直接燃燒式蒸發裝置及其操作工藝的製作方法
2023-04-28 13:51:36
專利名稱：直接燃燒式蒸發裝置及其操作工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及蒸發裝置，也涉及燃燒裝置。
背景技術：
以往，在諸如化工、食品等行業中應用的蒸發濃縮裝置，其加熱源大多來自燃油或燃煤鍋爐產生的蒸汽或熱導油，並由通入蒸發裝置的加熱室的蒸汽或熱導油對待濃縮物料進行加熱而蒸發濃縮，並析出溶質。
在此過程中，其總的熱效率是鍋爐熱效率和蒸發裝置熱效率之積；由於熱效率較低，故其能耗大、生產成本高。尤其是在用單個或少數幾個蒸發裝置對無機鹽的水溶液進行蒸發濃縮時，由於溶液沸點高，需要傳熱介質具有更高的溫度，在這種條件下使用高壓蒸汽鍋爐，更將導致設備成本和能耗成本增加。
發明內容
為了克服現有高壓蒸汽加熱的蒸發濃縮裝置存在的上述缺點，本發明提供一種直接燃燒式蒸發裝置及其操作工藝，以提高蒸發裝置的熱效率，降低燃料消耗和設備成本。
本發明解決其技術問題所採用的技術方案是一種直接燃燒式蒸發裝置，包括蒸發器、用管道與之連接的加熱室和循環泵，其特徵在於它還包括燃燒器和固液分離器；所述加熱室與其下部的燃燒器是連為一體的，燃燒器的焰煙道管貫通加熱室，加熱室中的燃燒器焰煙管道外圍為盛置待濃縮溶液的空間，加熱室的上部與固液分離器之間設有連接管道，固液分離器與蒸發器之間設有連接管道；所述蒸發器為上部呈圓筒形、下部呈倒置圓錐形的容器，該圓錐頂端接有帶閥門的物料排出管，蒸發器上設有從蒸發器近中心位置引出的與加熱室下部相接的溶液回流管道，該溶液回流管道上設有循環泵，固液分離器的下出口與循環泵到加熱器之間的溶液回流管道之間設有連接管道。
為了使待濃縮溶液流動順暢，所述加熱室呈圓筒形；所述加熱室與固液分離器的連接管道分別與加熱室和固液分離器內壁成切向連接；所述循環泵到加熱器的連接管道與加熱室內壁呈切向連接。為了使從固液分離器分出的固體順利回到加熱室，在循環泵到加熱室的管道上設有一縮徑噴咀，固液分離器下出口的連接管道與噴咀流向相垂直地接在噴咀旁側的管道上。為使在固液分離器中的固體不進入蒸發器，所述固液分離器頂部設有多孔過濾柵。所述固液分離器是旋流式固液分離器；所述固液分離器也可採用重力式保溫沉降器，該沉降器同蒸發器同為密閉系統。
由於上述直接燃燒式蒸發裝置是由燃料直接加熱待濃縮體的，其傳熱溫度差很大，極易在焰煙管外壁生垢和在管壁上形成氣膜層，而使傳熱係數降低，為避免產生垢層和氣膜層，本直接燃燒式蒸發裝置的操作工藝如下待濃縮溶液在加熱室中的流動速度高而形成湍流；在加熱室的待濃縮溶液中加有理化性能穩定的、比重與待濃縮溶液比重相當的固體顆粒，使之隨液流動而破壞垢和氣膜的生成條件，從而提高傳熱係數。
本發明的有益效果是，蒸發器的傳熱差Δt大，傳熱係數K提高；熱能利用率有較大提高，可節能15～20％；本直接燃燒式蒸發裝置低、常壓設備，投資較低，其運行可節省水處理和鍋爐用水，操作簡單。
下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。
圖1是現有蒸發裝置的結構示意2是本發明實施例的直接燃燒式蒸發裝置的結構示意中標號說明11蒸發器12加熱室 13循環泵14鍋爐P11、P12液體管道P13蒸汽管道21蒸發器22加熱室 23循環泵24燃燒器25固液分離器 26縮徑噴咀P20物料排出管P21、P22、P23、P24液體管道P25連接管道具體實施方式
本所已按上述技術方案設計並製作了一臺如圖2所示的直接燃燒式蒸發裝置，該裝置蒸發器21的加熱室22接在燃燒器24的上部而形成一體，燃燒器24的焰煙道貫通加熱室，直接對加熱室22中的待濃縮液加熱，故其溫度差Δt較高；由於加熱室22的溶液中加有比重與溶液相當的固體顆粒，它隨液體流動碰撞管壁，使管壁不易結垢和產生氣膜，故其傳熱係數較高。加熱室22中的溶液經上部管道P22與固液分離器21成切向相接，使溶液中的固體顆粒在離心力作用下旋轉下沉，使溶液經頂部濾過柵經管道P21切向進入蒸發器21，在旋轉條件下蒸發濃縮，使析出的溶質在離心力作用下迅速沉降進入出料管P20，而溶液則從蒸發器中心部進入管道P23入口，並在循環泵23的作用下，在縮徑噴咀26形成射流，在噴咀的側向形成一個負壓，使固液分離器25中下沉的固體顆粒經過出口連接管道P25和管道P24切向進入加熱器22形成循環。所述加熱器22內的燃燒器24的焰煙管出口與預熱器(圖中未示)相接，將待濃縮溶液預熱到延沸點後再進入加熱器22；蒸發器21的上出口接下一效蒸發器或冷凝器，以充分利用熱能，加速溶液濃縮。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，並非對本發明作任何形式上的限制，凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬於本發明技術方案的範圍內。
權利要求
1.一種直接燃燒式蒸發裝置，包括蒸發器、用管道與之連接的加熱室和循環泵，其特徵在於它還包括燃燒器和固液分離器；所述加熱室與其下部的燃燒器是連為一體的，燃燒器的焰煙道管貫通加熱室，加熱室中的燃燒器焰煙管道外圍為盛置待濃縮溶液的空間，加熱室的上部與固液分離器之間設有連接管道，固液分離器與蒸發器之間設有連接管道；所述蒸發器為上部呈圓筒形、下部呈倒置圓錐形的容器，該圓錐頂端接有帶閥門的物料排出管，蒸發器上設有從蒸發器近中心位置引出的與加熱室下部相接的溶液回流管道，該溶液回流管道上設有循環泵，固液分離器的下出口與循環泵到加熱器之間的溶液回流管道之間設有連接管道。
2.根據權利要求1所述的直接燃燒式蒸發裝置，其特徵在於所述加熱室呈圓筒形。
3.根據權利要求1所述的直接燃燒式蒸發裝置，其特徵在於所述加熱室與固液分離器的連接管道分別與加熱室和固液分離器內壁成切向連接。
4.根據權利要求1所述的直接燃燒式蒸發裝置，其特徵在於所述循環泵到加熱器的連接管道與加熱室內壁呈切向連接。
5.根據權利要求1所述的直接燃燒式蒸發裝置，其特徵在於在循環泵到加熱室的管道上設有一縮徑噴咀，固液分離器下出口的連接管道與噴咀流向相垂直地接在噴咀旁側的管道上。
6.根據權利要求1所述的直接燃燒式蒸發裝置，其特徵在於所述固液分離器頂部設有多孔過濾柵。
7.根據權利要求1或3或5或6所述的直接燃燒式蒸發裝置，其特徵在於所述固液分離器是旋流式固液分離器。
8.根據權利要求1或3或5或6所述的直接燃燒式蒸發裝置，其特徵在於所述固液分離器是重力式保溫沉降器，該沉降器與蒸發器同為密閉系統。
9.一種直接燃燒式蒸發裝置的操作工藝，其特徵在於，待濃縮溶液在加熱室中的流動速度高而形成湍流；在加熱室的待濃縮溶液中加有理化性能穩定的、比重與待濃縮溶液比重相當的固體顆粒，使之隨液流動而破壞垢和氣膜的生成條件，從而提高傳熱係數。
全文摘要
一種直接燃燒式蒸發裝置，包括蒸發器、用管道與之連接的加熱室和循環泵，其特徵在於它還包括燃燒器和固液分離器；加熱室與其下部的燃燒器是連為一體的，加熱室的上部與固液分離器之間設有連接管道，固液分離器與蒸發器之間設有連接管道；蒸發器為倒置圓錐形的容器，該圓錐頂端接有帶閥門的物料排出管，蒸發器上設有從近中心位置引出的與加熱室下部相接的溶液回流管道，該溶液回流管道上設有循環泵，固液分離器與循環泵到加熱器之間管道上設有連接管道。由於待濃縮溶液在蒸發裝置的加熱室中高速流動，且在溶液中加有比重相當的固體顆粒，故加熱室內壁不易形成垢和氣膜，熱效率高，這種低常壓設備特別適用於高沸點溶液的濃縮。
文檔編號B01D1/00GK1597035SQ0314429
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月18日 優先權日2003年9月18日
發明者李樹生, 李振亮 申請人:中鹽製鹽工程技術研究院