一种采用外循环加热的用于反应或分离的容器装置 【技术领域】
本发明涉及一种用于反应或分离的容器装置，特别涉及采用外循环加热的用于反应或分离的容器装置。
背景技术
在化工生产中，存在大量采用外循环加热用于反应或分离的容器装置，装置中的容器可以是釜或塔。通常被加热的物料由容器底部通过管道进入外置的换热器加热，然后通过管道由容器下部的容器壁进入容器内。物料在加热前后存在密度差，从而产生使出自容器底部的物料自动地经由换热器返回容器的动力，这被称为热虹吸。但一般说来仅利用热虹吸产生地动力使得物料自动循环流动，其流量是很难满足工艺要求的，在容器底部至换热器之间的管道中安装泵是常用的弥补方法。然而我们知道在化工设备中，泵这种动设备不仅增加能耗，而且增加日常的维护费用。
【发明内容】
本发明提供了一种新的采用外循环加热用于反应或分离的容器装置，该装置应用在装置中的物料因蒸发或反应而存在气相物料逸出的场合，它通过在容器中设置静设备构件来增加物料在容器与外置的换热器间进行循环流动的动力，从而解决仅利用热虹吸所产生的动力过小而导致流量不足这一技术问题。
以下是本发明解决上述技术问题的技术方案：
一种采用外循环加热的用于反应或分离的容器装置，该装置包括容器和外置的换热器，换热器的进口和出口分别通过管道与容器连接。容器为具有内外室的双室结构，内室位于容器的底部，容器中内室外部的连续空间为外室，内室顶部位于从容器底向上连续空间高度的1/2以下部位。容器连接换热器进口的管道连接口位于内室的底部，与内室相通；容器连接换热器出口的管道连接口位于容器下部的容器壁，与外室相通。内室与外室相互隔离，两者通过一种U形管相通，U形管与内室及外室的连接口均低于内室的顶部。
上述容器可以为填料塔，所述的内室位于塔的底部，内室的顶部位于塔底至填料底之间距离的1/2以下部位；上述容器或者为塔板塔，所述的内室位于塔的底部，内室的顶部位于塔底至第一块塔板之间距离的1/2以下部位；上述容器或者为釜，所述的内室位于釜底，内室的顶部位于釜底至釜顶之间距离的1/2以下部位。
上述内室可以由一外圆筒和一内圆筒构成，外圆筒和内圆筒同心地相套，外圆筒和内圆筒两者的筒壁间存在空间以形成通道。外圆筒下端敞开而上端由封盖封闭，它通过支架固定于容器壁或容器底部，且其下端高于容器底部。内圆筒的上端敞开而下端封闭并固定于容器的底部，内圆筒的上端高于外圆筒的下端，而低于外圆筒的封盖。外圆筒壁与容器壁之间的空间、外圆筒与容器底部之间的空间、外圆筒壁与内圆筒壁之间的空间依次构成一个截面为U形的环形通道，该环形通道即为所述连通内室与外室的U形管。
上述内室的顶部与外室的上部之间还可设置一连通管，连通管中带有节流阀。
本发明的关键在于装置中的容器为双室结构，两者通过U形管来连通，该U形管为液相物料的通道。工作时，存在于U形管中的物料形成了液封，加上连通管中节流阀的节流作用，使得内室与外室相互之间处于一种相对隔离的状态。一般说来，外室或内室液面上方空间的压力主要取决于空间体积、物料因蒸发或反应而产生的气相物料的逸出量，其中压力与空间体积成反比的关系，与气相物料的逸出量成正比的关系。当装置中的物料、温度、反应特性等因素确定后，气相物料的逸出量是可知的。如前所述，内室顶部位于从容器底向上连续空间高度的1/2以下部位，而内室的顶部愈往下，则外室中液面上方的空间愈大于内室中液面上方的空间。因此无论外室和内室中气相物料的逸出量存在等于、大于或小于的关系，只要调整内室顶部的设计高度和内室的投影设计面积，使外室液面上方的空间足够大于内室液面上方的空间，便可使内室空间的压力大于外室空间的压力，并存在足够的压力差。由于容器与外置换热器的进口和出口的连接口分别处于内室和外室，这种压力差便成为物料在容器与外置的换热器间进行循环流动的又一个动力，从而增加了物料的循环流量。
连通管连通了外.室液面上方的空间与内室液面上方的空间，通过调节连通管上的节流阀可以将内外室之间的压力差调整到合适的数值。
与现有技术相比，本发明只在容器中增加了静设备构件，从而利用装置中的物料因蒸发或反应而存在气相物料的逸出产生的压力来作为推动物料循环流动的又一个动力，弥补了仅利用热虹吸所产生的使物料自动流动的动力过小而很难满足一般的工艺要求这一缺陷。
下面将通过具体的实施方案对本发明作进一步的描述。
【附图说明】
附图1展示了本发明应用于一种间歇式反应釜的实施方案，图为装置的剖面结构示意图；
附图2展示了本发明应用于一种填料式分离塔的实施方案，图为装置的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
由附图1展示的实施方案可见，该装置包括容器1即反应釜和外置的换热器2，换热器的进口和出口分别通过管道3和4与反应釜连接。反应釜为具有内外室的双室结构，内室5位于釜底，釜中内室外部的连续空间为外室6，内室顶部位于釜内高度的近1/2处。反应釜连接换热器进口的管道连接口7位于内室的底部，与内室相通；反应釜连接换热器出口的管道连接口8位于釜下部的釜侧壁，与外室相通。
内室由一外圆筒9和一内圆筒10构成，外圆筒和内圆筒同心地相套，外圆筒和内圆筒两者的筒壁间存在空间以形成通道。外圆筒下端敞开而上端由封盖封闭，它通过支架11固定于反应釜壁，其下端高于釜底。内圆筒的上端敞开而下端封闭并固定于釜底，内圆筒的上端高于外圆筒的下端，而低于外圆筒的封盖。外圆筒壁与反应釜壁之间的空间、外圆筒与反应釜底部之间的空间、外圆筒壁与内圆筒壁之间的空间依次构成一个截面为U形的环形通道12，内室与外室通过该环形通道相互连通。
内室的顶部与外室的上部之间有一连通管13，连通管中带有节流阀14。15是反应釜的进料口，16是反应釜的出料口。
由附图2展示的实施方案可见，该装置包括容器1即填料塔和外置的换热器2，换热器的进口和出口分别通过管道3和4与填料塔连接。填料塔的填料以下部分为具有内外室的双室结构，内室5位于塔底，填料塔的填料以下及内室外部的连续空间为外室6。内室的顶部位于塔底至填料底之间距离的近1/2处。填料塔连接换热器进口的管道连接口7位于内室的底部，与内室相通；填料塔连接换热器出口的管道连接口8位于塔下部的塔壁，与外室相通。
该实施方案内室的构造与附图1展示的实施方案是相同的。内室的顶部与外室的上部之间有一连通管13，连通管中带有节流阀14。15是填料塔的进料口，16是填料塔的出料口。