CN102350065B - 利用管束干燥机尾汽的蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械装置，即一种利用管束干燥机尾汽的蒸发器，其特点是：所说的管束干燥机的尾汽排出口(1)接有尾汽回收罐(2)，尾汽回收罐(2)上部接入进水管(5)，进水管(5)在罐内接有喷淋头(3)，尾汽回收罐(2)上端设有排气管(4)，下部接出输热管(6)，输热管(6)的另一端接蒸发器(7)的热介质进口(8)。其有益效果是：管束干燥机的尾汽通过喷淋水雾留下热量和水，排出不凝气体，改善了换热性能，将其用于蒸发器，可以替代大量的生蒸汽，从而显著降低流体物料的浓缩成本，节能降耗效果突出，经济效益和环保效益十分显著，且具有构思巧妙、结构简单、性能可靠等优点，应用前景十分可观。
Description
技术领域
本发明涉及一种机械装置，即一种利用管束干燥机尾汽的蒸发器。
背景技术
蒸发器是利用生蒸汽对流体物料进行浓缩的罐状设备，设有进料口、蒸汽进进口，里面设有板格式或列管式交换器，流体物料和生蒸汽通过壁面换热而浓缩。为了提高热能利用率，需要把多个蒸发器单体串联起来连续作业，即构成多效蒸发器。在淀粉生产以及淀粉糖、味精等淀粉深加工过程中，玉米浆或液糖的浓缩工序就要用多效蒸发器。由于以生蒸汽为热源，多效蒸发器的作业成本很高。因此，节汽降耗是多效蒸发器的主要课题，而利用淀粉生产的余热，特别的管束干燥机的尾汽替代生蒸汽，一直是业内同行追求的目标。管束干燥机是一种以蒸汽为热源的干燥设备，在玉米淀粉生产中主要用于胚芽、渣皮和蛋白粉的干燥处理。在干燥过程中，管束干燥机要排放大量温度近100℃的尾汽，是淀粉生产中温度最高、可利用价值最大的一部分废汽。据统计，年产10万吨玉米淀粉的企业，仅管束干燥机排放的尾汽就达43700吨，按国内蒸汽平均价格120-200元/吨计算，考虑尾汽温度低于蒸汽取其下限120元/吨，价值524万元，相当于每吨淀粉丢失50元。将管束干燥机尾汽直接用于多效蒸发器的前级，对物料进行预热处理，国内已有报道，但节汽效果并不明显。其原因是尾汽中的不凝气体阻碍尾汽的热量释放。蒸汽在管束干燥机的运行过程中参入一些不凝气体，由Dalton气体分压定理可知，在换热容器中，蒸汽外围压力低于内部压力，特别是当外围蒸汽与换热壁面出现热交换时压力更会降低，而不凝气体恰恰相反，外围压力高于内部压力，因而不凝气体在换热界面不断积累，将蒸汽团围在中间，阻碍蒸汽与换热壁面的接触。由于不凝气体的换热速率远低于换热壁面，从而导致热交换难以进行。据有关资料证明：水蒸汽中即使有1％的空气，也会使蒸汽的冷凝传热系数降低60％(见《化工设备设计全书》换热器分册43页)。可见，要提高管束干燥机尾汽的热交换性能，必须尽量减少其中的不凝气体。可是，不凝气体混合在尾汽当中，很难分离出去。排放时会同时携带大量的蒸汽，使蒸汽的利用率下降，得不偿失。因此，目前大多数淀粉企业都将这部分废汽直接排放在大气中，造成能源浪费和环境破坏。
发明内容
本发明的目的是提供一种以管束干燥机的尾汽为热源，而且换热效率高，蒸发效果好，作业成本低的蒸发器。
上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种利用管束干燥机尾汽的蒸发器，这种蒸发器是一种罐状容器，设有进料口、热介质进口、冷凝水泄水口、排汽口和排料口。其特点是：所说的管束干燥机的尾汽排出口接有尾汽回收罐，尾汽回收罐上部接入进水管，进水管在罐内接有喷淋头，尾汽回收罐上端设有排气管，下部接出输热管，输热管的另一端接蒸发器的热介质进口。工作时，管束干燥机的尾汽经回收罐处理排出不凝气体后进入蒸发器，与流体物料进行热交换，使物料受热而浓缩。
所说的蒸发器有两个或两个以上，组成多效蒸发器，相邻两个蒸发器之间，上一蒸发器的排料口通过管道连通下一个蒸发器的进料口，上一蒸发器的排汽口通过管道连通下一个蒸发器的热介质进口。
所说的与尾汽回收罐输热管相连的蒸发器，其泄水口通过管道与尾汽回收罐的进水管相连通。
所说的尾气回收罐内喷淋头的下面装配带有许多通透孔隙的滞流层。
所说的尾气回收罐内喷淋头与滞流层之间设有雾化区。
本发明的有益效果是：管束干燥机的尾汽通过喷淋水雾留下热量和水，排出不凝气体，改善了换热性能，将其用于蒸发器，可以替代大量的生蒸汽，从而显著降低流体物料的浓缩成本，节能降耗效果突出，经济效益和环保效益十分显著，且具有构思巧妙、结构简单、性能可靠等优点，应用前景十分可观。
附图说明
图1是第一种实施例的主视图；
图2是第二种实施例的主视图；
图3是第三种实施例的主视图。
图中可见：管束干燥机尾汽排出口1，尾汽回收罐2，喷淋头3，排气管4，进水管5，输热管6，蒸发器7，热介质进口8，进料口9，排汽口10，泄水口11，排料口12，滞流层13，雾化区14。
具体实施方式
本发明的主要特点是在管束干燥机尾汽排出口(1)的后面加装尾气回收罐(2)，并且在罐内设有喷淋头(3)，使尾汽在水雾中通过，将其中的不凝气体排出，回收热量和水用于蒸发器(7)。下面仅列举三个实施例。
第一种实施例：如图1所示，在管束干燥机的后面增加一个尾汽回收罐(2)，管束干燥机的尾汽排出口(1)接入尾汽回收罐(2)下部，尾汽回收罐(2)的上部接有进水管(5)，进水管(5)进入罐内并装有多个喷淋头(3)。尾汽回收罐(2)上端设有排气管(4)，下部设有输热管(6)。工作时，开通进水管(5)，喷淋头(3)向下喷出水雾，管束干燥机的尾汽进入罐内后与水雾相逆上行，尾汽中的不凝气体冲出水雾，从排气管(4)排出，蒸汽遇水下落形成热水。管束干燥机的尾气温度近100℃，经喷淋后得到温度达80℃以上的热水。由于这种热水所含不凝气体极少，极易与其他物料进行热交换，成为一种可用热源。
由图1可见，尾汽回收罐(2)的输热管(6)接入蒸发器(7)的热介质进口(8)。蒸发器(7)是一种通用设备，其结构形式繁多，这里不予详述，仅提及以下有关结构：蒸发器(7)的进料口(9)、热介质进口(8)、排汽口(10)、排料口(12)和泄水口(11)。工作时，流体物料从蒸发器(7)的进料口(9)进入，从下面的排料口(12)排出，尾汽回收罐(2)的热水从蒸发器(7)的热介质进口(8)进入，与物料进行热交换后从泄水口(11)排出，物料的水分受热汽化经蒸发器(7)的排气口(10)放出。这样，管束干燥机的尾汽所产生的热水代替了生蒸汽，使蒸发器的作业成本大幅下降，同时也降低了尾汽排放所造成的热能浪费和环境影响。
第二种实施例：如图2所示，蒸发器(7)是由多个蒸发器(7)串联而成的多效蒸发器，图中例举的是三效蒸发器，相邻两个蒸发器之间，上一蒸发器(7)的排汽口(10)通过管道连通下一个蒸发器(7)的热介质进口(8)，上一蒸发器的排料口(12)通过管道连通下一个蒸发器(7)的进料口(9)。前级蒸发器(7)的冷凝水经泄水口(11)通过管道连通尾汽回收罐(2)的进水管(5)，这样就可以把尾汽回收罐(2)的热水连续循环，使其热量得到充分的利用。同时，流体物料也经过反复加热而浓缩。
第三种实施例：如图3所示，管束干燥机的尾汽排出口(1)与前例一样接入尾汽回收罐(2)。尾汽回收罐(2)的结构也基本相同。与前例不同的是，在尾汽回收罐(2)里面的喷淋头(3)下方增加了一个滞流层(13)。滞流层(13)是一种多空隙多表面的构造，使喷淋的水雾和上行的尾汽受到阻挡而沿曲折路径通过，增加了两者相互接触和交换的机会，使尾汽的热量充分的交换给喷淋水，同时使尾汽中的不凝气体更完全的分离出去。这里的滞流层(13)可采用以下一种：
1.由多层筛片或筛网制成。
2.底层为多孔托板，托板上面堆放比表面积较大的硬质块。
实验证明：滞流层(13)虽然能够提高热交换的效果。但滞留层(13)与水雾的热交换方式各不相同，而且各有优势。因此，外面希望尾汽回收罐(2)里同时具备这两种热交换功能。具体做法是：滞流层(13)与喷淋头(3)之间保持较大的距离，成为一个雾化区(14)，尾汽在滞流层(13)进行交换后，一部分尾汽即已变成水滴落下，其余的尾汽继续上升与喷淋水雾进行热交换，其效果明显优于只有滞流层(13)或仅有水雾的热交换方式。
Claims (3)
1.一种利用管束干燥机尾汽的蒸发器，其特征在于：所说的管束干燥机的尾汽排出口(1)接有尾汽回收罐(2)，尾汽回收罐(2)上部接入进水管(5)，进水管(5)在罐内接有喷淋头(3)，尾汽回收罐(2)上端设有排气管(4)，下部接出输热管(6)，输热管(6)的另一端接蒸发器(7)的热介质进口(8)，蒸发器(7)的泄水口(11)通过管道与尾汽回收罐(2)的进水管(5)相连通，喷淋头(3)的下面装配带有许多通透孔隙的滞流层(13)。
2.根据权利要求1所述的利用管束干燥机尾汽的蒸发器，其特征在于：所说的蒸发器(7)有两个或两个以上，组成多效蒸发器，相邻两个蒸发器(7)之间，上一蒸发器的排料口(12)通过管道连通下一个蒸发器(7)的进料口(9)，上一蒸发器的排汽口(10)通过管道连通下一个蒸发器的热介质进口(8)。
3.根据权利要求1所述的利用管束干燥机尾汽的蒸发器，其特征在于：所说的尾气回收罐(2)内喷淋头(3)与滞流层(13)之间设有雾化区(14)。
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