本發(fā)明涉及冷卻器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型二氧化碳冷卻裝置。

背景技術(shù)：

現(xiàn)如今尿素的制造一般采用二氧化碳?xì)馓岱üに?，二氧化碳?xì)馓崮蛩匮b置由以下工序組成：高壓圈包括尿素合成塔、氣提塔、甲銨冷凝器、高壓洗滌器和高壓噴射器；真空蒸發(fā)系統(tǒng)包括了兩段真空蒸發(fā)和冷凝系統(tǒng)，并設(shè)置了工藝?yán)淠禾幚砉ば颍婵照舭l(fā)后的尿液送入最終造粒工序。其主要工藝特點(diǎn)為在最佳氨碳比的條件下，使合成壓力降到最低，同時(shí)，在合成壓力下，用加熱的二氧化碳?xì)鈱?duì)甲銨液進(jìn)行氣提，分解的氨和二氧化碳在合成壓力下冷凝，冷凝時(shí)候產(chǎn)生的熱量(冷凝熱)可以用來產(chǎn)生蒸汽，產(chǎn)生的蒸汽可以在后續(xù)生產(chǎn)階段中分解和蒸發(fā)過程作為加熱蒸汽來使用，并作為蒸汽噴射器的動(dòng)力蒸汽以及提供系統(tǒng)保溫用。為了防止合成塔排氣形成爆炸性氣體，而采取了將二氧化碳?xì)怏w中氫脫除的方法，即二氧化碳?jí)嚎s機(jī)出口氣體先經(jīng)過氣體加熱器將氣體加熱，進(jìn)入脫氫反應(yīng)器(裝有催化劑)將混合的氫脫去，然后再將氣體冷卻的方法。二氧化碳?xì)馓岱üに嚺c氨氣提尿素工藝相比，氣提壓力較低，氣提效率高，因而該工藝流程僅需低壓分解，不需中壓分解也能滿足尿素裝置生產(chǎn)的要求。但是現(xiàn)有二氧化碳冷卻器效率較低，冷卻液利用率小，不利于大規(guī)模生產(chǎn)需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種新型二氧化碳冷卻裝置，采用水作為冷卻物質(zhì)，換熱溫差比室外冷凝時(shí)大，因而提高了循環(huán)的熱效率；具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方便實(shí)用的特點(diǎn)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種新型二氧化碳冷卻裝置，包括殼體1，所述的殼體1一側(cè)設(shè)置有管箱15，所述的管箱15頂部設(shè)置有二氧化碳入口13，管箱15內(nèi)部分隔成上下兩部分，上部分通過導(dǎo)向頭14與殼體1內(nèi)部的U型管10的一個(gè)管口相連通，下部分與U型管10的另一個(gè)管口相連通，管箱15下端安裝有二氧化碳出口17；所述的殼體1頂部靠近二氧化碳入口13處設(shè)置冷卻液出口11，所述的殼體1底部遠(yuǎn)離二氧化碳出口17處安裝有冷凝液進(jìn)口21；所述的殼體1頂部遠(yuǎn)離二氧化碳入口13處設(shè)置有放空口4；所述的殼體1靠近二氧化碳出口17處安裝有排液口19，冷卻液出口11、冷凝液進(jìn)口21、放空口4和排液口19均與U型管9不連通；所述的導(dǎo)向頭14的入口的管束前設(shè)置有保護(hù)擋板16。

所述的殼體1內(nèi)的上部、中部和下部分別設(shè)置有拉桿6，所述上部與下部的拉桿6上設(shè)置有長(zhǎng)定距管7，中部的拉桿6上設(shè)置有短定距管8，所述的長(zhǎng)定距管7與短定距管8之間間隔設(shè)置有折流板9和導(dǎo)向板5。

所述的冷卻液出口11伸入殼體1的內(nèi)部設(shè)置有緩沖擋板12；冷卻液出口11由對(duì)焊法蘭、接管和補(bǔ)強(qiáng)圈組成。

所述的殼體1與管箱15未連通端設(shè)置有橢圓型封頭2。

所述的U形管10上設(shè)置有進(jìn)行支撐和定位的支撐板3。

所述的二氧化碳進(jìn)氣口13與管箱15由焊接方式連接。

所述的殼體1的接管處設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)圈22。

所述的殼體1底部設(shè)置有鞍座自由端18和鞍座固定端20。

所述的支撐板3上有均勻排列的圓孔。

本發(fā)明的有益效果：

(1)本冷卻器采用水作為冷卻物質(zhì)，換熱溫差比室外冷凝時(shí)大，因而提高了循環(huán)的熱效率；

(2)構(gòu)造簡(jiǎn)單、制造成本低、價(jià)格便宜，能混合各種不同溫度的水、二氧化碳?xì)怏w，提高設(shè)備使用壽命；

(3)在結(jié)構(gòu)上與傳統(tǒng)冷卻器相比，添加了U形管10前面的導(dǎo)向頭14和緩沖擋板16，增大冷卻液和高溫二氧化碳?xì)怏w的接觸面積，提高了散熱效率；

(4)運(yùn)行監(jiān)視工作量小，U形管10和導(dǎo)向頭14將冷卻液和被冷卻介質(zhì)相互隔離，保證高溫二氧化碳?xì)怏w的冷卻。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的管箱剖視圖。

圖3為本發(fā)明的拉桿、定距管示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1所示：一種新型二氧化碳冷卻裝置，包括殼體1，所述的殼體1一側(cè)設(shè)置有管箱15，所述的管箱15頂部設(shè)置有二氧化碳入口13，管箱15內(nèi)部分隔成上下兩部分，上部分通過導(dǎo)向頭14與殼體1內(nèi)部的U型管10的一個(gè)管口相連通，下部分與U型管10的另一個(gè)管口相連通，管箱15下端安裝有二氧化碳出口17；所述的殼體1頂部靠近二氧化碳入口13處設(shè)置冷卻液出口11，所述的殼體1底部遠(yuǎn)離二氧化碳出口17處安裝有冷凝液進(jìn)口21；所述的殼體1頂部遠(yuǎn)離二氧化碳入口13處設(shè)置有放空口4；所述的殼體1靠近二氧化碳出口17處安裝有排液口19，冷卻液出口11、冷凝液進(jìn)口21、放空口4和排液口19均與U型管9不連通；所述的導(dǎo)向頭14的入口的管束前設(shè)置有保護(hù)擋板16。

所述的冷卻液出口11伸入殼體1的內(nèi)部設(shè)置有緩沖擋板12；冷卻液出口11由對(duì)焊法蘭、接管和補(bǔ)強(qiáng)圈組成。

所述的殼體1與管箱15未連通端設(shè)置有橢圓型封頭2。

所述的U形管10上設(shè)置有進(jìn)行支撐和定位的支撐板3。

所述的二氧化碳進(jìn)氣口13與管箱15由焊接方式連接。

所述的殼體1的接管處設(shè)置有補(bǔ)強(qiáng)圈22。

所述的殼體1底部設(shè)置有鞍座自由端18和鞍座固定端20。

所述的支撐板3上有均勻排列的圓孔。

如圖3所示：所述的殼體1內(nèi)的上部、中部和下部分別設(shè)置有拉桿6，所述上部與下部的拉桿6上設(shè)置有長(zhǎng)定距管7，中部的拉桿6上設(shè)置有短定距管8，所述的長(zhǎng)定距管7與短定距管8之間間隔設(shè)置有折流板9和導(dǎo)向板5。

所述的拉桿6用來固定折流板9和導(dǎo)向板5，定距管7和8套在拉桿6上協(xié)同作用確定折流板9與導(dǎo)向板5的間距及位置。

一種新型二氧化碳冷卻裝置，用于對(duì)二氧化碳進(jìn)行冷卻并用于尿素及相關(guān)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)中，其結(jié)構(gòu)包括：如圖1所示，殼體1，主要起到對(duì)各個(gè)進(jìn)氣口、排氣口以及U形管10和管箱15的支撐與連接的作用；封頭2，主要是對(duì)殼體1內(nèi)的冷卻液進(jìn)行密封作用；支撐板3，其上有均勻排列的圓孔，通過過盈配合對(duì)U形管10進(jìn)行支撐和定位；放空口4，由對(duì)焊法蘭、接管和筋板焊接而成，可以在水壓測(cè)試時(shí)排放空氣，也可以排出需要隔離的氣液；導(dǎo)向板5，其作用是保證二氧化碳?xì)怏w呈S形流動(dòng)，在冷卻器內(nèi)更好的進(jìn)行熱交換，而且還起著固定U形管10的作用，以減輕U形管10在運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)；拉桿6和長(zhǎng)定距管7和短定距管8，連接方式見圖3，作用是固定折流板9和導(dǎo)向板5，使兩板保持一固定的距離；折流板9和U形管10過盈配合聯(lián)接，用來引導(dǎo)二氧化碳?xì)怏w流向，延長(zhǎng)氣體在U形管10中的滯留時(shí)間，從而使高溫氣體充分冷卻，提高熱交換效率；U形管10，由St45.8III高壓鍋爐管組成，放在圓筒形的冷卻器外殼1內(nèi)使二氧化碳?xì)怏w和冷卻液充分接觸；冷卻液出口11，由對(duì)焊法蘭、接管和補(bǔ)強(qiáng)圈組成，是冷卻器中冷卻液排出的位置；緩沖擋板12，作用是防止高溫二氧化碳?xì)怏w直接沖到正對(duì)入口的筒體或者其他內(nèi)件，一方面避免介質(zhì)沖蝕，一方面避免產(chǎn)生局部過熱引起溫差應(yīng)力；二氧化碳進(jìn)氣口13，與管箱15由焊接方式連接，是二氧化碳?xì)怏w進(jìn)入冷卻器的通道；導(dǎo)向頭14和管箱15由螺栓連接，盲板是中間不帶孔的法蘭，供封住管道堵頭用，和平面環(huán)貼合引導(dǎo)進(jìn)入的二氧化碳?xì)怏w沿著U形管10流動(dòng)，防止從出口處逸出；管箱15，見圖2所示，位于殼體右側(cè)和管程相連接的部分，由法蘭、管箱隔板、管箱蓋及封頭組成，管箱15蓋上有吊耳，和管箱15由雙頭螺栓連接固定，其作用是用于連接多個(gè)U形管10接口；隔板16作用是引導(dǎo)高溫二氧化碳?xì)怏w流入U(xiǎn)形管10；二氧化碳出氣口17由對(duì)焊法蘭和通管和箱體焊接連接，主要作用是收集經(jīng)過冷卻的二氧化碳?xì)怏w；鞍座自由端18，負(fù)責(zé)殼體1的支撐，并且可以滑動(dòng)，作用是減小設(shè)備微應(yīng)變時(shí)的附加約束力，更加減小附加熱應(yīng)力；排液口19通過法蘭盤與管道相連，作用是排出多余的冷卻液；鞍座固定端20負(fù)責(zé)殼體1的支撐和固定，由焊接方式和殼體1相連；冷凝液進(jìn)口21，通過焊接法蘭和接管連接，在殼體1與接管焊接處周圍貼焊補(bǔ)強(qiáng)圈22增加焊接的緊密性，作用是添加冷卻液。

本發(fā)明的工作原理：

本冷卻器適用于采用二氧化碳?xì)馓岱ㄉa(chǎn)尿素的高壓二氧化碳冷卻器，該冷卻器采用圓筒形外殼1，用專用鋼鐵鑄造而成，外殼1上部用焊接法蘭連接管板作為冷卻液排出口11，下方有冷卻液輸入口21，高溫的二氧化碳從二氧化碳入口13進(jìn)入分隔開的管箱15一側(cè)，經(jīng)過導(dǎo)向頭14的引導(dǎo)再流入U(xiǎn)型管10中，U型管10在冷卻器內(nèi)的蒸汽空間與冷卻液進(jìn)行熱交換并且釋放熱量，經(jīng)過冷卻的二氧化碳?xì)怏w經(jīng)U形管10冷卻最終從冷卻器的二氧化碳出口17流出。為了增大冷卻液的冷卻系數(shù)，在冷卻器內(nèi)裝有流體導(dǎo)向板5和折流板9，它使冷卻液呈S型流動(dòng)與管壁保持橫向沖刷。最后，被加熱的冷卻液從上方的冷卻液排出口11排出，提高了冷卻液的利用率。導(dǎo)向板5除了保證二氧化碳在冷卻器內(nèi)更好的進(jìn)行熱交換外，還起著固定U形管10的作用，以減輕U形管10在運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)。

為了保護(hù)二氧化碳?xì)怏w入口處的導(dǎo)向頭14免受高溫蒸汽流動(dòng)沖蝕而損壞，在入口的管束前加裝專門的保護(hù)擋板16，以分散蒸汽氣流，減少?zèng)_力又可將蒸汽均勻地分配到U形管10的各個(gè)部分。為了保持冷卻器中良好的冷卻條件，防止冷卻器內(nèi)U形管10及其他部件腐蝕和增強(qiáng)和冷卻液的溫度交換效果，在冷卻器上必須裝設(shè)排液口19，以及時(shí)排除不必要的冷卻液。