CN102366678A - 反重力液体蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种设备，即一种反重力液体蒸发器，包括罐体(1)，罐体(1)上面有上口(2)，下面有下口(7)，罐内上部设有喷液嘴(3)，其特征在于：所说的罐体(1)内装有多片沿水平方向或倾斜方向延伸的板状分散片(8)。其有益效果是：液体主要沿水平或倾斜的板面流动，降低了下落的速度，挥发物质游离机会显著增多，特别是液体能依靠分子引力，克服重力作用，在分散片(8)的下表面沿水平方向或倾斜方向流动，分散作用尤佳。因而可在简化结构、降低高度、降低能耗的情况下达到满意的蒸发效果，液体的质量不受影响，处理成本大幅降低，特别适合食用油脱酸脱臭、石油净化以及多种液体挥发成分提取等作业。

Description

反重力液体蒸发器
技术领域
本发明涉及一种设备，即一种反重力液体蒸发器。
背景技术
油脂等液体物质在加工过程中往往需要去除杂质，其中粗大的颗粒状杂质多用过滤的方法分离，比重大的杂质多用沉淀的方法分离，一些容易气化的杂质多通过分馏或蒸发的方式分离。分馏是对物料加热，使某种物质达到沸点而脱离，需要耗费大量热能，且对某些产品的质量会产生负面影响。蒸发是某种物质经物料表面挥发出去的过程，只要使物料散开，获得尽可能大的表面积，辅之蒸汽和负压措施即可，耗能较低，对产品质量无不良影响，故在实践中应用较多。可是，目前的液体蒸发设备还很不完善，存在着体积高大，生产效率低，净化性能差等不足，急需改进提高。以食用油为例，初榨的油脂里面含有水分和容易挥发的多种异味杂质，需要采用液体蒸发设备进行处理。现有食用油脱酸脱臭的蒸发设备，是在罐体内设置多个立管，立管由下向上通入热气，罐内缓慢注油，当油面超过立管上口，油脂即进入管内，并沿管壁向下流出罐体，异味物质随热气上行而分离出去。此类设备的不足之处是：液体靠重力下行，流速越来越快，这不仅要增加设备的高度，而且蒸发性能随流速的增加而降低，分离效果不理想。为此，人们把罐体内部分为多层空间，分层装配立管，使油脂在较低的速度下停止下流而进入下层重新流动。这样虽然取得了一定的效果，但液体仍未摆脱垂直下行的方式，重力加速度的影响仍然很大，供液体下流的面积也比较小，作业效率也比较低，特别是设备的结构更加复杂，体积也比较庞大，造价居高不下。
发明内容
本发明的目的是提供一种分离杂质的能力更强、设备的体积更小、造价更低、耗能更少、工作效率更高的液体可挥发杂质的分离设备。
上述目的是由以下技术方案实现的：研制一种反重力液体蒸发器，包括罐体，罐体上面有上口，下面有下口，罐内上部设有喷液嘴，其特点是：所说的罐体内装有多片沿水平方向或倾斜方向延伸的板状分散片。
所说的分散片是多片向水平方向延伸的平流板，平流板之间由竖立的纵流板相连。
所说的分散片是多片向倾斜方向延伸的斜流板，斜流板之间由竖立的纵流板相连。
所说的分散片是多片向水平方向延伸的平流板，平流板之间由倾斜的斜流板相连。
所说的分散片是多片向倾斜方向延伸的斜流板，斜流板之间由倾斜的斜流板相连。
所说的分散片的弯折处为圆滑过度面。
所说的罐体的上口与真空器的吸气口相对，罐体的下口与蒸汽输送管口相对。
所说的喷液嘴与输液管相接，输液管上设有设有流量控制器和液气混合室。
本发明的有益效果是：液体主要沿水平或倾斜的板面流动，降低了下落的速度，挥发物质游离机会显著增多，特别是液体能依靠分子引力，克服重力作用，在分散片的下表面沿水平方向或倾斜方向流动，分散作用尤佳。因而可在简化结构、降低高度、降低能耗的情况下达到满意的蒸发效果，液体的质量不受影响，处理成本大幅降低，特别适合食用油脱酸脱臭、石油净化以及多种液体挥发成分提取等作业。
附图说明
图1是第一种实施例的主视图；
图2是第一种实施例的A-A断面俯视图；
图3是第一种实施例的工作原理示意图；
图4是第二种实施例的主视图；
图5是第三种实施例的主视图；
图6是第四种实施例的主视图；
图7是第五种实施例的工作原理示意图；
图8是第五种实施例的部件分散片的放大主视图；
图9是第五种实施例的部件分散片的装配示意图；
图10是第六种实施例的局部放大示意图；
图11是第七种实施例的部件分散片的主视图；
图12是第七种实施例的部件分散片的装配主视图；
图13是第八种实施例的部件分散片的主视图；
图14是第八种实施例的主视图。
图中可见：罐体1，上口2，喷液嘴3，热气管4，输液管5，气液混合室6，下口7，分散片8，平流板9，纵流板10，真空器11，蒸汽管12，套筒13，立柱14，吊索15，斜流板16，过渡面17。
具体实施方式
本发明总的构思是以液体平动代替垂直流动的方式，特别是使液体克服重力作用靠内部分子引力在平面或斜面的下侧平动，从而得到更均匀的分散，使挥发物质更彻底的蒸发出去。
第一种实施例：如图1、2所示，这种蒸发器有一个细高的中空罐体1，罐体1的横断面可以是矩形、棱形、圆形或椭圆形等形状之一，罐体1的上方有上口2，下端有下口7，上口2可接真空器，下口7为排料口，并与蒸汽管相对。在罐体1的上部，设有喷液嘴3，喷液嘴3与输液管5相通，输液管5上装有气液混合室6，液体进入气液混合室6与热气管4输入的热气相混合，流动性增强，随后在流量控制器的控制下定量泵入喷液嘴3，喷送到罐体1里面。其特点是：罐体1里面装有由薄板弯折而成的分散片8。分散片8弯折的方式很多，图中仅例举一种水平和垂直反复回折的方式，我们把水平的薄板成为平流板9，把竖立的薄板称为纵流板10，多片上下相对的平流板9由多片纵流板10相连接构成一排分散片8。分散片8的数量至少有一排，图1中例举的是三排，当然还可以更多。这种分散片8可以通过多种支撑方式固定在罐体内。
结合图3可见液体在分散片8上的流动过程：到达分散片8上表面的液体向周围平流，在边缘处受重力作用向下流动，但由于液体的量较小，受液体与板面之间的引力以及液体内部分子间的引力作用，不会直接下落，而是沿分散片下表面平动，间或有少许滴落到下一层板面上继续平动，多数流至纵流板10再向下流。在反复回折的过程中，重力加速度在纵向流动时短暂积累后立即进入平动过程而降为0，刚刚积累的微小动能，成为推动流体缓慢扩散的动力，并在摩擦中迅速消耗。显然，在液体的粘度、流量确定的情况下，采用合理的结构参数，液体就能在板面上不断的分散和重组，反复形成新的薄层，在逆向蒸汽的作用下，其中的易挥发物质就会脱离分子的束缚而游离出去。
为了验证上述理论的正确性，2008年以来我们进行了多次对比实验。其中，葵花油、大豆油脱酸脱臭的实验取得了比较完整的数据。数据表明，本装置与现有的立管式多层挥发罐相比，在处理量和净化指标相同的情况下，其高度降低50％以上，蒸汽消耗量下降40％以上，上限净化指标远高于对照设备，产品档次显著提高，设备造价大幅度降低，受到了有关专家学者的好评。
第二种实施例：如图4所示，罐体1上大下小，上圆下方，里面的分散片8是由平流板9和纵流板10组成，分两组。分散片8的上端平齐，上部分散片8的平流板9和纵流板10呈阶梯状，下部呈反复回折状。
第三种实施例：如图5所示，罐体1的上口装有真空器11，下口装有蒸汽管12，罐内的分散片8分三种形式，一种是装在罐体1内壁上的多层环状平流板9，二是罐体1里面还套装有套筒13，套筒13内外均装有多片环状平流板9，三是罐内正中有一支立柱14，立柱14周围也装有多片环状平流板9。相邻两排平流板9之间相互交错穿插。罐体1的内壁、罐内的套筒13以及立柱14都相当于纵流板10，液体能在各个平流板9的上下平面和纵流板10上反复回折流动。这种结构比较适合圆筒状罐体1，能够更好的利用罐体内壁及其附近的空间，增加工作面积，提高作业效率。
第四种实施例：图6所示的装置与第三种实施例基本相同，所不同之处是，里面的套筒13、立柱14连同上面的平流板9是一个整体，由柔软的吊索15吊挂在罐体1的里面，可以自动调整位置，保持分散片8的平整度，对安装的水平要求较低。
第五种实施例：图7表示的分散片8和第一种实施例比较相似，只是其中的平流板出现了一定的倾斜，称为斜流板16，斜流板16的倾斜方向与液体流动方向一致，就是沿液体流动方向，斜流板16略有降低，与水平线的夹角α≤5°，1-2°为宜。
此外，由图8可见，斜流板16与纵流板10的交汇处是为圆角，就是圆滑过渡的过渡面17。
图9介绍了多片分散片8交错穿插的组合状态，这种机构比较适合横断面为矩形的罐体1。
实验表明，上述的斜流板16和纵流板10圆滑过渡连接的方式，对于改善液体的流动状态具有重要的作用，液体不仅可以沿斜流板16的上表面均匀的流动，还能在斜流板16的下表面顺利平稳的流到一头，再经由纵流板10向下流动，效果比较理想。
第六种实施例：图10表示的分散片8是在竖立的纵流板10的一侧接出多片薄板，这种薄板中线水平，应属于平流板9，但上下两个表面却有一定的倾斜，应属于斜流板16。是平流板9与斜流板16的结合类型，这种结构比较适合罐体1内壁与分散片8的连接结构。
第七种实施例：图11表示的分散片8是平流板9和斜流板16相接合的结构形式，分散片8有多片平置且平行的平流板9，每两片相邻的平流板9之间均由斜流板15将其首尾相连，构成“Z”型结构。这种结构液体竖直运动的过程进一步减少，分散性能更好。特别便于像图12那样多片套装，由于套装的每条分散片8都是一样的，便于批量生产，增强了技术方案的可行性。
第八种实施例：图13表示的分散片8是由多片首尾相接反复回折的斜流板16组成，按照图14的形式安装在罐体1里面，斜流板16两面的液体流动非常均匀顺畅，而且制造非常方便，是一种很容易推广普及的结构形式。

Claims (10)

1.一种反重力液体蒸发器，包括罐体(1)，罐体(1)上面有上口(2)，下面有下口(7)，罐内上部设有喷液嘴(3)，其特征在于：所说的罐体(1)内装有多片沿水平方向或倾斜方向延伸的板状分散片(8)。
2.根据权利要求1所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的分散片(8)是多片向水平方向延伸的平流板(9)，平流板(9)之间由竖立的纵流板(10)相连。
3.根据权利要求1所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的分散片(8)是多片向倾斜方向延伸的斜流板(16)，斜流板(16)之间由竖立的纵流板(10)相连。
4.根据权利要求1所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的分散片(8)是多片向水平方向延伸的平流板(9)，平流板(9)之间由倾斜的斜流板(16)相连。
5.根据权利要求1所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的分散片(8)多片向倾斜方向延伸的斜流板(16)，斜流板(16)之间由倾斜的斜流板(16)相连。
6.根据权利要求1所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的分散片(8)的弯折处为圆滑过度面(17)。
7.根据权利要求2所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的纵流板(10)分别为罐体(1)的内壁、罐内的套筒(13)的两侧以及罐中的立柱(14)的表面，所说的平流板(9)呈环状，分别固定在罐体(1)的内壁、罐内的套筒(3)两侧以及罐中的立柱(14)的周围，且相互错开穿插。
8.根据权利要求7所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的罐内的套筒(13)、立柱(14)和上面安装的平流板(9)为一整体结构，由柔软的吊索(15)悬吊在罐体(1)内。
9.根据权利要求1所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的罐体(1)的上口(2)与真空器(11)的吸气口相对，罐体(1)的下口(7)与蒸汽输送管(12)相对。
10.根据权利要求1所述的反重力液体蒸发器，其特征在于：所说的喷液嘴(3)与输液管(5)相接，输液管(5)上设有设有流量控制器和液气混合室(6)。
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