一种用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置

摘要

一种用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，本发明通过将分流管（21）设置在管程入口（11）的内缘面上，然后在分流管的下部设置复数个分流孔（22），可以将换热器前注入的液态水均匀的分布到全部的换热管束入口，使每个换热管束都能达到液态水的冲洗，有效避免结晶铵盐在换热管束入口位置堆积，造成堵塞或垢下腐蚀泄露等事故风险，充分达到注水的作用等，本发明具有结构简便，使用效果好等优点，适合大范围的推广和应用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种气液分布装置，具体涉及一种用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置。

背景技术

已知的，在加氢装置生产过程中，由于被处理原料中含有硫、氢、氯、氮等元素，会在加工过程中转化为铵盐，也就是氯化铵、硫化铵和硫氢化铵。生成的铵盐在随着气相反应产物，也就是高温气体进入换热器后，由于热量交换导致高温气体的温度降低，铵盐在气相介质中的溶解度降低，进而会有铵盐析出，形成结晶。

如图1、2所示，对于加氢装置而言，由于反应产物也就是高温气体02在进入换热管束16，也就是换热器的管程之后，与壳程的冷介质发生热量交换，进而温度降低形成低温气体03。在此过程中由于反应产物也就是高温气体02的温度降低，导致铵盐在高温气体02中的溶解度降低，进而形成析出结晶。而在实际生产中，析出的结晶铵盐13主要集中在换热器的换热管束16入口位置，结晶铵盐13不断地沉积于换热管束16入口，在换热器的管板15表面形成垢面，不仅影响换热效率、增加系统能耗，严重时还会堵塞换热管，造成流程中断、装置停工。同时，铵盐本身并不会造成太大的腐蚀，仅会带来堵塞的问题，但铵盐极易吸湿潮解，在有液态水01存在的条件下，在结晶垢下形成浓度极高的强酸性腐蚀环境，对金属基材造成极为严重的腐蚀，甚至造成穿孔泄露的恶性安全事故。

为避免这种现象，目前的加氢装置大多采用在换热器前注液态水01，期望用注入的液态水01来溶解和冲洗已经形成的结晶铵盐13，避免形成结晶铵盐13堆积。但目前常用的注水的方式为换热器管程入口前路管道内注液态水01，如图1所示。

然而由于加氢装置为高压反应条件，换热器类型多为浮头式换热器或U型管式换热器，此种结构类型的换热器工作压力高，可使用在加氢装置等高压力环境下。但由于此类换热器管程设置有隔板12将管程分隔为管程入口11和管程出口14，这种结构会导致气液混合物04自管程入口11进入后，由于惯性影响，液相会直接冲击到隔板12上，液态水01撞击到隔板12后溅射，而后分布于隔板12上方附近。而气相则会随管道及封头结构分布至各个换热管，也就是说产生气液分离，注入的大部分的液态水01仅流入位于下部的换热管束16，而上部的换热管束16不能得到充分的冲洗，造成上部及周边的换热管束16入口结晶铵盐13堆积，造成堵塞和腐蚀泄露的问题，如图2所示，不能充分达到注水的作用。

因此，急需提供一种能够改变现有换热器注水后气液分布不均匀现象的气液分布装置，进而将换热器前注入的液态水01均匀的分布到全部的换热管束入口。

发明内容

为克服背景技术中存在的不足，本发明提供了一种用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，本发明中的分流管可以将换热器前注入的液态水均匀的分布到全部的换热管束入口，使每个换热管束都能得到液态水的冲洗，有效避免结晶铵盐在换热管束入口位置堆积，造成堵塞或垢下腐蚀泄露等事故风险，充分达到注水的作用等。

为实现如上所述的发明目的，本发明采用如下所述的技术方案：

一种用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，包括分流管和分流孔，所述分流管为两端开口的管状结构，分流管的上部插接在换热器管程入口的内缘面上，在分流管中下部的外缘面上间隔设有复数个分流孔，所述各个分流孔分别朝向换热器的换热管束入口，分流管的下端开口朝向且靠近换热器的隔板形成所述的用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置。

所述的用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，所述分流孔为圆孔或锥形孔或异型孔中的任意一种。

所述的用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，所述分流孔设置为圆孔时，圆孔的直径不大于分流管内径的三分之一。

所述的用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，所述各个分流孔分别朝向位于管板中上部区域换热管束的入口。

所述的用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，所述分流管上部的外缘面与管程入口的内缘面过盈连接。

所述的用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，所述分流管的替换结构为分流管包括管体和连接法兰，在所述管体的上端设有连接法兰，所述连接法兰卡接在管程入口处，在分流管中下部的外缘面上间隔设有复数个分流孔。

采用如上所述的技术方案，本发明具有如下所述的优越性：

本发明通过将分流管设置在管程入口的内缘面上，然后在分流管的下部设置复数个分流孔，可以将换热器前注入的液态水均匀的分布到全部的换热管束入口，使每个换热管束都能达到液态水的冲洗，有效避免结晶铵盐在换热管束入口位置堆积，造成堵塞或垢下腐蚀泄露等事故风险，充分达到注水的作用等，本发明具有结构简便，使用效果好等优点，适合大范围的推广和应用。

附图说明

图1是现有加氢换热器前路注水整体示意图；

图2是图1的A向局部示意图；

图3是本发明的结构及其应用示意图；

图4是图3的B-B剖视结构示意图；

图5是本发明的工作状态示意图；

图6是图5的C-C剖视结构示意图；

图7是本发明的另一结构及其应用示意图；

在图中：01、液态水；02、高温气体；03、低温气体；04、气液混合物；11、管程入口；12、隔板；13、结晶铵盐；14、管程出口；15、管板；16、换热管束；21、分流管；22、分流孔。

具体实施方式

通过下面的实施例可以更详细的解释本发明，本发明并不局限于下面的实施例；

首先需要说明的是，本发明在描述结构时采用的“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、 “顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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。

结合附图3～7所示的一种用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置，包括分流管21和分流孔22，所述分流管21为两端开口的管状结构，分流管21的上部插接在换热器管程入口11的内缘面上，分流管21上部的外缘面与管程入口11的内缘面过盈连接或者直接将分流管21上部焊接在管程入口11的内缘面上，在分流管21下部的外缘面上间隔设有复数个分流孔22，所述分流孔22为圆孔或锥形孔或异型孔中的任意一种，各个分流孔22分别朝向换热器的换热管束入口，即各个分流孔22分别朝向位于管板15中上部区域换热管束的入口，分流管21的下端开口朝向且靠近换热器的隔板12形成所述的用于防止换热器结盐腐蚀的气液分布装置。

具体实施时，可以将分流管21中部的孔为上端大下端小的锥形孔，即分流管21上端的孔径大于分流管21下端的孔径。

结合附图5和6，本发明处于工作状态时，液态水01自换热器管程入口11前路管道开口注入，与高温气体02混合后形成气液混合物04，气液混合物04在进入分流管21后，由于分流管21圆筒结构的导向作用以及分流管21出口对应的隔板12对气相产生的阻挡，气液混合物04中的气相会被憋压，并在分流管21的内部形成一定的高压，而后从分流管21上的分流孔22喷射出。在喷射的同时，气液混合物04中的液相会被喷射的气相携带，一起形成气液混合物04的喷射。

优选的，分流孔22设置为圆孔，圆孔的直径不大于分流管21内径的三分之一，圆孔的直径不小于1mm，在此范围内设置的孔径会使气液混合物04以0～5m/s的速度由分流孔22喷射出。

由于分流管21上的分流孔22分别朝向换热管束入口中上部的不同区域，气液混合物04的喷射会均匀的覆盖全部换热管束入口的中上部。同时，由于分流管21的出口没有与隔板12完全连接，仍有部分气液混合物04自分流管21的出口流出，在撞击隔板12后形成气液混合物04的溅射，而后进入换热管束入口的下部。上述两个方面结合，使得注入的液态水01能够基本完全覆盖换热管束入口，也就是使得气相的高温气体02进入换热管16进行换热的同时，也能携带液相的液态水01对换热管束入口位置进行冲洗，从而避免结晶铵盐造成的堵塞和腐蚀泄露的问题。

附图7为本发明的另一种实施方式，在实际应用中，由于在管程入口11内部增加分流管21施工难度较大，且实施焊接后两层管状结构的结合强度在长周期使用后会降低，进而产生疲劳破坏，带来分流管21脱落的风险。因此，在实际实施方式上，可以采用如附图7所示的分流管21的结构，也就是所述分流管21的替换结构为分流管21包括管体和连接法兰，在所述管体的上端设有连接法兰形成整体式结构，所述连接法兰卡接在管程入口11处形成法兰对夹式安装形式，在分流管21中下部的外缘面上间隔设有复数个分流孔22。实施过程中，连接法兰可以是对夹式法兰盖，连接法兰与管体整体制造后，再整体放入管程入口11内，此技术方案也在本发明的保护范围之内。

本发明适合应用于现有换热器由于气液分布不均匀，造成换热管束入口结盐，引起腐蚀泄露的场合，同样也适用于其它类似的换热器结垢腐蚀的位置。

本发明未详述部分为现有技术。

为了公开本发明的发明目的而在本文中选用的实施例，当前认为是适宜的，但是，应了解的是，本发明旨在包括一切属于本构思和发明范围内的实施例的所有变化和改进。