一种塔头冷凝器的制作方法

1.本实用新型涉及换热领域，具体涉及一种塔头冷凝器。


背景技术：

2.为了对精馏塔塔顶气相进行冷凝收集，在精馏塔上部安装的冷凝器一般是管壳式热交换器，有外置式和内置式两种，外置式的冷凝器是一个单独的冷凝器，通过管道与塔连接，称作塔顶冷凝器，内置式的称为塔头冷凝器。塔头冷凝器直接叠加在精馏塔顶部，通过法兰与塔身连接，重量由塔身承受，不需要管道连接，相比塔顶冷凝器该结构具备一定的合理性。
3.传统的塔头冷凝器是列管式结构，冷凝率较低，约30％，同时体积较大。
4.有鉴于上述现有技术存在的问题，本实用新型结合相关领域多年的设计及使用经验，辅以过强的专业知识，设计制造了一种塔头冷凝器，来克服上述缺陷。


技术实现要素：

5.对于现有技术中所存在的问题，本实用新型提供的一种塔头冷凝器，可以提高冷凝效率。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：一种塔头冷凝器，包括管程结构和壳程结构；
7.所述壳程结构包括筒体、筒体两端的管板和筒体与管板围成的空间；
8.所述管程结构包括设置在筒体两端的封头、位于筒体内且与封头和管板之间形成的空间连通的冷凝管组；
9.还包括位于精馏塔中的中心管，所述管程结构和壳程结构中的任意一个与所述中心管连通，所述管程结构和壳程结构中的另一个与冷媒通道连通。
10.优选的，所述冷凝管组设为多层缠绕的冷凝管。
11.优选的，所述中心管底部设有连接法兰，所述连接法兰与所述中心管之间设有变径过渡段。
12.优选的，所述管程结构与所述中心管连通时，所述中心管与所述筒体上端的封头和管板形成的空间连通，所述筒体下端的封头处设有冷凝液出口；
13.所述筒体上设有冷媒进管和冷媒出管，冷媒从冷媒进管进入筒体，对管程结构中的物质降温后经冷媒出管流出筒体。
14.优选的，所述冷凝液出口设置在所述筒体下端的封头底部或者是位于所述筒体下端封头中的中心管的侧壁上。
15.优选的，所述壳程结构与所述中心管连通时，所述中心管与所述筒体连通，所述筒体下方设有冷凝液出口；
16.与所述筒体两端连接的封头上分别设有冷媒进管和冷媒出管。
17.优选的，所述冷凝液出口设置在筒体下部的侧壁上或者是位于所述筒体下部的中
心管的侧壁上。
18.优选的，所述冷媒出管位置高于所述冷媒进管位置。
19.优选的，设置在所述中心管侧壁上的冷凝液出口设为若干回流孔。
20.优选的，与所述中心管连通的所述封头上或者是所述筒体上均设有放空口。
21.该实用新型的有益之处在于：
22.(1)本实用新型通过中心管将气相直接转移到冷凝空间的上方，降低了传统冷凝器底部的冷凝负担，提高了设备的整体冷凝利用率。
23.(2)本实用新型利用多层缠绕的冷凝管，冷凝率提高到95％，且其体积仅为传统列管冷凝结构的1/10。
24.(3)本实用新型中心管还可支撑多层缠绕的冷凝管，提高设备整体的结构强度。
25.(4)本实用新型面对气相杂质多的情况可以使中心管直接与壳程结构连通，可以降低阻塞管程结构冷凝管的风险。
附图说明
26.图1为一种塔头冷凝器实施例一的结构示意图；
27.图2为一种塔头冷凝器实施例二的结构示意图；
28.图3为一种塔头冷凝器实施例三的结构示意图；
29.图4为一种塔头冷凝器实施例四的结构示意图。
30.图中：1
‑
筒体、2
‑
封头、3
‑
管板、4
‑
冷凝管、5
‑
中心管、6
‑
变径过渡段、7
‑
连接法兰、8
‑
冷媒出管、9
‑
冷媒进管、10
‑
冷凝液出口、11
‑
放空口、12
‑
回流孔。
具体实施方式
31.为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
32.实施例一
33.作为本实用新型一典型实施例，如图1所示，一种塔头冷凝器，其可以直接叠加在精馏塔顶部，具体包括管程结构和壳程结构，壳程结构具体包括筒体1、筒体1两端的管板3和筒体1与管板3围成的空间；管程结构具体包括设置在筒体1两端的封头2、筒体1内且与封头2和管板3之间形成的空间连通的冷凝管组。
34.本实用新型冷凝管组设为多层缠绕的冷凝管4，多层缠绕的冷凝管4结构在实现相同冷凝效果的情况下，其效率大约能提高95％，而其体积仅为传统列管冷凝结构的1/10；
35.本实用新型还包括位于精馏塔中的中心管5，中心管5底部设有连接法兰7，连接法兰7与中心管5之间设有变径过渡段6，解决连接法兰7与中心管5直径不一致的问题；
36.为进一步提高设备的整体冷凝利用率，本实用新型管程结构与中心管5连通，具体的，中心管5与筒体1上端的封头2和管板3形成的空间连通，而筒体1下端的封头2处设有冷凝液出口10，筒体1上设有冷媒进管9和冷媒出管8，冷媒从冷媒进管9进入筒体1，对管程结构中的物质降温后经冷媒出管8流出筒体1，冷媒出管8位置高于冷媒进管9位置，使上方冷凝出管8位置的冷媒进行预冷，降低消耗。
37.精馏塔的气相通过连接法兰7并经过变径过渡段6进入中心管5，从中心管5上升到上方的封头2，然后再经过上方的管板3进入多层缠绕的冷凝管4内，在多层缠绕的冷凝管4
内冷凝并流下，冷凝液汇集至下方的封头2，通过下方的冷凝液出口10回流到精馏塔中。
38.实施例二
39.如图2所示，本实用新型冷凝液出口10还可以设置在筒体1下端的封头2中的中心管5的侧壁上，具体为在下方的封头2中的中心管5的侧壁上设置若干回流孔12，取消原本封头2底部的冷凝液出口10，这样冷凝液经过回流孔12回流到精馏塔内部，此时回流孔12由于不断流动冷凝液，形成液封，气相不会从回流孔12反向进入冷凝器。
40.实施例三
41.如图3所示，由于在实际应用时，可能面对气相杂质较多的情况，很容易堵塞实施例一、二的冷凝管4，因此本实用新型将中心管5的上方与筒体1连通，即壳程结构与中心管5连通，筒体1下方设有冷凝液出口10，筒体1两端的封头2处分别设有冷媒进管9和冷媒出管8，冷媒这次在管程结构中循环，同样的，此时的冷媒出管8位置高于冷媒进管9位置。
42.精馏塔的气相通过连接法兰7并经过变径过渡段6进入中心管5，从中心管5上升直接进入筒体1内，利用筒体1内的多层缠绕的冷凝管4实现气相向液相的转变，冷凝液汇集至筒体1下方，通过筒体1下方的冷凝液出口10回流到精馏塔中。
43.实施例四
44.如图4所示，本实用新型冷凝液出口10还可以设置在筒体1下部的中心管5的侧壁上，具体为在下部的筒体1中的中心管5的侧壁上设置若干回流孔12，取消原本筒体1底部的冷凝液出口10，这样冷凝液经过回流孔12回流到精馏塔内部，此时回流孔12由于不断流动冷凝液，形成液封，气相不会从回流孔12反向进入冷凝器。
45.本实用新型上述实施例在实际使用时，为了缓解压力，需要对未冷凝气体进行排空，因此在与中心管5连通的封头2上方或者是筒体1上方均设有放空口11。
46.应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型做各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本技术所附权利要求书所限定的保护范围之内。