一种集成式换热器的制作方法

1.本实用新型涉及化工换热设备技术领域，尤其涉及一种集成式换热器。


背景技术：

2.在氟化工行业，工业生产氟化氢气体及四氟化硅的气体净化过程中，都会产生大量的含氟硫酸。硫酸浓度一般在60％～80％之间，这一部分硫酸由于含有hf,而且浓度较低,对各种金属有着极强的腐蚀性,回收利用或储存都是各企业面临的实际问题。企业通常会对其进行加热蒸发，蒸发掉其中的氟，用以制备高浓度的浓硫酸。而含氟硫酸与硫酸相比，具有极强的腐蚀性，并且无论硫酸的浓度高低，因此在含氟硫酸的提纯蒸发工艺中，蒸发、换热等装置设备对抗热性、抗腐蚀性具有极高的要求。
3.聚四氟乙烯浸渍石墨材料具有良好的耐腐蚀性，并且也在化工行业得到了较为广泛的应用，但是其在高温条件下机械强度会大大降低，容易产生形变，会影响装置的密封效果，并且也给制造大型换热器带来了较大的困难。
4.碳化硅具有极高的耐腐蚀性能、抗氧化性能和耐冲蚀性能，是一种优良的耐腐蚀陶瓷材料，但受到目前工业条件和碳化硅自身物理属性的限制，其不能加工成为大型零部件，影响了其使用范围。
5.中国专利cn208282671u公开了一种碳化硅换热器管板以及碳化硅换热器，该碳化硅换热器管板，包括：管板本体和金属加强件。其中，管板本体由非金属材质制成。管板本体上设置有多个用于容置碳化硅管的管孔，多个管孔间隔设置。金属加强件设置在管板本体的内部，且每相邻的两个管孔之间均设置有金属加强件。通过在非金属材质制成的管板本体内设置金属加强件，增加了聚四氟乙烯材料管板高温高压工况下的机械强度，能够在一定程度上解决四氟管板高温容易产生形变和蠕变的问题。但是受聚四氟乙烯材质本身的影响，在与大量的含氟硫酸的直接接触下会出现被腐蚀的现象，在高温高压下也会存在一些形变的问题，并且并不利于制作大型换热器。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种集成式换热器，以解决现有换热器管板采用聚四氟乙烯材质使高温下易形变、易受腐蚀、受聚四氟乙烯材质影响无法生产大型换热器的问题。
7.为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案为：
8.本实用新型涉及一种集成式换热器，其包括壳体、换热单元和封头，其特征在于：所述的换热单元包括若干碳化硅换热管、折流板和碳化硅管板，所述的碳化硅管板设置两个且对应布置，若干碳化硅换热管安装在两个碳化硅管板之间，所述的折流板间隔安装在若干碳化硅换热管上；换热单元固定安装于壳体内部，壳体两端均密封安装有封头，换热单元至少设置两组。
9.优选地，壳体的两端均设有管板安装板，所述的换热单元设置3组，每组换热单元两端的碳化硅管板均固定安装在管板安装板上。
10.优选地，所述的3组换热单元三角布置，且每两组换热单元之间存在空隙。
11.优选地，所述的3组换热单元三角布置，且每两组换热单元之间紧密接触。
12.优选地，每根碳化硅换热管和碳化硅管板之间通过o型密封圈密封。
13.优选地，壳体的两端和封头之间均通过法兰盘连接。
14.优选地，碳化硅管板上设有若干安装碳化硅换热管的安装孔，安装孔间隔布置，任意相邻的三个安装孔的中心连线组成等边三角形。
15.优选地，所述的相邻的两个安装孔之间的距离为52mm。
16.优选地，所述的碳化硅管板凸出于管板安装板。
17.优选地，所述的封头包括上封头和下封头，上封头上设有出液口，下封头上设有进液口；壳体上部的侧壁上设有进气口，壳体下部的侧壁上设有出气口。
18.采用本实用新型提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：
19.1、本实用新型所涉及的集成式换热器，采用碳化硅管板替代了原先的聚四氟乙烯材质管板，碳化硅相比于聚四氟乙烯具有极高的耐腐蚀、抗氧化和耐冲蚀性能，提高了换热器设备整体的耐腐蚀和耐高温高压性能，不会产生形变。
20.2、本实用新型所涉及的集成式换热器，将2个以上的碳化硅换热单元集成到一个大型碳化硅换热器内部，各个换热单元相对独立，突破了原先因为聚四氟乙烯或碳化硅自身物理属性的影响而不能制作大型换热器的困难。
附图说明
21.图1是本实用新型所涉及的集成式换热器的剖视结构示意图；
22.图2是图1中a-a方向的截面示意图；
23.图3是换热单元的结构示意图。
24.图示说明：1-机壳，11-管板安装板，12-出气口，13-进气口，2-换热单元，21-碳化硅管板，22-碳化硅换热管，23-折流挡板，211-安装孔，3-上封头，31-出液口，4-下封头，41-进液口。
具体实施方式
25.为进一步了解本实用新型的内容，结合实施例对本实用新型作详细描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
26.请参阅图1～3，本实用新型涉及一种集成式换热器，其包括壳体1、换热单元2和封头，所述的换热单元2包括若干碳化硅换热管22、折流挡板23和碳化硅管板21，所述的碳化硅管板21设置两个且对应布置，若干碳化硅换热管22安装在两个碳化硅管板21之间，所述的折流挡板23间隔安装在若干碳化硅换热管22上；换热单元2固定安装于壳体1内部，壳体1两端均密封安装有封头3，壳体1两端均设有管板安装板11，所述的换热单元2设置3组，每组换热单元2两端的碳化硅管板21均固定安装在壳体1的两端的管板安装板11上。
27.请参阅图1～3，所述的3组换热单元2三角布置，且每组换热单元2之间存在空隙。每根碳化硅换热管22和碳化硅管板21之间通过o型密封圈密封。壳体1的两端和封头之间均通过法兰盘连接。碳化硅管板21上设有若干安装碳化硅换热管2的安装孔211，安装孔211间隔布置，任意相邻的三个安装孔211的中心连线组成等边三角形。所述的相邻的两个安装孔
211之间的距离为52mm。所述的碳化硅管板21凸出于管板安装板11。
28.请参阅图1，封头包括上封头3和下封头4，上封头3上端设有出液口31，下封头设有进液口41；壳体1上部设有进气口13，下部设有出气口12。
29.利用本实施例涉及的集成式换热器进行含氟硫酸的换热时，高温蒸汽通过进气口13进入壳体1内，壳体1内相邻的两块折流板23错开设置，增强高温蒸汽在壳体1内的湍流程度；含氟硫酸通过进液口41进入换热器后充满碳化硅换热管2，通过碳化硅换热管22与壳体1内的高温蒸汽进行充分的热交换，最后从出液口31排出完成换热的含氟硫酸。
30.本实施例涉及的集成式换热器，采用碳化硅管板替代了原先的聚四氟乙烯材质管板，碳化硅相比于聚四氟乙烯具有极高的耐腐蚀、抗氧化和耐冲蚀性能，提高了换热器设备整体的耐腐蚀和耐高温高压性能，不会产生形变；并且将3个碳化硅换热单元集成到一个大型碳化硅换热器内部，换热单元中的碳化硅管板为现有条件下能加工的最大尺寸管板，各个换热单元相对独立，突破了原先因为管聚四氟乙烯或碳化硅自身物理属性的影响而不能制作大型换热器的困难。
31.以上结合实施例对本实用新型进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍属于本实用新型的专利涵盖范围之内。