1.本實用新型屬于冶金生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氧化鋁溶出套管換熱器。

背景技術(shù)：

2.氧化鋁工藝中溶出及稀釋子項是其中一個重要的環(huán)節(jié)，而溶出套管是該子項中重要的設(shè)備。以往溶出及稀釋子項工藝過程為：脫硅礦漿

→

二次汽預熱段

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新蒸汽冷凝水預熱段

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新蒸汽加熱段

→

保溫溶出段

→

溶出閃蒸

→

溶出礦漿去稀釋。

3.目前原礦漿采用二次蒸汽對其進行預熱，二次汽接換熱器殼程，套管接管程，閃蒸器級數(shù)越多，溶出裝置越節(jié)省蒸汽。但用蒸汽加熱加大了整個工藝過程中對蒸汽的需求量。

4.上世紀80年代，德國納勃氧化鋁廠和利泊氧化鋁廠采用該工藝流程，每組管道化溶出裝置處理原礦漿量有40m3和80m3二種規(guī)格，該溶出裝置稱謂套管式管道化溶出器。原礦漿通過隔膜泵送入管道內(nèi)，與經(jīng)熔鹽(或蒸汽)加熱溶出后的高溫漿液進行套管熱交換，從而達到原礦漿預熱的目的。在礦漿預熱段內(nèi)，一般是外管為冷的原礦漿，內(nèi)管則為溶出后的高溫礦漿，這樣可以更好的對熱量進行回收。但是由于沒有合適的礦漿換熱設(shè)備，該技術(shù)沒有繼續(xù)應用。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

5.針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，針對德國套管式管道化溶出器進行分析研究后，為提高能源利用率、節(jié)能減排，對現(xiàn)有溶出套管進行改良，工藝改進了原有的加熱方式。本實用新型提供一種氧化鋁溶出套管換熱器，由原來的蒸汽加熱改為礦漿自加熱，設(shè)置有擴容防沖結(jié)構(gòu)，減少料漿對換熱器的沖蝕，延長使用壽命。

6.一種氧化鋁溶出套管換熱器，包括矩陣式布置的多個溶出套管，溶出套管包括外管、內(nèi)管、防沖結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)管設(shè)置在外管內(nèi)部；外管的兩端連接有端頭將外管端部與內(nèi)管外部封閉，端頭另一端通過錐段連接有法蘭，相鄰內(nèi)管間通過u型管連接并相通，并采用緊固件通過法蘭緊固；所述外管上開設(shè)有若干工藝管口，分別與礦漿的進口或出口的接管相連；所述防沖結(jié)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)管與外管間包括耐磨管、耐磨管支撐，所述耐磨管套設(shè)在內(nèi)管外部，對應礦漿進入的工藝管口位置，耐磨管支撐固定在耐磨管與外管之間。

7.所述內(nèi)管為三根，呈正三角形排列在外管內(nèi)部。

8.本實用新型的有益效果是：

9.1.本實用新型所提供的換熱器由原來的蒸汽或冷凝水加熱改為料漿加熱，溶出套管為雙層對流換熱設(shè)備；即殼程介質(zhì)為加熱后的料漿，管程介質(zhì)為冷礦漿，用熱料漿對冷料漿進行加熱。

10.2.通過本實用新型所提供的換熱器的應用，取消溶出閃蒸系統(tǒng)，大大簡化了工藝流程，節(jié)省工藝設(shè)備；該裝置大大減少了對蒸汽量的需求，使系統(tǒng)內(nèi)部熱量損失降低，達到節(jié)能減排效果。

11.3.本實用新型所提供的換熱器設(shè)置了擴容防沖結(jié)構(gòu)，減少料漿對換熱器內(nèi)管的沖

蝕，延長換熱管使用壽命。防沖結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，效果顯著，安裝方便，經(jīng)濟實用。

12.4.溶出套管的內(nèi)管與外管間設(shè)置有防沖結(jié)構(gòu)，即為殼程進料口部位提供了防沖、耐磨結(jié)構(gòu)，提高換熱器使用壽命。

附圖說明

13.圖1為本實用新型提供的換熱器的主視圖；

14.圖2為圖1的中左端部的局部放大圖；

15.圖3為本實用新型中的防沖結(jié)構(gòu)示意圖；

16.圖4為圖3的側(cè)視圖；

17.其中，

18.1-溶出套管，2-防沖結(jié)構(gòu)，3-殼程礦漿進口接管；4-外管；5-內(nèi)管；6-耐磨管；7-耐磨管支撐。

具體實施方式

19.為了更好的解釋本實用新型，以便于理解，下面結(jié)合附圖，通過具體實施方式，對本實用新型的技術(shù)方案和效果作詳細描述。

20.如圖1-2所示，一種氧化鋁溶出套管換熱器，用于氧化鋁工業(yè)溶出及稀釋工段，為氧化鋁工藝中重要設(shè)備之一，包括矩陣式布置的多個溶出套管1，溶出套管1包括外管4、內(nèi)管5、防沖結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)管5設(shè)置在外管4內(nèi)部；外管4的兩端連接有端頭將外管4端部與內(nèi)管5 外部封閉，端頭另一端通過錐段連接有法蘭，相鄰內(nèi)管5間通過u型管連接并相通，并采用緊固件通過法蘭緊固。所述外管4上開設(shè)有若干工藝管口，用于與礦漿的進口或出口的接管相連，或相鄰的外管間的連接，相鄰的兩個外管間通過u型管連接。本實施例中，所述內(nèi)管 5為三根，呈正三角形排列在外管4內(nèi)部，并滿足一定管間距，所述一定管間距按gb/t151-2014 《熱交換器》6.3.1.2中表6-2換熱管中心距計算。

21.由于套管殼程進料由蒸汽改為礦漿，其對內(nèi)管5的沖蝕大大加劇，對內(nèi)管5的腐蝕非常嚴重，為了緩解、保護內(nèi)管5不被腐蝕破壞，保證使用壽命，所述換熱器設(shè)置有防沖結(jié)構(gòu)2，對內(nèi)管5起到保護、防止沖蝕的作用。如圖3-4所示，所述防沖結(jié)構(gòu)2設(shè)置在內(nèi)管5與外管4 間，包括耐磨管6、耐磨管支撐7，本實施例中所述耐磨管采用硬質(zhì)合金；所述耐磨管6套設(shè)在內(nèi)管5外部，對應礦漿進入的工藝管口位置，耐磨管支撐7固定在耐磨管6與外管4之間。防沖結(jié)構(gòu)2使礦漿不能直接沖蝕到內(nèi)管5上，而是沖刷在耐磨管6上，而后由徑向沖刷改為軸向流動，進而起到對內(nèi)管5保護、不受到嚴重腐蝕的作用。

22.本實施中所述外管4上開設(shè)有兩個工藝管口。

23.換熱時，內(nèi)管5內(nèi)通入冷礦漿，冷礦漿在矩陣式的溶出套管1內(nèi)流動，具有一定熱量的礦漿從殼程礦漿進口接管3進入到換熱器內(nèi)部，礦漿經(jīng)過殼程礦漿進口接管3沖刷在耐磨管 6上，然后由沿著殼程礦漿進口接管3的徑向沖刷改為沿著內(nèi)管5外部軸向沖刷，與內(nèi)管5 內(nèi)部的冷礦漿進行熱交換，最后從外管4上與礦漿出口的接管相連接的工藝管口流出。

技術(shù)特征：

1.一種氧化鋁溶出套管換熱器，其特征在于：包括矩陣式布置的多個溶出套管，溶出套管包括外管、內(nèi)管、防沖結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)管設(shè)置在外管內(nèi)部；外管的兩端連接有端頭將外管端部與內(nèi)管外部封閉，端頭另一端通過錐段連接有法蘭，相鄰內(nèi)管間通過u型管連接并相通，并采用緊固件通過法蘭緊固；所述外管上開設(shè)有若干工藝管口，分別與礦漿的進口或出口的接管相連；所述防沖結(jié)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)管與外管間包括耐磨管、耐磨管支撐，所述耐磨管套設(shè)在內(nèi)管外部，對應礦漿進入的工藝管口位置，耐磨管支撐固定在耐磨管與外管之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種氧化鋁溶出套管換熱器，其特征在于：所述內(nèi)管為三根，呈正三角形排列在外管內(nèi)部。

技術(shù)總結(jié)

本實用新型涉及一種氧化鋁溶出套管換熱器，包括矩陣式布置的多個溶出套管，溶出套管包括外管、內(nèi)管、防沖結(jié)構(gòu)，所述內(nèi)管設(shè)置在外管內(nèi)部；外管的兩端連接有端頭將外管端部與內(nèi)管外部封閉，端頭另一端通過錐段連接有法蘭，相鄰內(nèi)管間通過U型管連接并相通，并采用緊固件通過法蘭緊固；所述外管上開設(shè)有若干工藝管口，分別與礦漿的進口或出口的接管相連；所述防沖結(jié)構(gòu)設(shè)置在內(nèi)管與外管間，包括耐磨管、耐磨管支撐，所述耐磨管套設(shè)在內(nèi)管外部，對應礦漿進入的工藝管口位置，耐磨管支撐固定在耐磨管與外管之間。本實用新型由原來的蒸汽加熱改為礦漿自加熱，設(shè)置有擴容防沖結(jié)構(gòu)，減少料漿對換熱器的沖蝕，延長使用壽命。延長使用壽命。延長使用壽命。

技術(shù)研發(fā)人員：楊林 邱峰 邢國春 王薇

受保護的技術(shù)使用者：東北大學設(shè)計研究院（有限公司）

技術(shù)研發(fā)日：2021.07.26

技術(shù)公布日：2022/2/8