。

作为一种优选的方案，所述的底冷却筒体的底部设有底座，底座与底冷却筒体的外保护壳体固定连接设置，底座的上表面中部设有固定座A，底冷却筒体的内筒体紧密插装设置于固定座A中；

所述的固定座A的内腔中部固定设有储料筒，储料筒的上部固定设有固定座B，固定筒插装设置于固定座B中；

所述的储料筒的底部设有阀门，阀门设置于底座的底部；

所述的固定筒的底壁设有多个均匀分布的通孔，固定筒通过通孔与储料筒连通设置。

作为一种优选的方案，所述的内筒体、冷却器、固定筒、导气管、集气筒、进气管、进水管、固定座A、储料筒和固定座B均为pph材质。

作为一种优选的方案，所述的外保护壳体的内腔侧壁纵向设有多个均匀分布的凹槽，内筒体的外壁纵向设有多个均匀分布的插板，凹槽与插板一一对应设置，插板插装设置于凹槽中；

所述的插板外壁设有多个均匀部分的通孔，底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体的内筒体的插板重叠设置。

作为一种优选的方案，所述的外保护壳体的两端设有法兰盘，底冷却筒体、拼合筒体和吸收筒体通过法兰盘连接设置，底冷却筒体通过法兰盘与底座固定连接设置。

作为一种优选的方案，所述的底冷却筒体和拼合筒体的内筒体上端设有插环，拼合筒体和吸收筒体的内筒体下端设有插槽；

底冷却筒体的内筒体的插环与拼合筒体内筒体的插槽插装封闭设置；

拼合筒体的内筒体的插环与吸收筒体的内筒体的插槽插装封闭设置。

作为一种优选的方案，所述的吸收筒体的外保护壳体的上部通过法兰盘和封板封闭设置；

所述的吸收筒体的内筒体的两端封闭设置，吸收筒体的内筒体上部设有注水管，注水管设置于吸收筒体的外部，吸收筒体的内筒体的侧壁底部设有排水管，排水管设置于吸收筒体的外部；

所述的吸收筒体的内筒体的内腔底部设有单向气阀，单向气阀与底冷却筒体和拼合筒体的内筒体连通设置。

作为一种优选的方案，所述的吸收筒体的内筒体的内腔设有防护管，单向气阀设置于防护管的内腔中；

防护管的上部封闭设置，防护管的上端侧壁连通设有多个均匀部分支气管，支气管的末端设置于吸收筒体的内筒体的内腔下部；

所述的排水管、单向气阀、防护管和支气管均为pph材质。

本发明具有以下有益效果：

冷却器的主冷却管、辅冷却管、内导流管和外导流管的内外双层设置，能够对氟化氢气体进行双重冷却，提高冷凝效率；

利用氟化氢气体轻于空气的特性，将氟化氢气体长时间滞留于外导流管中，通过辅冷却管对氟化氢气体进行冷却，进一步提高冷凝效率；

内导流管和外导流管的底部开放式设置，使得冷凝于主冷却管和辅冷却管外壁的氟化氢液体与氟化氢气体分离，无需再次进行分离操作；

冷却器中的低温冰水对氟化氢气体进行冷却后，进入冷却腔中，保证内筒体的低温环境，防止氟化氢液体再次受热汽化，进而保证冷凝效率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

图1为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的整体结构示意图；

图2为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的底冷却筒体和冷却器结构示意图；

图3为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的冷却器结构示意图；

图4为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的冷却器剖面结构示意图；

图5为图4局部A的放大结构示意图；

图6为图4局部B的放大结构示意图；

图7为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的底座结构示意图；

图8为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的底冷却筒体结构示意图；

图9为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的拼合筒体结构示意图；

图10为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的吸收筒体结构示意图；

图11为本发明pph氢氟酸冷却塔热交换装置的吸收筒体的内筒体剖面结构示意图；

图中，1、冷却塔体；2、底冷却筒体；3、拼合筒体；4、吸收筒体；5、外保护壳体；6、内筒体；7、冷却腔；8、冷却器；9、主冷却管；10、辅冷却管；11、内导流管；12、外导流管；13、通气孔；14、固定筒；15、导气管；16、集气筒；17、进气管；18、进水管；19、出水管；20、底座；21、固定座A；22、储料筒；23、固定座B；24、阀门；25、凹槽；26、插板；27、法兰盘；28、插环；29、插槽；30、封板；31、注水管；32、排水管；33、单向气阀；34、防护管；35、支气管。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“开孔”、“上”、“下”、“厚度”、“顶”、“中”、“长度”、“内”、“四周”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例，请参阅图1至图11，本发明实施例提供一种技术方案：pph氢氟酸冷却塔热交换装置，包括冷却塔体1，冷却塔体1包括底冷却筒体2、拼合筒体3和吸收筒体4，底冷却筒体2、拼合筒体3和吸收筒体4连通设置，底冷却筒体2、拼合筒体3和吸收筒体4均由外保护壳体5和内筒体6构成，内筒体6插装于外保护壳体5的内腔中，外保护壳体5和内筒体6之间设有冷却腔7，底冷却筒体2、拼合筒体3和吸收筒体4的冷却腔7连通设置；

所述的拼合筒体3拼合设置于底冷却筒体2的上部，吸收筒体4拼合设置于拼合筒体3的上部；

所述的底冷却筒体2的内腔固定设有冷却器8，冷却器8包括主冷却管9、辅冷却管10、内导流管11和外导流管12，辅冷却管10设有多个，辅冷却管10沿主冷却管9的轴线周向均匀分布于主冷却管9的外部，辅冷却管10的两端与主冷却管9的两端连通设置，内导流管11套装于主冷却管9的外部，辅冷却管10设置于内导流管11的外部，外导流管12套装于内导流管11的外部，多个所述的辅冷却管10设置于外导流管12的内腔中；

所述的内导流管11的长度大于外导流管12的长度；

所述的主冷却管9的前端与内导流管11和外导流管12的前端封闭固定设置，内导流管11的前端外壁设有多个均匀分布的通气孔13，通气孔13与外导流管12连通设置；

所述的主冷却管9、内导流管11和外导流管12设置于吸收筒体4的下部，辅冷却管10的前端设置于吸收筒体4的内腔中，辅冷却管10的前端与吸收筒体4的冷却腔7连通设置。

所述的主冷却管9的末端固定设有固定筒14，固定筒14的内腔中部固定设有导气管15，主冷却管9的末端固定设置于导气管15中；

所述的内导流管11的末端设有集气筒16，集气筒16为圆台型管体结构，导气管15的上部设置于集气筒16的内腔中；

所述的导气管15的侧壁横向连通设有进气管17，主冷却管9的末端侧壁连通设有进水管18，进气管17和进水管18的末端设置于底冷却筒体2的外部；所述的底冷却筒体2的外保护壳体5底部侧壁连通设有出水管19，出水管19与冷却腔7连通设置。

所述的底冷却筒体2的底部设有底座20，底座20与底冷却筒体2的外保护壳体5固定连接设置，底座20的上表面中部设有固定座A21，底冷却筒体2的内筒体6紧密插装设置于固定座A21中；

所述的固定座A21的内腔中部固定设有储料筒22，储料筒22的上部固定设有固定座B23，固定筒14插装设置于固定座B23中；

所述的储料筒22的底部设有阀门24，阀门24设置于底座20的底部；

所述的固定筒14的底壁设有多个均匀分布的通孔，固定筒14通过通孔与储料筒22连通设置。

所述的内筒体6、冷却器8、固定筒14、导气管15、集气筒16、进气管17、进水管18、固定座A21、储料筒22和固定座B23均为pph材质。

所述的外保护壳体5的内腔侧壁纵向设有多个均匀分布的凹槽25，内筒体6的外壁纵向设有多个均匀分布的插板26，凹槽25与插板26一一对应设置，插板26插装设置于凹槽25中；

所述的插板26外壁设有多个均匀部分的通孔，底冷却筒体2、拼合筒体3和吸收筒体4的内筒体6的插板26重叠设置。

所述的外保护壳体5的两端设有法兰盘27，底冷却筒体2、拼合筒体3和吸收筒体4通过法兰盘27连接设置，底冷却筒体2通过法兰盘27与底座20固定连接设置。

所述的底冷却筒体2和拼合筒体3的内筒体6上端设有插环28，拼合筒体3和吸收筒体4的内筒体6下端设有插槽29；

底冷却筒体2的内筒体6的插环28与拼合筒体3内筒体6的插槽29插装封闭设置；

拼合筒体3的内筒体6的插环28与吸收筒体4的内筒体6的插槽29插装封闭设置。

所述的吸收筒体4的外保护壳体5的上部通过法兰盘27和封板30封闭设置；

所述的吸收筒体4的内筒体6的两端封闭设置，吸收筒体4的内筒体6上部设有注水管31，注水管31设置于吸收筒体4的外部，吸收筒体4的内筒体6的侧壁底部设有排水管32，排水管32设置于吸收筒体4的外部；

所述的吸收筒体4的内筒体6的内腔底部设有单向气阀33，单向气阀33与底冷却筒体2和拼合筒体3的内筒体6连通设置。

所述的吸收筒体4的内筒体6的内腔设有防护管34，单向气阀33设置于防护管34的内腔中；

防护管34的上部封闭设置，防护管34的上端侧壁连通设有多个均匀部分支气管35，支气管35的末端设置于吸收筒体4的内筒体6的内腔下部；

所述的排水管32、单向气阀33、防护管34和支气管35均为pph材质。

所述的注水管31连接有水路，排水管32设有阀门开关。

本发明的工作原理:

进水管18通入低温冰水，由于辅冷却管10的两端与主冷却管9的两端连通设置，低温冰水由主冷却管9和辅冷却管10的末端分别进入主冷却管9和辅冷却管10中，主冷却管9中的低温冰水经由辅冷却管10的前端流入辅冷却管10中，辅冷却管10中的低温冰水流入冷却腔7中，而后经由出水管19排出；

进气管17通入氟化氢气体，氟化氢气体通过导气管15进入集气筒16中，而后进入内导流管11中，由于氟化氢气体轻于空气，因此氟化氢气体在内导流管11中处于上升状态，氟化氢气体在上升过程中，经过主冷却管9的冷却，部分氟化氢气体冷凝于主冷却管9外壁上，而后流入固定筒14中，并经过固定筒14底部的通孔流入储料筒22中；

剩余氟化氢气体通过内导流管11上部的通气孔13进入外导流管12中，而由于氟化氢气体轻于空气，氟化氢气体不会沉降于外导流管12的底部，而是在进气管17的氟化氢气流推动下，由外导流管12的末端缓慢推出，且氟化氢气体滞留外导流管12内腔中，大量的氟化氢气体在辅冷却管10的冷却下，冷凝于辅冷却管10的外壁上，而后流入固定筒14中，并经过固定筒14底部的通孔流入储料筒22中；

而残留的少量氟化氢气体漂浮于吸收筒体4的底部，当达到预定气压后，氟化氢气体通过单向气阀33进入吸收筒体4的内筒体6中，此时内筒体6通过注水管31连接的水路填充有清水，氟化氢气体通过防护管34和支气管35进入清水中，并被清水吸收，当达到预定浓度后，排水管32的阀门开关打开，将溶液排出，并重新填充入清水；

而储料筒22中的氟化氢液体通过打开阀门24排出，另外，冷却腔7中流动的冷却氟化氢气体后的低温冰水能够再次利用冷却内筒体6，保证内筒体6的低温环境，防止氟化氢液体再次受热汽化。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.pph氢氟酸冷却塔热交换装置，其特征在于：包括冷却塔体（1），冷却塔体（1）包括底冷却筒体（2）、拼合筒体（3）和吸收筒体（4），底冷却筒体（2）、拼合筒体（3）和吸收筒体（4）连通设置，底冷却筒体（2）、拼合筒体（3）和吸收筒体（4）均由外保护壳体（5）和内筒体（6）构成，内筒体（6）插装于外保护壳体（5）的内腔中，外保护壳体（5）和内筒体（6）之间设有冷却腔（7），底冷却筒体（2）、拼合筒体（3）和吸收筒体（4）的冷却腔（7）连通设置；

所述的拼合筒体（3）拼合设置于底冷却筒体（2）的上部，吸收筒体（4）拼合设置于拼合筒体（3）的上部；

所述的底冷却筒体（2）的内腔固定设有冷却器（8），冷却器（8）包括主冷却管（9）、辅冷却管（10）、内导流管（11）和外导流管（12），辅冷却管（10）设有多个，辅冷却管（10）沿主冷却管（9）的轴线周向均匀分布于主冷却管（9）的外部，辅冷却管（10）的末端与主冷却管（9）的末端连通设置，内导流管（11）套装于主冷却管（9）的外部，辅冷却管（10）设置于内导流管（11）的外部，外导流管（12）套装于内导流管（11）的外部，多个所述的辅冷却管（10）设置于外导流管（12）的内腔中；

所述的主冷却管（9）的前端与内导流管（11）和外导流管（12）的前端封闭固定设置，内导流管（11）的前端外壁设有多个均匀分布的通气孔（13），通气孔（13）与外导流管（12）连通设置；

所述的主冷却管（9）、内导流管（11）和外导流管（12）设置于吸收筒体（4）的下部，辅冷却管（10）的前端设置于吸收筒体（4）的内腔中，辅冷却管（10）的前端与吸收筒体（4）的冷却腔（7）连通设置；

所述的主冷却管（9）的末端固定设有固定筒（14），固定筒（14）的内腔中部固定设有导气管（15），主冷却管（9）的末端固定设置于导气管（15）中；

所述的内导流管（11）的末端设有集气筒（16），集气筒（16）为圆台型管体结构，导气管（15）的上部设置于集气筒（16）的内腔中；

所述的导气管（15）的侧壁横向连通设有进气管（17），主冷却管（9）的末端侧壁连通设有进水管（18），进气管（17）和进水管（18）的末端设置于底冷却筒体（2）的外部；所述的底冷却筒体（2）的外保护壳体（5）底部侧壁连通设有出水管（19），出水管（19）与冷却腔（7）连通设置；

所述的底冷却筒体（2）的底部设有底座（20），底座（20）与底冷却筒体（2）的外保护壳体（5）固定连接设置，底座（20）的上表面中部设有固定座A（21），底冷却筒体（2）的内筒体（6）紧密插装设置于固定座A（21）中；

所述的固定座A（21）的内腔中部固定设有储料筒（22），储料筒（22）的上部固定设有固定座B（23），固定筒（14）插装设置于固定座B（23）中；

所述的储料筒（22）的底部设有阀门（24），阀门（24）设置于底座（20）的底部；

所述的固定筒（14）的底壁设有多个均匀分布的通孔，固定筒（14）通过通孔与储料筒（22）连通设置；

所述的内筒体（6）、冷却器（8）、固定筒（14）、导气管（15）、集气筒（16）、进气管（17）、进水管（18）、固定座A（21）、储料筒（22）和固定座B（23）均为pph材质。

2.根据权利要求1所述的pph氢氟酸冷却塔热交换装置，其特征在于：所述的外保护壳体（5）的内腔侧壁纵向设有多个均匀分布的凹槽（25），内筒体（6）的外壁纵向设有多个均匀分布的插板（26），凹槽（25）与插板（26）一一对应设置，插板（26）插装设置于凹槽（25）中；

所述的插板（26）外壁设有多个均匀部分的通孔，底冷却筒体（2）、拼合筒体（3）和吸收筒体（4）的内筒体（6）的插板（26）重叠设置。

3.根据权利要求1所述的pph氢氟酸冷却塔热交换装置，其特征在于：所述的外保护壳体（5）的两端设有法兰盘（27），底冷却筒体（2）、拼合筒体（3）和吸收筒体（4）通过法兰盘（27）连接设置，底冷却筒体（2）通过法兰盘（27）与底座（20）固定连接设置。

4.根据权利要求1所述的pph氢氟酸冷却塔热交换装置，其特征在于：所述的底冷却筒体（2）和拼合筒体（3）的内筒体（6）上端设有插环（28），拼合筒体（3）和吸收筒体（4）的内筒体（6）下端设有插槽（29）；

底冷却筒体（2）的内筒体（6）的插环（28）与拼合筒体（3）内筒体（6）的插槽（29）插装封闭设置；

拼合筒体（3）的内筒体（6）的插环（28）与吸收筒体（4）的内筒体（6）的插槽（29）插装封闭设置。

5.根据权利要求3所述的pph氢氟酸冷却塔热交换装置，其特征在于：所述的吸收筒体（4）的外保护壳体（5）的上部通过法兰盘（27）和封板（30）封闭设置；

所述的吸收筒体（4）的内筒体（6）的两端封闭设置，吸收筒体（4）的内筒体（6）上部设有注水管（31），注水管（31）设置于吸收筒体（4）的外部，吸收筒体（4）的内筒体（6）的侧壁底部设有排水管（32），排水管（32）设置于吸收筒体（4）的外部；

所述的吸收筒体（4）的内筒体（6）的内腔底部设有单向气阀（33），单向气阀（33）与底冷却筒体（2）和拼合筒体（3）的内筒体（6）连通设置。

6.根据权利要求5所述的pph氢氟酸冷却塔热交换装置，其特征在于：所述的吸收筒体（4）的内筒体（6）的内腔设有防护管（34），单向气阀（33）设置于防护管（34）的内腔中；

防护管（34）的上部封闭设置，防护管（34）的上端侧壁连通设有多个均匀部分支气管（35），支气管（35）的末端设置于吸收筒体（4）的内筒体（6）的内腔下部；

所述的排水管（32）、单向气阀（33）、防护管（34）和支气管（35）均为pph材质。