一種降膜蒸發器液體分布裝置的製作方法

2023-10-05 13:04:54 1

本發明屬於蒸發器設計領域，尤其是一種降膜蒸發器液體分布裝置。

背景技術：

列管式降膜蒸發器通常用於液體的濃縮，主要由蒸發室、分離室、液體分布器等部件組成。蒸發時液態物料經分布器均勻地送入到蒸發室加熱列管內壁，液態物料在本身的重力作用下沿管壁呈膜狀向下流動，同時進行蒸發。降膜蒸發器具有物料加熱時間短、效率高、節約能源、不易結垢、便於清洗等優點,在化工、輕工、食品、醫藥等工業行業中應用廣泛。 液體分布器的作用是使料液均勻地分布到每根加熱管中,並沿加熱管內壁在重力和自蒸發的二次蒸汽的作用下形成膜狀自上而下流動。因此,液體分布器是降膜蒸發器的關鍵部件,其設計非常重要,合理與否直接影響蒸發器的料液成膜效果和傳熱效率,關係到整套設備的生產使用性能。

傳統降膜蒸發器在使用過程中，要確保列管降膜蒸發器的換熱效率，確保溶液在列管上均勻分布，仍有以下技術問題有待進一步改進 ：

1 、液膜厚度在列管的上下分布不勻，在加熱管壁料液成膜效果差甚至出現局部幹壁的問題。當進料發生波動時這種不均就更加明顯，由於分配盤孔孔徑不能過小，(太小容易堵塞,且設備通用性不強)，有時黏度小的料液因料液二次蒸汽幹擾等各種原因甚至會部分飛濺進入加熱管中。

2、另外,普通液體分布器為解決料液衝擊及分布不均的問題往往採用3層以上分配盤,結構非常複雜。且普通液體分布器分配孔的設計對料液分布影響較大。而實際設計中分配孔的數量和孔逕往往難以確定,經常出現較大偏差。

3 、由於工質蒸汽流動、液量不足、列管表面粗糙度不同等原因造成管間液流沿豎直方向的偏離。

4 、隨著溶劑的蒸發，物料慢慢減少，在列管的底部出現偏流。以上問題會導致降膜蒸發器在工作過程中，蒸發管表面產生局部乾涸現象，液態物料在垂直方向易偏流，尤其是在蒸發器底部的管束，液態物料流量減少，極易受其影響而產生局部乾涸現象，降低蒸發效率，引起有效換熱質量的損失。

技術實現要素：

針對上述存在的問題，本發明目的在於提供一種結構簡單，液體分布均勻，在加熱管壁料液成膜穩定的降膜蒸發器液體分布裝置。

為了達到上述目的，本發明採用的技術方案如下：

一種降膜蒸發器液體分布裝置，包括加熱管、管板、分配盤、分散盤、封頭和進料管，加熱管的上部插有引流管。

進一步地，引流管的下部呈喇叭狀。

進一步地，引流管與加熱管同軸，並且引流管的外壁與加熱管的內壁有間隙，料液沿引流管內壁流下時由於喇叭狀部位的導流作用而流向加熱管壁,最終料液在加熱管內壁成膜狀流下。

進一步地，管板上的加熱管呈正三角形分布。

進一步地，分配盤上分配盤孔直徑為3~6mm。孔徑過小容易堵塞,孔徑過大及數量過多則會導致局部小孔發生斷流。

進一步地，引流管的支撐板與管板有間隙，有小部分料液從引流管支承板與管板間的間隙滲入加熱管內壁,這種設計保證了管板上面不會形成操作結束後的物料積液現象。

本發明的有益效果是：降膜蒸發器液體分布裝置料液從分配盤孔流到管板後溢流進入引流管,由於引流管間存液的緩衝作用使料液進料狀況對其分配的影響不那麼敏感,因此液體分布較為均勻,在加熱管壁料液成膜也較為穩定。本分布裝置盤孔的設計對料液分布的影響也沒有普通液體分布器那麼大,因此設備設計難度亦相對較小。

附圖說明

圖1降膜蒸發器液體分布裝置簡圖

圖中：1、加熱管；2、引流管；3、管板；4、分配盤；5、分散盤；6、封頭；7、進料管。

圖2分配盤間孔與加熱管孔相對位置圖 ，圖中：9、加熱管孔；10、分配盤孔。

圖3引流管結構圖 ，圖中：1、加熱管；2、引流管；3、管板；8、支撐板。

具體實施例

一種降膜蒸發器液體分布裝置，包括加熱管1、管板3、分配盤4、分散盤5、封頭6和進料管7，加熱管1的上部插有引流管2。

進一步地，引流管2的下部呈喇叭狀。

進一步地，引流管2與加熱管1同軸，並且引流管2的外壁與加熱管1的內壁有間隙，料液沿引流管內壁流下時由於喇叭狀部位的導流作用而流向加熱管壁,最終料液在加熱管內壁成膜狀流下。

進一步地，管板3上的加熱管1呈正三角形分布。

進一步地，分配盤4上分配盤孔直徑為3~6mm。孔徑過小容易堵塞,孔徑過大及數量過多則會導致局部小孔發生斷流。

進一步地，引流管2的支撐板8與管板有間隙，有小部分料液從引流管支承板與管板間的間隙滲入加熱管內壁,這種設計保證了管板上面不會形成操作結束後的物料積液現象。

操作時,料液由進料管7進入分散盤5後從分散盤5堰溢流並從盤底篩孔流出,經料液分配盤4平均分布到管板3上,而後料液在管板3上以溢流方式流入插在加熱管1上的引流管2,最終進入加熱管1內壁成膜狀流下。料液由於循環泵強制循環作用不斷從進料管進入,在加熱管1上產生的二次蒸汽被強制隨液膜自上而下一同到達蒸餾釜室。 在分布裝置的設計中,分配盤4上孔的排布方式非常重要, 分配盤孔10的相對位置如圖2所示。管板3上的加熱管1呈正三角形排列。分配盤孔10在管板上的投影位置須與加熱管1錯開,保證料液落入引流管周圍最後溢流進入引流管2。分配盤孔10的直徑一般為3～ 6 mm。孔徑過小容易堵塞,孔徑過大及數量過多則會導致局部小孔發生斷流。

本裝置設計上與傳統分布器最大的不同之處是增加了插置在每根加熱管1上部的引流管2。本例結構見圖3, 操作時料液從分配盤孔10流到引流管2周圍的管板3上,然後溢流進入引流管2。引流管2下部加工成呈喇叭狀擴大並貼近加熱管1壁,當料液沿引流管2內壁流下時由於喇叭狀部位的導流作用而流向加熱管1壁,最終料液在加熱管1內壁成膜狀流下。另外，有小部分料液從引流管支承板8與管板3間的間隙滲入加熱管1內壁,這種設計亦保證了管板3上面不會形成操作結束後的物料積液現象。

引流管2的製造工藝非常重要,加工時每支引流管2支承板8底至管上埠的尺寸誤差應較小,才能保證管板3上所有引流管口的高度一致。

降膜蒸發器液體分布裝置料液從分配盤孔10流到管板3後溢流進入引流管2,由於引流管2間存液的緩衝作用使料液進料狀況對其分配的影響不那麼敏感,因此液體分布較為均勻,在加熱管1壁料液成膜也較為穩定。本分布裝置分配盤孔10的設計對料液分布的影響也沒有普通液體分布器那麼大,因此設備設計難度亦相對較小。

對於本領域技術人員而言，顯然本發明不限於上述示範性實施例的細節，而且在不背離本發明的精神或基本特徵的情況下，能夠以其他的具體形式實現本發明。因此，無論從哪一點來看，均應將實施例看作是示範性的，而且是非限制性的，本發明的範圍由所附權利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權利要求的等同要件的含義和範圍內的所有變化囊括在本發明內。不應將權利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權利要求。