阻垢型水平管降膜蒸發器的製作方法
2023-10-05 13:04:44 1
本發明涉及化工機械領域，具體涉及一種阻垢型水平管降膜蒸發器。
背景技術：
目前，蒸發器按成膜形式可以分為降膜蒸發器和升膜蒸發器，其中管式降膜蒸發器因其傳熱係數高而被廣泛應用，管式降膜蒸發器又根據換熱管的放置不同分為豎直管降膜蒸發器和水平管降膜蒸發器，由於蒸發器中物料是以膜狀流動，因此流速較低，容易結垢，若布膜不均勻容易造成局部過熱，造成幹燒損壞換熱管，因此，降膜蒸發器不能處理高粘、易結垢、物料中含較多固形物的蒸發場合，水平管降膜蒸發除了水平放置降低了進料泵的揚程外，應用限制跟豎直管類似。
而這類沒有刮膜裝置的管式降膜蒸發器存在如下問題： 1，沒有刮膜裝置時流體在重力作用下流動，隨著蒸發濃縮，流體粘度進一步增加，會有一部分物料粘附在管子外壁，導致汙垢熱阻增加，影響傳熱效果。2，由於液體粘附，導致這部分液體受熱時間長，容易變質，局部受熱多導致析出晶體、幹燒管壁。3、由於汙垢的不斷累積導致換熱管束堵塞，氣體上升空間變小影響設備處理效果。4、為了解決以上三點問題必須頻繁清洗設備，浪費時間，浪費資金。
技術實現要素：
本發明提供一種阻垢型水平管降膜蒸發器，以解決現有水平管降膜蒸發器不能用於易結垢、易結晶、固含量高、粘度高等場合的弊端。
為此，本發明採用如下技術方案：
一種阻垢型水平管降膜蒸發器，包括封蓋型汽液分離室及安裝於其中的蒸發器管束，封蓋型汽液分離室的前、後、下端及兩側方分別連接方形蒸汽管箱、凝液分離管箱、濃縮液收集封蓋及側蓋板，所述蒸發器管束上安裝刮膜組件，該刮膜組件由刮膜動力組件帶動。
所述刮膜組件包括刮卡和卡槽；該刮卡包括卡環，該卡環通過卡座和卡座板連接為一體；卡槽的上和/或下端面上加工有T型槽，該T型槽內嵌套卡座板而使刮卡和卡槽組成刮膜組件；若干該刮膜組件兩端安裝於刮膜組件固定柱上使上下位置的卡環環繞住蒸發器的換熱管，而刮膜組件固定柱的上下兩端和絲槓螺紋傳動；該絲槓安裝在蒸發器管束的固定管板的上下兩端。
所述刮卡兩側有下翻的折邊為卡環，該卡環兩端徑向有帶倒角折邊。
所述卡座為中空圓管，相適配地，在卡座板上同心開有等大的通孔；定位彈簧安裝於卡座中，該定位彈簧的一端穿過卡座板上的通孔與卡槽的T型槽底面接觸。
所述卡槽兩端設有限位柱。
所述刮膜動力組件主要包括：電機，齒輪箱，換向機構，傳動軸，傳動絲杆，所述電機主軸依次和齒輪箱、換向機構連接，而該換向機構安裝於豎直方向的傳動軸上，該豎直方向的傳動軸的兩端和水平方向的傳動軸通過錐齒輪傳動，而水平方向的傳動軸（305）的兩端和絲槓通過錐齒輪傳動。
本發明通過刮膜組件的設計，可以在刮膜的過程中實現消除垢沉積和二次布膜的雙重作用，可以防止結垢和因布膜不均勻帶來的幹燒設備，克服了目前降膜蒸發器在處理對象上的限制，特別適用於高粘、固形物高、易結晶、易結垢的場合。刮膜動力組件有自動換向系統和變頻系統，可以靈活控制刮膜組件運動速度，實現刮膜和布膜的平衡調節。側板可靈活拆卸，進汽管箱和冷凝水管箱焊接到管板上，省掉管板法蘭，節省金屬消耗，側板的靈活拆卸同樣省去清洗時抽管束的弊端，節省空間和設備投資。刮膜設計可以完全消除因流速過低導致的汙垢附著，可以長期保持高的總傳熱係數，和長的清洗周期，提高蒸發器效率。特有的分段設計，可以設置成兩段進汽，這樣就可以實現MVR系統和蒸汽蒸發系統整合在一臺設備裡，解決了MVR系統不適用於高沸點升的難題。
本發明可以在化工、醫藥、農藥、高鹽廢水處理等諸多行業推廣應用。
附圖說明
圖1為本發明立體結構示意圖；
圖2為本發明管束結構示意圖；
圖3a為本發明刮膜組件結構示意圖；
圖3b為本發明刮卡的結構示意圖；
圖4為本發明刮膜組件和刮膜動力組件裝配示意圖；
圖5為本發明刮膜動力組件結構示意圖；
圖6為本發明噴淋布膜組件結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖對本發明做進一步詳細說明。
如圖1所示，一種阻垢型水平管降膜蒸發器，包括蒸發器管束100，刮膜組件200，刮膜動力組件300，噴淋布膜組件400，封蓋型汽液分離室500，方形蒸汽管箱600，凝液分離管箱700，濃縮液收集封蓋800，側蓋板900，鞍座1000，所述封蓋型汽液分離室500的下方焊接濃縮液收集封蓋800，方形蒸汽管箱600和凝液分離管箱700分別焊接於封蓋型汽液分離室500的前端和後端，側蓋板900通過螺栓連接於封蓋型汽液分離室500的兩側而組成阻垢型水平管降膜蒸發器的外殼，該外殼內安裝蒸發器管束100，蒸發器管束100上方安裝噴淋布膜組件400。所述蒸發器管束100上安裝刮膜組件200，刮膜動力組件（300）帶動刮膜組件200運動。
如圖3a、圖3b、圖4、圖5所示，所述刮膜組件200包括刮卡201和卡槽202；該刮卡201包括卡環2011，該卡環2011通過卡座2012和卡座板2013焊接為一體；卡槽202的上和/或下端面上加工有T型槽，該T型槽內嵌套卡座板2013而使刮卡201和卡槽202組成刮膜組件200；若干該刮膜組件200兩端安裝於刮膜組件固定柱307上使上下位置的卡環2011環繞住蒸發器的換熱管，而刮膜組件固定柱307的上下兩端和絲槓306螺紋傳動；該絲槓306安裝在蒸發器管束100的固定管板101的上下兩端，即在水平方向上。
如圖3a、圖3b所示，所述刮卡201兩側有下翻的折邊為卡環2011，該卡環2011兩端徑向有帶倒角折邊。卡環具有限位作用，保證卡環對應的卡在換熱管上，還具有刮擦左右，卡環性狀與換熱管形狀相同，能夠均勻的將粘附在換熱管上的物料刮掉。帶倒角這邊的作用是將掛卡刮下來的物料導流到下一層換熱管，防止物料在刮卡底部堆積。
所述卡座2012為中空圓管，相適配地，在卡座板2013上同心開有等大的通孔；定位彈簧安裝於卡座2012中，該定位彈簧的一端穿過卡座板2013上的通孔與卡槽202的T型槽底面接觸。由於刮卡板2013與卡槽202的平面有間隙，不可能設計成精度很高的接觸，如果不加彈簧會很容易發生滑動，在安裝時必須保證刮卡和管子對應，限位後不容易滑動，安裝和維修時方便操作。另外，刮卡的刮膜效果好壞和壽命長短取決於卡子與管子的接觸力度，太松刮膜不徹底，太緊容易過度磨損，限位彈簧可以很好的進行調節。
所述卡槽202兩端設有限位柱2021。卡槽202固定於刮膜組件固定柱307上，限位柱2021可以使每個卡槽的相對位置與管束中管子的相對位置保持一致，進一步確保刮卡與管子接觸程度。
如圖5所示，所述刮膜動力組件300主要包括：電機301，齒輪箱303，換向機構304，傳動軸305，傳動絲杆306，所述電機301主軸依次和齒輪箱303、換向機構304連接，而該換向機構304安裝於豎直方向的傳動軸305上，該豎直方向的傳動軸305的兩端和水平方向的傳動軸305通過錐齒輪傳動，而水平方向的傳動軸305的兩端和絲槓306通過錐齒輪傳動。電機301用螺栓固定在電機底座30上，電機底座302焊接在側蓋板9外側。啟動電機，通過調速後動力輸入換向機構，換向後帶動傳動絲杆運動，使刮膜組件沿換熱管運動，運動到定距管板後觸發反向開關，齒輪箱和換向機構調節傳動絲杆翻轉，刮膜組件沿原路返回，如此往復，完成刮膜和布膜動作。
所述絲槓306上方設有保護罩。保護罩用螺栓固定在蒸發器板束的管板上。由於噴淋下來的物料中含有固體或隨著蒸發固體會析出，如果沒有保護罩3061，這些原因產生的固體會對絲槓腐蝕加速或影響絲槓順滑程度。
所述方形蒸汽管箱600和凝液分離管箱700可通過設置中間隔板的方法設置為兩段，相應的，方形蒸汽管箱600和凝液分離管箱700將分別設置雙接管，通道彼此獨立。該雙接管的工作過程為：如圖1所示，蒸汽管箱600與凝液分離管箱700應對應設置（假如管束從上到下有10橫排管子，那麼在第五排管子處設置一層隔板，兩頭做同樣設置，蒸汽從上部進入，在管內冷凝成水，水在凝液分離管箱的出水接管直接排除不會流到下一層，下一層同樣進蒸汽，同樣冷凝後單獨排除，但這兩股蒸汽的溫度是不同的，這樣的好處是可以克服因物料從上而下的不斷濃縮導致沸點升高，升高到一定程度後就必須再進入另一臺相同的蒸發器用更高的溫度加熱以保證繼續濃縮。而這種結構可以分別利用兩種熱源加熱同一物料，節省一臺設備。
如圖2所示，本發明的蒸發器管束100包括固定管板101，定距管板102，換熱管103，定距管板102四角上分別有軸承通孔1041為方便絲槓306的通過。
如圖6所示，本發明的噴淋布膜組件400包括：進料總管401，進料總管上裝有壓力表，進料總管焊接在封蓋型汽液分離室500上，物料分支管402，物料分支管焊接於進料總管上，噴頭403以螺紋連接形式連接在物料分支管上。
所述的側蓋板900上面有均布的視鏡兼手孔，在與換向機構對應位置設有雙端面機械密封腔，密封腔體上設有壓力表和接管，接管與真空系統對接。
所述蒸發器管束中的定距管板102與固定管板101的距離為1.5米，數量為1到9。方便系列化生產。
本發明中濃縮液收集封蓋800和封蓋型汽液分離室500的接口可相應的設置1到5個。根據設備實際處理量來定。
本發明工作過程：物料經預熱器預熱到泡點以上溫度，用高壓泵經噴淋布膜組件均勻分布到蒸發器管束上，噴淋過程伴隨閃蒸過程，以實現部分蒸發，物料沿著管束由上至下分布，分布過程中逐漸濃縮，物料中的雜質、固形物、以及部分過濃縮產生的晶體會部分附著在換熱管束上，隨著刮膜組件的往復運動，這些附著物會鬆動，並隨著噴淋液下降，最終在濃縮液收集封蓋處排出系統。