利用管束乾燥機尾汽的蒸發器的製作方法

2023-09-15 06:02:50

專利名稱：利用管束乾燥機尾汽的蒸發器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種機械裝置，即一種利用管束乾燥機尾汽的蒸發器。
背景技術：
蒸發器是利用生蒸汽對流體物料進行濃縮的罐狀設備，設有進料口、蒸汽進進口， 裡面設有板格式或列管式交換器，流體物料和生蒸汽通過壁面換熱而濃縮。為了提高熱能利用率，需要把多個蒸發器單體串聯起來連續作業，即構成多效蒸發器。在澱粉生產以及澱粉糖、味精等澱粉深加工過程中，玉米漿或液糖的濃縮工序就要用多效蒸發器。由於以生蒸汽為熱源，多效蒸發器的作業成本很高。因此，節汽降耗是多效蒸發器的主要課題，而利用澱粉生產的餘熱，特別的管束乾燥機的尾汽替代生蒸汽，一直是業內同行追求的目標。管束乾燥機是一種以蒸汽為熱源的乾燥設備，在玉米澱粉生產中主要用於胚芽、渣皮和蛋白粉的乾燥處理。在乾燥過程中，管束乾燥機要排放大量溫度近100°c的尾汽，是澱粉生產中溫度最高、可利用價值最大的一部分廢汽。據統計，年產10萬噸玉米澱粉的企業，僅管束乾燥機排放的尾汽就達43700噸，按國內蒸汽平均價格120-200元/噸計算，考慮尾汽溫度低於蒸汽取其下限120元/噸，價值5M萬元，相當於每噸澱粉丟失50元。將管束乾燥機尾汽直接用於多效蒸發器的前級，對物料進行預熱處理，國內已有報導，但節汽效果並不明顯。其原因是尾汽中的不凝氣體阻礙尾汽的熱量釋放。蒸汽在管束乾燥機的運行過程中參入一些不凝氣體，由Dalton氣體分壓定理可知，在換熱容器中，蒸汽外圍壓力低於內部壓力，特別是當外圍蒸汽與換熱壁面出現熱交換時壓力更會降低，而不凝氣體恰恰相反，外圍壓力高於內部壓力，因而不凝氣體在換熱界面不斷積累，將蒸汽團圍在中間，阻礙蒸汽與換熱壁面的接觸。由於不凝氣體的換熱速率遠低於換熱壁面，從而導致熱交換難以進行。據有關資料證明水蒸汽中即使有的空氣，也會使蒸汽的冷凝傳熱係數降低60% (見《化工設備設計全書》換熱器分冊43頁)。可見，要提高管束乾燥機尾汽的熱交換性能，必須儘量減少其中的不凝氣體。可是，不凝氣體混合在尾汽當中，很難分離出去。排放時會同時攜帶大量的蒸汽，使蒸汽的利用率下降，得不償失。因此，目前大多數澱粉企業都將這部分廢汽直接排放在大氣中，造成能源浪費和環境破壞。

發明內容
本發明的目的是提供一種以管束乾燥機的尾汽為熱源，而且換熱效率高，蒸發效果好，作業成本低的蒸發器。上述目的是由以下技術方案實現的研製一種利用管束乾燥機尾汽的蒸發器，這種蒸發器是一種罐狀容器，設有進料口、熱介質進口、冷凝水洩水口、排汽口和排料口。其特點是所說的管束乾燥機的尾汽排出口接有尾汽回收罐，尾汽回收罐上部接入進水管，進水管在罐內接有噴淋頭，尾汽回收罐上端設有排氣管，下部接出輸熱管，輸熱管的另一端接蒸發器的熱介質進口。工作時，管束乾燥機的尾汽經回收罐處理排出不凝氣體後進入蒸發器， 與流體物料進行熱交換，使物料受熱而濃縮。
所說的蒸發器有兩個或兩個以上，組成多效蒸發器，相鄰兩個蒸發器之間，上一蒸發器的排料口通過管道連通下一個蒸發器的進料口，上一蒸發器的排汽口通過管道連通下一個蒸發器的熱介質進口。所說的與尾汽回收罐輸熱管相連的蒸發器，其洩水口通過管道與尾汽回收罐的進水管相連通。所說的尾氣回收罐內噴淋頭的下面裝配帶有許多通透孔隙的滯流層。所說的尾氣回收罐內噴淋頭與滯流層之間設有霧化區。本發明的有益效果是管束乾燥機的尾汽通過噴淋水霧留下熱量和水，排出不凝氣體，改善了換熱性能，將其用於蒸發器，可以替代大量的生蒸汽，從而顯著降低流體物料的濃縮成本，節能降耗效果突出，經濟效益和環保效益十分顯著，且具有構思巧妙、結構簡單、性能可靠等優點，應用前景十分可觀。


圖1是第一種實施例的主視圖；圖2是第二種實施例的主視圖；圖3是第三種實施例的主視圖。圖中可見管束乾燥機尾汽排出口 1，尾汽回收罐2，噴淋頭3，排氣管4，進水管5， 輸熱管6，蒸發器7，熱介質進口 8，進料口 9，排汽口 10，洩水口 11，排料口 12，滯流層13，霧化區14。
具體實施例方式本發明的主要特點是在管束乾燥機尾汽排出口(1)的後面加裝尾氣回收罐0)， 並且在罐內設有噴淋頭(3)，使尾汽在水霧中通過，將其中的不凝氣體排出，回收熱量和水用於蒸發器(7)。下面僅列舉三個實施例。第一種實施例如圖1所示，在管束乾燥機的後面增加一個尾汽回收罐O)，管束乾燥機的尾汽排出口(1)接入尾汽回收罐( 下部，尾汽回收罐O)的上部接有進水管 (5)，進水管( 進入罐內並裝有多個噴淋頭(3)。尾汽回收罐( 上端設有排氣管，下部設有輸熱管(6)。工作時，開通進水管(5)，噴淋頭(3)向下噴出水霧，管束乾燥機的尾汽進入罐內後與水霧相逆上行，尾汽中的不凝氣體衝出水霧，從排氣管(4)排出，蒸汽遇水下落形成熱水。管束乾燥機的尾氣溫度近100°C，經噴淋後得到溫度達80°C以上的熱水。由於這種熱水所含不凝氣體極少，極易與其他物料進行熱交換，成為一種可用熱源。由圖1可見，尾汽回收罐(2)的輸熱管(6)接入蒸發器(7)的熱介質進口(8)。蒸發器(7)是一種通用設備，其結構形式繁多，這裡不予詳述，僅提及以下有關結構蒸發器 (7)的進料口(9)、熱介質進口(8)、排汽口(10)、排料口 (12)和洩水口(11)。工作時，流體物料從蒸發器(7)的進料口(9)進入，從下面的排料口(1 排出，尾汽回收罐O)的熱水從蒸發器(7)的熱介質進口(8)進入，與物料進行熱交換後從洩水口(11)排出，物料的水分受熱汽化經蒸發器(7)的排氣口(10)放出。這樣，管束乾燥機的尾汽所產生的熱水代替了生蒸汽，使蒸發器的作業成本大幅下降，同時也降低了尾汽排放所造成的熱能浪費和環境影響。
第二種實施例如圖2所示，蒸發器(7)是由多個蒸發器(7)串聯而成的多效蒸發器，圖中例舉的是三效蒸發器，相鄰兩個蒸發器之間，上一蒸發器(7)的排汽口(10)通過管道連通下一個蒸發器(7)的熱介質進口(8)，上一蒸發器的排料口(1 通過管道連通下一個蒸發器(7)的進料口(9)。前級蒸發器(7)的冷凝水經洩水口(11)通過管道連通尾汽回收罐O)的進水管(5)，這樣就可以把尾汽回收罐O)的熱水連續循環，使其熱量得到充分的利用。同時，流體物料也經過反覆加熱而濃縮。第三種實施例如圖3所示，管束乾燥機的尾汽排出口(1)與前例一樣接入尾汽回收罐O)。尾汽回收罐O)的結構也基本相同。與前例不同的是，在尾汽回收罐(2)裡面的噴淋頭C3)下方增加了一個滯流層(1 。滯流層(1 是一種多空隙多表面的構造， 使噴淋的水霧和上行的尾汽受到阻擋而沿曲折路徑通過，增加了兩者相互接觸和交換的機會，使尾汽的熱量充分的交換給噴淋水，同時使尾汽中的不凝氣體更完全的分離出去。這裡的滯流層(1 可採用以下一種1.由多層篩片或篩網製成。2.底層為多孔託板，託板上面堆放比表面積較大的硬質塊。實驗證明滯流層(1 雖然能夠提高熱交換的效果。但滯留層(1 與水霧的熱交換方式各不相同，而且各有優勢。因此，外面希望尾汽回收罐( 裡同時具備這兩種熱交換功能。具體做法是滯流層(1 與噴淋頭C3)之間保持較大的距離，成為一個霧化區(14)， 尾汽在滯流層(1 進行交換後，一部分尾汽即已變成水滴落下，其餘的尾汽繼續上升與噴淋水霧進行熱交換，其效果明顯優於只有滯流層(1 或僅有水霧的熱交換方式。
權利要求
1.一種利用管束乾燥機尾汽的蒸發器，其特徵在於所說的管束乾燥機的尾汽排出口 (1)接有尾汽回收罐O)，尾汽回收罐( 上部接入進水管(5)，進水管( 在罐內接有噴淋頭(3)，尾汽回收罐( 上端設有排氣管G)，下部接出輸熱管(6)，輸熱管(6)的另一端接蒸發器(7)的熱介質進口(8)。
2.根據權利要求1所述的利用管束乾燥機尾汽的蒸發器，其特徵在於所說的蒸發器 (7)有兩個或兩個以上，組成多效蒸發器，相鄰兩個蒸發器(7)之間，上一蒸發器的排料口 (12)通過管道連通下一個蒸發器(7)的進料口(9)，上一蒸發器的排汽口(10)通過管道連通下一個蒸發器的熱介質進口(8)。
3.根據權利要求1所述的利用管束乾燥機尾汽的蒸發器，其特徵在於所說的與尾汽回收罐( 輸熱管(6)相連的蒸發器(7)，其洩水口(11)通過管道與尾汽回收罐O)的進水管(5)相連通。
4.根據權利要求1所述的利用管束乾燥機尾汽的蒸發器，其特徵在於所說的尾氣回收罐O)內噴淋頭(3)的下面裝配帶有許多通透孔隙的滯流層(13)。
5.根據權利要求4所述的利用管束乾燥機尾汽的蒸發器，其特徵在於所說的尾氣回收罐(2)內噴淋頭(3)與滯流層(13)之間設有霧化區(14)。
全文摘要
本發明涉及一種機械裝置，即一種利用管束乾燥機尾汽的蒸發器，其特點是所說的管束乾燥機的尾汽排出口(1)接有尾汽回收罐(2)，尾汽回收罐(2)上部接入進水管(5)，進水管(5)在罐內接有噴淋頭(3)，尾汽回收罐(2)上端設有排氣管(4)，下部接出輸熱管(6)，輸熱管(6)的另一端接蒸發器(7)的熱介質進口(8)。其有益效果是管束乾燥機的尾汽通過噴淋水霧留下熱量和水，排出不凝氣體，改善了換熱性能，將其用於蒸發器，可以替代大量的生蒸汽，從而顯著降低流體物料的濃縮成本，節能降耗效果突出，經濟效益和環保效益十分顯著，且具有構思巧妙、結構簡單、性能可靠等優點，應用前景十分可觀。
文檔編號B01D1/14GK102350065SQ201110187830
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月6日 優先權日2011年7月6日
發明者鄧亞東 申請人:鄧亞東