切向逆流式換熱的二氧化硅水解爐制造技術

本實用新型專利技術一種切向逆流式換熱的二氧化硅水解爐，包括爐體，爐體的頂部有密封連接的爐蓋，爐蓋以及爐體底部皆為截圓錐面形狀的結構；爐體中有螺旋狀的冷卻管，冷卻管的上端與連接于爐蓋上的進料管密封連接，冷卻管的下端與連接于爐體底部的出料管密封連接；爐體底部有延切向連接的進氣管接頭，爐蓋上有延切向連接的出氣管接頭，所謂切向連接，是指管接頭的側面與所述截圓錐面相切連接，而且管接頭的軸線與爐體中心線的夾角等于冷卻管的螺旋狀結構的螺旋角。本實用新型專利技術具有逆流換熱、延長換熱冷卻的時間、避免高速氣體動能損失、使熱流體最有效地冷卻、利于二氧化硅水解爐小型化等優點。

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于二氧化硅水解爐
，具體涉及一種二氧化硅氣溶膠的冷卻裝置。
技術介紹
二氧化硅水解爐是二氧化硅生產裝置中最主要的設備之一。從噴嘴反應以后的氣溶膠在負壓力的作用下自上而下進入水解爐，在爐體內經過與作為冷卻介質的空氣換熱后，從爐體底部的出料口流出，氣溶膠得以降低溫度以適應后續工序的工藝要求。現有技術的水解爐，由于結構配置不夠合理，使得含有二氧化硅的混合熱氣體不能充分冷卻，不能滿足生產需要，另一方面也存在冷卻氣體及時間的浪費，增加了生產成本。例如中國專利ZL 201420489689.4，名稱為“二氧化硅水解爐”的技術專利，公開了了一種二氧化硅水解爐結構,包括帶夾套的爐體，該爐體的物料入口為斜切向進入，夾套的入口為斜切向進入，兩個斜切向正對。該專利的高溫二氧化硅氣溶膠從爐體的頂部進入爐體以與進入夾套中的冷卻空氣換熱，但是其爐體空腔呈上下直接貫通的結構，使得高溫二氧化硅氣溶膠在其中只流經極短的時間，然后就直接灌泄到爐底部流出，這種換熱的結構造成高溫二氧化硅氣溶膠在爐體內由于過流時間短，加上其換熱面積小，所以換熱效果差，高溫二氧化硅氣溶膠不能降溫到所需的溫度。
技術實現思路
本技術所要解決的技術問題是，克服現有技術的二氧化硅水解爐存在的高溫二氧化硅氣溶膠過流時間短，換熱面積小，換熱效果差的缺陷，提供一種過流時間較長、換熱面積較大、降溫好的二氧化硅水解爐。本技術的目的是通過下述技術方案予以實現的：一種切向逆流式換熱的二氧化硅水解爐，包括爐體，爐體的頂部有密封連接的爐蓋，爐蓋以及爐體底部皆為截圓錐面形狀的結構；爐體中有螺旋狀的冷卻管，冷卻管的上端與連接于爐蓋上的進料管密封連接，冷卻管的下端與連接于爐體底部的出料管密封連接；爐體底部有延切向連接的進氣管接頭，爐蓋上有延切向連接的出氣管接頭，所謂切向連接，是指管接頭的側面與所述截圓錐面相切連接，而且管接頭的軸線與爐體中心線的夾角等于冷卻管的螺旋狀結構的螺旋角。逆流式換熱簡稱逆流換熱，以下同。二氧化硅氣溶膠自上而下延冷卻管內流動，冷卻介質，即冷卻空氣自下而上在冷卻管的外部流動，兩者成逆流換熱關系配置，逆流換熱的優點是，當條件相同時，逆流換熱的對數平均溫差比其他所有的換熱方式都大，尤其是比順流換熱要大得多，逆流換熱能使熱流體最有效地冷卻。冷卻管按螺旋狀設置，極大地延長了二氧化硅氣溶膠流經的路程，也即延長了換熱冷卻的時間，換言之，對于同樣的換熱效果，就可使爐體的結構更緊湊，爐體的體積更小型化。冷卻管按螺旋狀設置，在螺旋狀的冷卻管中彎曲部位流動的高溫流體，其靠近截面中心部位流體的流速小于靠近截面外側部位的流體的流速，若稍有擾動，極易形成湍流效果，或者說，形成內外側流體混合交換，這對于較高溫度的流體流向壁面以提高換熱效果是很有利的。延切向連接的進氣管接頭，避免高速冷卻氣體直接碰撞爐壁造成動能損失，且使冷卻流體受爐壁面導向延斜向上方向螺旋式流動，即擴大與所述螺旋管的接觸時間，提高換熱效率。優選方案，進料管延切向與爐蓋連接，出料管延切向與爐體底部連接。優選方案，冷卻管并聯有2-3根。優選方案，所述2-3根并聯的冷卻管按多頭螺紋形式等分間隔設置。本技術的有益效果是：1、逆流換熱能使熱流體最有效地冷卻；2、極大地提高了二氧化硅氣溶膠流經的路程，也即延長了換熱冷卻的時間，可使爐體的結構更緊湊和小型化；3、利于冷卻管內形成湍流效果，提高換熱效果；4、切向連接的進氣管接頭，避免高速氣體動能損失，且使冷卻流體受爐壁面導向延斜向上方向螺旋式流動，提高換熱效率。附圖說明圖1是本技術一種實施例的結構示意圖。圖中，爐體1；爐體底部11；爐蓋2；冷卻管3；進料管4；出料管5；進氣管接頭6；出氣管接頭7。具體實施方式下面結合附圖和具體實施方案對本技術作進一步描述。實施例1：如圖1所示，一種切向逆流式換熱的二氧化硅水解爐，包括爐體1，爐體1的頂部有密封連接的爐蓋2，爐蓋2以及爐體底部11皆為截圓錐面形狀的結構；爐體1中有螺旋狀的冷卻管3，冷卻管3的上端與連接于爐蓋1上的進料管4密封連接，冷卻管3的下端與連接于爐體底部11的出料管5密封連接；截圓錐面形狀結構的爐體底部11側面有方向為切向的固定連接的進氣管接頭6，爐蓋2上有方向為延切向連接的出氣管接頭7，這里所說的切向連接，是指進氣管接頭6或出氣管接頭7與所述截圓錐面相貫連接，而且進氣管接頭6或出氣管接頭7的側面與所述截圓錐面相切連接，同時進氣管接頭6或出氣管接頭7的軸線與爐體1中心線的夾角等于冷卻管3的螺旋狀結構的螺旋角，為此也要求所述截圓錐面的錐角的一半要與所述螺旋角互為余角。進料管4延著切向與爐蓋2連接，出料管5延著切向與爐體底部11連接。工作時，高溫二氧化硅氣溶膠自上而下延冷卻管3內流動，冷卻空氣從進氣管接頭6進入爐體1。并自下而上在冷卻管3的外部流動，高溫二氧化硅氣溶膠與冷卻空氣兩者成逆流換熱關系配置，逆流換熱的優點是，當條件相同時，逆流換熱的對數平均溫差比其他所有的換熱方式都大，尤其是比順流換熱要大得多；逆流換熱能使熱流體最有效地冷卻。冷卻管3按螺旋狀設置，極大地提高了二氧化硅氣溶膠流經的路程，也即延長了換熱冷卻的時間，換言之，對于同樣的換熱效果，就可使爐體的結構更緊湊，爐體的體積更小型化。而且，冷卻管3按螺旋狀設置，在螺旋狀的冷卻管中彎曲部位流動的高溫流體，其靠近截面中心部位的流速和靠近截面外側部位的流體流速不同，極易形成內外側流體受擾動和混合交換，甚至形成湍流效果，這對于較高溫度的流體流向壁面提高換熱效果是很有利的。進氣管接頭6延切向連接，避免高速氣體直接碰撞爐壁造成動能損失，且使冷卻流體受爐壁面導向延斜向上方向螺旋式流動，即擴大與所述螺旋管的接觸時間，提高換熱效率。實施例2：螺旋方向相同的圓錐型螺旋管構成的冷卻管，共有2根，2根冷卻管順著爐體的周向錯開180°，再把2根冷卻管的上端通過過渡管并聯，然后與連接于爐蓋上的進料管密封連接；同樣，2根冷卻管的下端通過過渡管并聯，然后與連接于爐體底部的出料管密封連接。其余結構同實施例1。本技術適用于二氧化硅水解爐，具有逆流換熱、延長換熱冷卻的時間、管內管外都易形成湍流效果，切向連接的進氣管接頭，避免高速氣體動能損失、使熱流體最有效地冷卻、利于小型化等優點。本領域的技術人員如果對上述
技術實現思路
作簡單的修改或替換，這樣的改變不能認為是脫離本技術的范圍，所有這樣對所屬領域的技術人員顯而易見的修改將包括在本技術的權利要求的范圍之內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
切向逆流式換熱的二氧化硅水解爐，包括爐體，爐體的頂部有密封連接的爐蓋，其特征是，爐蓋以及爐體底部皆為截圓錐面形狀的結構；爐體中有螺旋狀的冷卻管，冷卻管的上端與連接于爐蓋上的進料管密封連接，冷卻管的下端與連接于爐體底部的出料管密封連接；爐體底部有延切向連接的進氣管接頭，爐蓋上有延切向連接的出氣管接頭，所謂切向連接，是指管接頭的側面與所述截圓錐面相切連接，而且管接頭的軸線與爐體中心線的夾角等于冷卻管的螺旋狀結構的螺旋角。

【技術特征摘要】
1.切向逆流式換熱的二氧化硅水解爐，包括爐體，爐體的頂部有密封連接的爐蓋，其特征是，爐蓋以及爐體底部皆為截圓錐面形狀的結構；爐體中有螺旋狀的冷卻管，冷卻管的上端與連接于爐蓋上的進料管密封連接，冷卻管的下端與連接于爐體底部的出料管密封連接；爐體底部有延切向連接的進氣管接頭，爐蓋上有延切向連接的出氣管接頭，所謂切向連接，是指管接頭的側面與所述截圓錐面相切連接，而且管接頭的軸線與...

【專利技術屬性】
技術研發人員：蔣衛兵，
申請(專利權)人：久江控股集團有限公司，
類型：新型
國別省市：上海;31