側向進料的降膜蒸發器的製作方法

2023-10-05 13:06:04 1

本發明涉及化工加熱設備領域，特別是涉及一種側向進料的降膜蒸發器。

背景技術：

豎管降膜蒸發器是直立式的圓形固定管板換熱器，作為一種高效蒸發設備以其特有的優點逐漸被廣泛應用於石油化工以及冶金、輕工、食品加工、醫藥、海水淡化、汙水處理等領域。由於降膜蒸發器進行的是膜狀蒸發，所以降膜蒸發器的熱交換強度和生產能力實質上決定於液體沿熱交換管上分布的均勻程度。所謂均勻分布不僅是指液體均勻地分布在全部管子上，還要沿每根管子周邊均勻分布並在整個管子長度上保持住。各管子間液體分布的不均勻會導致給料不足的管子「幹壁」和結垢現象而使其餘管子的液膜過厚，當液體不能均勻地分布在整個管表面時，也會出現類似的現象。為達到均勻分布的目的，在熱交換管的頂端採用不同形式的分布器，分布器的結構好壞將直接影響液體能否迅速、穩定地在管內壁成膜。性能優良的豎管降膜蒸發器液體分布必須滿足以下兩點。(1)操作可行性：保持分布器各流道暢通無阻，防止結垢、結晶、結焦、聚合、固化、沉澱、發泡、閃蒸、腐蝕等現象的產生而導致飛濺、霧化、夾帶、堵塞以致崩潰、倒塌而破壞了液體的正常流動和均勻分布。(2)分布均勻：足夠的分布點密度；分布點分布的幾何均勻性；淋降點間流量的均勻性。

專利公開號CN 102805949 A公開了一種切向進料的高效降膜蒸發器，該降膜殼體上設置一個進料口，在殼體中設置分流裝置，使液體分流到管板上，提高分布均勻性，由於液體從豎管降膜蒸發器頂部進口管碰撞擋板後有一個自軸心向周邊方向的分速度，所以液體將在 分布板上沿徑向向周邊聚集，使其邊緣上的液面高度高於中心部分，這樣會使管板邊緣上的管子的受液量較大，造成液體分布的不均勻。專利公告號為CN201387271Y公開了一種降膜蒸發器的液體分布裝置，包括進管口、總管、支管、上分布盤、拉杆、定距管、下分布盤和插頭分布器，在進口管下端連接一總管，總管的兩側設有支管，在每根支管徑向下部的範圍內設有液流孔；在總管和支管的下方設有上分布盤和下分布盤，上、下分布盤通過拉杆和定距管固定在上管板上，在位於上管板上的換熱管的頂端設有插頭分布器，此種結構的特點是，液體分布率高，成膜均勻，但物料通過總管以及兩側的支管時容易造成堵塞，且結構複雜，加工難度大，不易清洗，成本高。專利公開號CN102805949A公開了一種切向進料的高效降膜蒸發器，於管板上連接有環形擋圈，環形擋圈上部設置有傘狀分布器，所述環形擋圈與傘狀分布器的外圓周直徑均小於外罩的內徑，這樣設置分布器和環形擋圈雖然可以減緩液體的衝擊力，提高了換熱效果，但分布器和環形擋圈只用了很大比例的空間，直接減少了蒸發器的換熱面積。

綜上，以上幾種液體供給裝置的特點，插頭型分布器可以在單根管子內壁形成均勻的液膜，但流動阻力大，易堵管，安裝檢修不便，僅適用於處理清潔物料，不適用於處理不清潔的物料。

技術實現要素：

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提供一種適用於處理各種物料的側向進口的降膜蒸發器。

(二)技術方案

為了解決上述技術問題，本發明提供一種一種側向進料的降膜蒸發器，包括：殼體、管板、蒸發管、液體供給裝置，所述管板設置在所述殼體的上部；所述蒸發管為多個，多個所述蒸發管豎直排列在所述殼體中，且所述蒸發管的上端穿過所述管板；所述蒸發管的上端設 有導流裝置；所述液體供給裝置包括進液槽和分進料管，所述進液槽豎直設置在所述殼體的外壁上部，且環繞整個所述殼體，所述進液槽均勻設有多個分進料口，所述分進料口設置在所述進液槽的上側壁，所述分進料管的下端豎直穿過所述分進料口伸入所述進液槽中，且所述分進料管的下端靠近所述進液槽的底部；所述殼體設有多個與所述進液槽連通的溢流通道。

其中，所述分進料管可拆卸地安裝在所述進液槽上。

其中，所述進液槽中設有多個防衝板，多個所述防衝板均勻排列在所述進液槽的底部。

其中，所述防衝板上設有導通孔。

其中，所述防衝板的高度與所述進液槽的深度比為1/3～3/5。

其中，所述殼體的內壁設有一個溢流擋板，所述溢流擋板固定在所述殼體的內壁，所述溢流擋板與所述殼體內壁及管板形成布液通道。

其中，所述溢流擋板為圓筒，且截面呈類倒「L」字型。

其中，所述蒸發管均勻排列在所述殼體中。

(三)有益效果

本發明提供的側向進料的降膜蒸發器，結構簡單緊湊，有效地縮小了設備的高度；液體流通量大，操作、維護方便；使用該設備液體分布率高、布膜均勻、不易堵塞、易於清洗，可以增加蒸發管的布置數量，增加蒸發器的換熱面積。

附圖說明

圖1為本發明實施例的半剖結構正視圖；

圖2為本發明實施例的部分剖的俯視圖；

圖3為本發明實施例的防衝板示意圖。

圖中，1：管板；2：導流裝置；3：蒸發管；4：溢流擋板；5：溢流通道；6：進液槽；7：分進液管；71：法蘭盤；8：防衝板；81： 導通孔；9：總進料口；10：進料總管；11：殼體；12：支撐板；13：分進料口；20：液體供給裝置。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例，對本發明的具體實施方式作進一步詳細描述。以下實例用於說明本發明，但不用來限制本發明的範圍。

參照圖1和2所示，本發明的側向進料的降膜蒸發器，包括：殼體11、管板1、蒸發管3、液體供給裝置20。殼體11為圓筒狀，管板1設置在殼體11的上部，管板1上表面與殼體11頂端的部分構成布膜室。蒸發管3為多個，多個蒸發管3豎直排列在殼體11中，優選蒸發管均勻排列。蒸發管3的上端穿過管板1，在管板1上設置多個蒸發管孔，蒸發管3的上端從蒸發管孔中伸出，並使用焊接或漲接等方法與管板1密封連接。在蒸發管3的上端設有導流裝置2。液體供給裝置20包括進液槽6和多個分進料管7，本實施例中，進液槽6為一個內側開口的環形殼體槽，環形殼體槽的內徑與殼體11的外徑相同，進液槽6通過焊接豎直設置在殼體11的外壁上部，且環繞整個殼體11，進液槽6開口的一側以殼體11的外側壁作為共用的側壁。進液槽6均勻設有多個分進料口13，分進料口13的數量與分進料管7相同，用於安裝分進料管7，具體到本實施例，分進料口的數量為8個。分進料口13設置在進液槽6的上側壁，分進料管7的下端豎直穿過分進料口13伸入進液槽6中，且分進料管7的下端出口靠近進液槽6的底部。分進料管7用於與進料總管10連通，由進料總管10通過分進料管7向進料槽6中提供物料。殼體11設有多個與進液槽6連通的溢流通道5，溢流通道5為靠近進液槽6上側壁的堰口，常用的結構有矩形堰、V型堰和圓底矩形堰。

進一步的，分進料管7通過法蘭可拆卸地安裝在進液槽6上。具體的，分進料管7的外側壁焊接安裝一個法蘭盤71，法蘭盤71與進液槽6的上側壁通過螺栓組件連接在一起，可以根據需要進行拆卸。

進一步的，進液槽6中設有多個防衝板8，多個防衝板8均勻排列在進液槽6的底部，本實施例中，防衝板8的數量為16個。優選的，防衝板8的上沿高於分進料管7的下端出口。參照圖3所示，防衝板8上設有導通孔81，導通孔81的截面優選為圓形，其直徑為5-30毫米，優選10-20毫米。優選的，防衝板8的高度與進液槽6的深度比為1/3～3/5，例如防衝板8的高度為進液槽深度6的1/3、3/7、1/2和3/5。

進一步的，殼體11的內壁設有一個溢流擋板4，溢流擋板4為圓筒，且溢流擋板4的外徑小於殼體11的內徑。溢流擋板4通過多個長方形支撐板12固定在殼體11的內壁，且溢流擋板4的下沿高於管板1的上表面，溢流擋板4與殼體11內壁及管板1形成布液通道。布液通道的截面寬度小於殼體11內壁與蒸發管3的最小距離。

實施例2：

本實施例與實施例1基本相同，所不同之處在於：溢流擋板4為圓筒，其上端具有法蘭外沿，使溢流擋板截面呈類倒「L」字型，溢流擋板4的法蘭外沿與殼體11的內壁焊接在一起，形成布液通道。

本發明使用過程中，通過總進料口9將液體輸入，經進料總管10將液體分配給分進料管7。由於進液槽6設置在殼體11的外部，殼體11中的管板1到殼體頂端的距離大大縮短，布膜室的空間也大幅減小。如圖1中箭頭方向所示，液體從分進料管7進入進液槽6的底部，進液槽6的底部裝有防衝板8，防止液體進入進液槽6時的局部衝擊和攪動，防衝板8下部開有小孔可使進液槽6中的液體沿周向流動以減少其中的液面落差。液體從進液槽6由下至上緩慢地從溢流通道5溢流進入殼體11。由於進液槽6徑向環狀截面面積很大，此時的液體流速很小，有利於液體中的固體顆粒和絮狀物等髒物的沉降聚集到槽式液體供給裝置6的底部，避免了上述髒物進入蒸發管3影響傳熱。另外分進料管7與進液槽6為可拆卸結構，停工時可將分進料管7取下，可很方便地清理進液槽6的底部的汙垢，所述進液槽6的大流通面結構特別適用 於大液量和物料較髒的場合。相對溢流通道5裝有溢流擋板4使液體呈膜狀沿殼體11內壁流到管板1上。管板1上液體向上通過蒸發管導流裝置2進入蒸發管3。這樣有效的避免了液體輸入過快湧向蒸發管3，導致進料不均勻的缺陷。溢流擋板4僅僅佔用了管板1靠近殼體11的很小的空間，這樣可以增加蒸發管的布置數量，增加蒸發器的換熱面積。

(1)通過總進料口將液體輸入，經進料總管將液體分配給液體供給裝置，液體進入進液槽的底部，再通過與液體供給裝置的進液槽相連通的溢流通道溢流進殼體中，液體流動緩和，避免波動；

(2)進液槽的底部裝有防衝板，防衝板下部開有小孔可使進液槽中的液體沿周向流動以減少其中的液面落差；

(3)由於進液槽的徑向環狀截面面積很大，此時的液體流速很小，有利於液體中的固體顆粒和絮狀物等髒物的沉降聚集到槽式液體分布器的底部；

(4)分進料管與進液槽為可拆卸連接結構，停工時可將分進料口取下，可很方便地清理進液槽底部的汙垢；

(5)相對溢流通道裝有溢流擋板使液體呈膜狀沿殼體內壁流到管板上，管板上液體向上通過蒸發管導流裝置進入蒸發管，保持進料均勻。

以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。