CN101653664A - 板式降膜蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种能及时排出所有不凝性气体、合理利用加热热量、布膜均匀的板式降膜蒸发器，包括：壳体，壳体顶部设置有蒸汽出口，壳体的底部设置有溶液出口和循环溶液出口，壳体内设置有上、下加热器，在上加热器的上方设置上层布膜器，进液管的出口位于上层布膜器上方，除沫器位于蒸汽出口的下方，加热器的进汽口设置在加热器的上端，冷凝水出口设置在加热器的下端，在冷凝水出口上还连通有不凝性气体出口；构成上加热器的上加热板片与构成下加热器的下加热板片的长度之比为5.5～6.0∶4.5～4.0。本发明适用于蒸发溶液的场所。

Description

板式降膜蒸发器
技术领域
本发明涉及一种板式降膜蒸发器。
背景技术
板式降膜蒸发器在化工领域起着很重要的作用，传统板式降膜蒸发器包括：壳体，壳体顶部设置有蒸汽出口，壳体的底部设置有溶液出口和循环溶液出口，在壳体内设置有上加热器和下加热器，并且构成上加热器的上加热板片与构成下加热器的下加热板片的长度相等，上、下加热器的中部分别设置有蒸汽进口，上、下加热器的上端分别设置有不凝性气体出口，上、下加热器的下端分别设置有冷凝水出口，在上加热器的上方设置上层布膜器，进液管的出口位于上层布膜器上方，除沫器位于蒸汽出口的下方。其工作原理是：需要蒸发的溶液进入进液管后，经进液管的出口进入上层布膜器，上层布膜器将溶液分布到上加热器的每一块上加热板片上，溶液沿着每一块上加热板片成膜状向下流动的过程中和上加热板片间的加热蒸汽产生间接换热，另外溶液还和上升的蒸汽流产生直接换热，从而使溶液得到快速提温和蒸发，从上加热器出来的溶液流到下加热器的每一块下加热板片上，溶液沿着每一块下加热板片成膜状向下流动的过程中和下加热板片间的加热蒸汽产生间接换热，另外溶液还和上升的蒸汽流产生直接换热，从而使溶液得到快速提温和蒸发，如果蒸发后的溶液达不到要求，就从循环溶液出口送到进液管再次蒸发，直至达到所需要求，合格的溶液通过溶液出口送出，产生的二次蒸汽经除沫器除去夹带的液体后从蒸汽出口排出，上、下加热器里的冷凝水分别从各自的冷凝水出口排出，上、下加热器里的不凝性气体分别从各自的不凝性气体出口排出。上述结构的板式降膜蒸发器存在一些缺点如下：1、在板式降膜蒸发器的加热器的加热板片内的加热蒸汽里会夹带一些不凝性气体，不凝性气体的存在严重影响蒸发器的传热效果。如加热蒸汽中若存在1％的不凝性气体，加热器的总传热下降60％，所以不凝性气体一定要及时排掉，上述结构的板式降膜蒸发器能排出很少的不凝性气体，因为不凝性气体的密度略大于水蒸气密度，所以相当多的不凝性气体因不能及时排出而沉积在蒸发器中，严重影响了加热器的传热效率；2、由于蒸发溶液都是低沸点进料，上加热器不仅要承担溶液的蒸发，而且首先还要承担溶液的提温，需要的热量较下加热器大，相对来说下加热器需要的热量较上加热器小，所以上述结构的板式降膜蒸发器没有很好地利用热量，不能保证溶液在蒸发器整个纵截面上提温、及蒸发所需要的热量，难于保证蒸发效果；3、上述结构的板式降膜蒸发器采用一次布膜，但是一次布膜容易产生布膜不均，从而导致加热板片干蒸，并且严重腐蚀穿孔，蒸发器不能运行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能及时排出所有不凝性气体、合理利用加热热量、布膜均匀的板式降膜蒸发器。
为解决上述问题，本发明采用的技术方案是：板式降膜蒸发器，包括：壳体，壳体顶部设置有蒸汽出口，壳体的底部设置有溶液出口和循环溶液出口，在壳体内设置有上加热器和下加热器，在上加热器的上方设置上层布膜器，进液管的出口位于上层布膜器上方，除沫器位于蒸汽出口的下方，上加热器的上进汽口设置在上加热器的上端，上冷凝水出口设置在上加热器的下端，在上冷凝水出口上还连通有上不凝性气体出口；下加热器的下进汽口设置在下加热器的上端，下冷凝水出口设置在下加热器的下端，在下冷凝水出口上还连通有下不凝性气体出口；构成上加热器的上加热板片与构成下加热器的下加热板片的长度之比为5.5～6.0∶4.5～4.0。
构成上加热器的上加热板片与构成下加热器的下加热板片的长度之比为6.0∶4.0；
在上加热器和下加热器之间还设置有下层布膜器，下层布膜器的结构为：包括两挡板，所述两挡板之间并列设置有若干个分配杆，分配杆的截面的上半部分呈等腰三角形状，下半部分呈半圆状或倒等腰三角状，分配杆位于上、下加热器之间且位于构成上加热器的上加热板片之间。
本发明的有益效果是：利用不凝性气体的密度比水蒸气大这一特点，能及时把沉积在加热器中的不凝性气体排出；保证了溶液在蒸发器整个纵截面上提温、及蒸发所需要的热量，从而保证蒸发效果；采用二次布膜技术，使得溶液更均匀地分配到下加热板片上，保证蒸发器安全运行，有效提高蒸发效果。
附图说明
图1是本发明板式降膜蒸发器的结构示意图；
图2是分配杆与上、下加热板片之间的位置图；
图3是下层布膜器的俯视结构示意图。
图中：1、壳体，2、蒸汽出口，3、溶液出口，4、循环溶液出口，5、上加热器，6、下加热器，7、上层布膜器，8、进液管出口，9、除沫器，10、上进汽口，11、上冷凝水出口，12、上不凝性气体出口，13、下进汽口，14、下冷凝水出口，15、下不凝性气体出口，16、上加热板片，17、下加热板片，18、下层布膜器，19、前挡板，20、后挡板，21、分配杆。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明板式降膜蒸发器的结构和工作原理作进一步的详细描述。
如图1所示，一种板式降膜蒸发器，包括：壳体1，壳体1顶部设置有蒸汽出口2，壳体1的底部设置有溶液出口3和循环溶液出口4，在壳体1内设置有上加热器5和下加热器6，在上加热器5的上方设置上层布膜器7，进液管出口8位于上层布膜器7上方，除沫器9位于蒸汽出口2的下方，上加热器5的上进汽口10设置在上加热器5的上端，上冷凝水出口11设置在上加热器5的下端，在上冷凝水出口11上还连通有上不凝性气体出口12；下加热器6的下进汽口13设置在下加热器6的上端，下冷凝水出口14设置在下加热器6的下端，在下冷凝水出口14上还连通有下不凝性气体出口15；构成上加热器5的上加热板片16与构成下加热器6的下加热板片17的长度之比为6.0∶4.0；在上加热器5和下加热器6之间还设置有下层布膜器18。如图3所示，下层布膜器18的结构为：包括两挡板——前挡板19和后挡板20，所述前挡板19和后挡板20之间并列设置有若干个分配杆21，分配杆21的截面的上半部分呈等腰三角形状，下半部分呈半圆状或倒等腰三角状，分配杆21位于上加热器5和下加热器6之间，并且在水平方向上位于构成上加热器5的相邻的上加热板片16之间，同时也位于构成下加热器6的相邻的下加热板片17之间——如图2所示。
本发明的工作原理是：需要蒸发的溶液进入进液管后，经进液管的出口8进入上层布膜器7，上层布膜器7将溶液均匀地分布到上加热器5的每一块上加热板片16上，溶液沿着每一块上加热板片16成膜状向下流动的过程中和上加热板片16间的加热蒸汽产生间接换热，另外溶液还和上升的蒸汽流产生直接换热，从而使溶液得到快速提温和蒸发，从上加热器5出来的溶液流到下层布膜器18，下层布膜器18中的分配杆21将溶液均匀地分布到下加热器6的每一块下加热板片17上，溶液沿着每一块下加热板片17成膜状向下流动的过程中和下加热板片17间的加热蒸汽产生间接换热，另外溶液还和上升的蒸汽流产生直接换热，从而使溶液得到进一步的提温和蒸发，如果蒸发后的溶液达不到要求，就从循环溶液出口4送到进液管再次蒸发，直至达到所需要求，合格的溶液通过溶液出口3送出，产生的二次蒸汽经除沫器9除去夹带的液体后从蒸汽出口2排出，上加热器5里的冷凝水从上冷凝水出口11排出，上加热器5里的不凝性气体从上不凝性气体出口12排出，下加热器6里的冷凝水从下冷凝水出口14排出，下加热器6里的不凝性气体从下不凝性气体出口15排出。
本发明的优点是：利用不凝性气体的密度比水蒸气大这一特点，将不凝性气体出口设置在加热器的下端，能及时把沉积在加热器中的不凝性气体排出；将上加热器板片设计的比下加热器板片长，满足上、下加热器所需温度的比例，从而保证了溶液在蒸发器整个纵截面上提温、及蒸发所需要的热量，从而保证蒸发效果；采用上层布膜器和下层布膜器的二次布膜技术，使得溶液更均匀地分配到上、下加热器的上、下加热板片上，保证蒸发器安全运行，有效提高蒸发效果。

Claims (4)

1、板式降膜蒸发器，包括：壳体，壳体顶部设置有蒸汽出口，壳体的底部设置有溶液出口和循环溶液出口，在壳体内设置有上加热器和下加热器，在上加热器的上方设置上层布膜器，进液管的出口位于上层布膜器上方，除沫器位于蒸汽出口的下方，其特征在于：上加热器的上进汽口设置在上加热器的上端，上冷凝水出口设置在上加热器的下端，在上冷凝水出口上还连通有上不凝性气体出口；下加热器的下进汽口设置在下加热器的上端，下冷凝水出口设置在下加热器的下端，在下冷凝水出口上还连通有下不凝性气体出口；构成上加热器的上加热板片与构成下加热器的下加热板片的长度之比为5.5～6.0∶4.5～4.0。
2、根据权利要求1所述的板式降膜蒸发器，其特征在于：构成上加热器的上加热板片与构成下加热器的下加热板片的长度之比为6.0∶4.0。
3、根据权利要求1所述的板式降膜蒸发器，其特征在于：在上加热器和下加热器之间还设置有下层布膜器。
4、根据权利要求3所述的板式降膜蒸发器，其特征在于：下层布膜器的结构为：包括两挡板，所述两挡板之间并列设置有若干个分配杆，分配杆的截面的上半部分呈等腰三角形状，下半部分呈半圆状或倒等腰三角状，分配杆位于上、下加热器之间且位于构成上加热器的上加热板片之间。
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