CN103466733A - 水处理蒸发器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种水处理蒸发器。采用的技术方案是:由上管箱、换热段和下管箱构成一体结构;上管箱与换热段通过焊接连接在一起,换热段和下管箱通过紧固件连接在一起;上管箱内设有管式分配器和布水板,下管箱内设有导流装置、丝网除沫器和喷淋清洗装置;介质自上而下通过上述结构可达到降膜蒸发、汽液分离、循环蒸发的效果;本发明创造结构设计合理,蒸发效率高,可清洗,可循环利用,占地面积小,值得广泛推广。

Description

水处理蒸发器
技术领域
本发明创造涉及一种水处理蒸发器,尤其涉及一种针对浓盐水加热蒸发处理的蒸发器。
背景技术
我国是一个缺油、少气而煤炭资源相对而言比较丰富的国家,近年来煤制天然气、煤制甲醇、煤制烯烃等煤化工行业非常盛行;煤气化工艺主要包括鲁奇碎煤加压气化、德士古水煤浆气化、壳牌粉煤气化技术等,在各种煤气化工艺中均会产生大量高浓度盐水,这些高浓度盐水难以用常规的污水处理工艺进行处置。
发明内容
为了解决上述问题,本发明创造的目的是提供一种结构简单,加热均匀,能有效处理浓盐水的水处理蒸发器,打破了传统的浓盐水蒸发方式,循环利用,大大提高装置的生产效率和质量。
本发明创造采用的技术方案是:水处理蒸发器,由上管箱、换热段和下管箱构成一体结构。
所述的上管箱是:由封头、筒体Ⅰ、管式分配器、布水板、排气口、人孔Ⅰ和视镜Ⅰ组成;封头与筒体Ⅰ焊接,管式分配器置于筒体Ⅰ内,管式分配器的两端分别与筒体Ⅰ上的进料插入管和清洗进口连接,布水板位于上管箱底部,排气口设在封头顶部;人孔Ⅰ和视镜Ⅰ设在筒体Ⅰ上。
所述的换热段是:由上管板、下管板、换热管和筒体Ⅱ组成;上管板、下管板、换热管和筒体Ⅱ通过焊接相连接;筒体Ⅱ上设有蒸汽进口、蒸馏水出口、放空口、外导流筒、膨胀节和轴式吊耳;筒体Ⅱ内部设有拉杆和折流板;外导流筒处的筒体Ⅱ上设有矩形孔,周向均布。
所述的下管箱是:由锥体Ⅰ、筒体Ⅲ、锥体Ⅱ、喷淋清洗装置、丝网除沫器、导流装置和裙座组成;锥体Ⅰ、筒体Ⅲ、锥体Ⅱ和裙座通过焊接相连接;导流装置安装在锥体Ⅰ内,丝网除沫器安装于锥体Ⅰ内部下端与导流装置之间的空间内,喷淋清洗装置安装于丝网除沫器下部,并与设在筒体Ⅲ上的清洗液进口插入管连接,锥体Ⅰ上端设有蒸汽出口;锥体Ⅱ下端设有循环出料口;筒体Ⅲ上设有人孔Ⅱ和视镜Ⅱ。
上述的水处理蒸发器,所述的管式分配器是:由主管和若干支管构成;主管的两端分别与进料插入管和清洗进口连接,主管上设有若干接管,每个支管的一端通过接管与主管连接,另一端设有堵板,并通过连接板Ⅰ与筒体Ⅰ内壁连接,主管和支管上设有若干圆孔。
上述的水处理蒸发器,所述的布水板是:由上布水板和下布水板构成,布水板通过连接板Ⅱ与筒体Ⅰ内壁连接;上布水板上钻有若干孔,正三角形均匀分布;下布水板上钻有若干孔,正六边形均匀分布。
上述的水处理蒸发器,所述的导流装置为圆筒形结构,下端设有锥形结构,锥角为60度。
上述的水处理蒸发器,所述的喷淋清洗装置是:环管上设有若干向上的喷嘴,环管固定于筒体Ⅲ内部,并与清洗液进口插入管连接。
上述的水处理蒸发器,锥体Ⅰ上端设有蒸汽出口。
上述的水处理蒸发器,锥体Ⅱ下端设有循环出料口。
本发明创造的主要技术指标如表1。
表1  水处理蒸发器主要技术指标
  壳程 管程
工作压力          MPa <0.05 <0.05
设计压力          MPa 0.05/-0.05 0.05
工作温度          ℃ 109 101.5
设计温度          ℃ 120 120
介质   蒸汽 浓盐水
介质特性 -- --
腐蚀裕量          mm 0 0
气压试验压力      MPa 0.056 0.056
气密试验压力      MPa -- --
AB类焊缝系数 1.0 1.0
本发明创造的有益效果是:
1. 为了能使浓盐水均匀的分布到各个换热管中,沿换热管壁形成液膜,本发明创造采用管式分配器和布水板结构,达到了上述目的;浓盐水经进料插入管进入主管,再流入6根支管中,然后通过主管和支管上的小孔流出,喷淋状散落到布水板上,再流经两层布水板上的小孔后,均匀散落到换热管四周,然后流入换热管,在换热管内壁形成液膜,液膜受换热管加热形成蒸汽。
2. 为了能使壳程中的蒸汽对换热管均匀加热,本发明创造采用外导流筒及外导流筒处的筒体Ⅱ周向设置矩形孔的结构,达到了上述目的;蒸汽经外导流筒及矩形孔周向均匀流入筒体Ⅱ内,对换热管进行加热。
3. 为了能使汽液有效分离,本发明创造采用锥体扩大了下管箱,采用导流装置及丝网除沫器,到达了上述目的;液体及蒸汽的混合物经导流装置流入下管箱,由于密度及重力作用,液体直接流向下方的循环出料口,排出后再次循环,蒸汽则上升,经丝网除沫器除去泡沫后,经蒸汽出口排出。
4. 为了使丝网除沫器上附着的杂质能够被定期清理,不影响使用效果,本发明创造设置了喷淋清洗装置对丝网除沫器进行喷淋清洗;喷淋清洗装置位于丝网除沫器下方,清洗液经进口插入管流入环管,然后经由环管上的18个向上的喷嘴散射状喷出对丝网除沫器进行喷淋清洗。
附图说明
图1为本发明创造的结构示意图。
图2为本发明创造的管式分配器结构示意图。
图3为本发明创造的布水板结构示意图。
图4为本发明创造的喷淋清洗装置结构示意图。
具体实施方式
如图1-图4所示,水处理蒸发器,由上管箱(1)、换热段(2)和下管箱(3)构成一体结构;上管箱与换热段通过焊接连接在一起,换热段和下管箱通过紧固件连接在一起。
所述的上管箱(1)是:由封头(4)、筒体Ⅰ(5)、管式分配器(6)、布水板(7)、排气口(8)、人孔Ⅰ(9)和视镜Ⅰ(10)组成。
封头(4)与筒体Ⅰ(5)焊接。
管式分配器(6)置于筒体Ⅰ(5)内。如图2所示,管式分配器(6)由1根主管(11)和6根支管(12)构成;主管(11)一端通过法兰(13)与进料插入管(14)连接,另一端通过法兰与清洗进口(15)连接,主管(11)上设有6个接管(16),每个支管(12)的一端通过法兰(17)和接管(16)与主管(11)连接,支管(12)的另一端设有堵板(18),并通过连接板Ⅰ(19)与筒体Ⅰ(1)内壁连接,主管(11)和支管(12)上钻有若干直径为14mm的圆孔,孔间距为35mm,正方形均匀分布,且有一排孔方向朝下,便于介质排净。
布水板(7)位于上管箱(1)底部。如图3所示,布水板(7)为双层结构,分为上布水板(20)和下布水板(21),布水板通过连接板Ⅱ(22)与筒体Ⅰ(1)内壁相连接;上布水板(20)上钻若干直径为20mm的孔,孔间距为65mm,正三角形均匀分布;下布水板(21)上钻若干直径为20mm的孔,正六边形均匀分布,任意相邻两个六边形的中心距为65mm,且上布水板孔中心、下布水板六边形的中心及管板上换热管的中心重合。
排气口(8)设在封头(4)顶部;人孔Ⅰ(9)和视镜Ⅰ(10)设在筒体Ⅰ(5)上。
所述的换热段(2)是:由上管板(23)、下管板(24)、换热管(25)和筒体Ⅱ(26)组成;上管板(23)、下管板(24)、换热管(25)和筒体Ⅱ(26)通过焊接相连接;筒体Ⅱ(26)上设有蒸汽进口(27)、蒸馏水出口(28)、放空口(29)、外导流筒(30)、膨胀节(31)和轴式吊耳(32);筒体Ⅱ(26)内部设有拉杆(33)和折流板(34);外导流筒(30)处的筒体Ⅱ(26)上设有矩形孔(35),周向均布。
所述的下管箱(3)是:由锥体Ⅰ(37)、筒体Ⅲ(38)、锥体Ⅱ(39)、喷淋清洗装置(40)、丝网除沫器(41)、导流装置(42)和裙座(43)组成;锥体Ⅰ(37)、筒体ⅡⅠ(38)、锥体Ⅱ(39)和裙座(43)通过焊接相连接。
导流装置(42)为圆筒形结构,安装在锥体Ⅰ(37)内,下端设有锥形结构,锥角为60度。
丝网除沫器(41)安装于锥体Ⅰ(37)内部下端与导流装置(42)之间的空间内,通过连接板Ⅲ(44)固定。
喷淋清洗装置(40)安装于丝网除沫器(41)下部。如图4所示,喷淋清洗装置(40)由环管(45)构成,环管(45)通过接管法兰(47)与清洗液进口插入管(48)连接,环管(45)上设有18个向上的喷嘴(46),均匀分布,环管(45)通过U形螺栓(49)及连接板Ⅳ(50)固定于筒体Ⅲ(38)内部,能有效对丝网除沫器进行清洗。
锥体Ⅰ(37)上端设有蒸汽出口(51),能有效使蒸汽聚拢并排出;锥体Ⅱ(39)下端设有循环出料口(52) ,能有效排出物料并循环利用;筒体Ⅲ(38)上设有人孔Ⅱ(53)和视镜Ⅱ(54)。
上述的水处理蒸发器:上管箱、管式分配器、布水板、换热管、导流装置、喷淋清洗装置采用TA2材料;管板采用S31603ⅡⅠ/TA2复合板材料;下管箱采用S31603/TA2复合板材料。
本发明创造的工作原理是:蒸汽经蒸汽进口进入筒体Ⅱ内,在筒体Ⅱ内流动时对换热管进行加热;浓盐水经进料插入管进入上管箱管式分配器主管,再流入6根支管中,然后通过主管和支管上的小孔流出,喷淋状散落到布水板上,再流经两层布水板上的小孔后,均匀散落到换热管四周,然后流入换热管,在换热管内壁形成液膜,液膜受换热管加热形成蒸汽;液体及蒸汽的混合物经导流装置流入下管箱,由于密度及重力作用,液体直接流向下方的循环出料口,排出后再次循环,蒸汽则上升,经丝网除沫器除去泡沫后,经蒸汽出口排出。

Claims (7)

1.水处理蒸发器,其特征在于:上管箱(1)、换热段(2)和下管箱(3)构成一体结构;
所述的上管箱(1)是:由封头(4)、筒体Ⅰ(5)、管式分配器(6)、布水板(7)、排气口(8)、人孔Ⅰ(9)和视镜Ⅰ(10)组成;封头(4)与筒体Ⅰ(5)焊接,管式分配器(6)置于筒体Ⅰ(5)内,管式分配器(6)的两端分别与筒体Ⅰ(5)上的进料插入管(14)和清洗进口(15)连接,布水板(7)位于上管箱(1)底部,排气口(8)设在封头(4)顶部;人孔Ⅰ(9)和视镜Ⅰ(10)设在筒体Ⅰ(5)上;
所述的换热段(2)是:由上管板(23)、下管板(24)、换热管(25)和筒体Ⅱ(26)组成;上管板(23)、下管板(24)、换热管(25)和筒体Ⅱ(26)通过焊接相连接;筒体Ⅱ(26)上设有蒸汽进口(27)、蒸馏水出口(28)、放空口(29)、外导流筒(30)、膨胀节(31)和轴式吊耳(32);筒体Ⅱ(26)内部设有拉杆(33)和折流板(34);外导流筒(30)处的筒体Ⅱ(26)上设有矩形孔(35),周向均布;
所述的下管箱(3)是:由锥体Ⅰ(37)、筒体Ⅲ(38)、锥体Ⅱ(39)、喷淋清洗装置(40)、丝网除沫器(41)、导流装置(42)和裙座(43)组成;锥体Ⅰ(37)、筒体Ⅲ(38)、锥体Ⅱ(39)和裙座(43)通过焊接相连接;导流装置(42)安装在锥体Ⅰ(37)内,丝网除沫器(41)安装于锥体Ⅰ(37)内部下端与导流装置(42)之间的空间内,喷淋清洗装置(40)安装于丝网除沫器(41)下部,并与设在筒体Ⅲ(38)上的清洗液进口插入管(48)连接,锥体Ⅰ(37)上端设有蒸汽出口(51);锥体Ⅱ(39)下端设有循环出料口(52);筒体Ⅲ(38)上设有人孔Ⅱ (53)和视镜Ⅱ (54)。
2.按照权利要求1所述的水处理蒸发器,其特征在于:所述的管式分配器(6)是:由主管(11)和若干支管(12)构成;主管(11)的两端分别与进料插入管(14)和清洗进口(15)连接,主管(11)上设有若干接管(16),每个支管(12)的一端通过接管(16)与主管(11)连接,另一端设有堵板(18),并通过连接板Ⅰ(19)与筒体Ⅰ(1)内壁连接,主管(11)和支管(12)上设有若干圆孔。
3.按照权利要求1所述的水处理蒸发器,其特征在于:所述的布水板(7)是:由上布水板(20)和下布水板(21)构成,布水板(7)通过连接板Ⅱ(22)与筒体Ⅰ(1)内壁连接;上布水板(20)上钻有若干孔,正三角形均匀分布;下布水板(21)上钻有若干孔,正六边形均匀分布。
4.按照权利要求1所述的水处理蒸发器,其特征在于:所述的导流装置(42)为圆筒形结构,下端设有锥形结构,锥角为60度。
5.按照权利要求1所述的水处理蒸发器,其特征在于:所述的喷淋清洗装置(40)是:环管(45)上设有若干向上的喷嘴(46),环管(45)固定于筒体Ⅲ(38)内部,并与清洗液进口插入管(48)连接。
6.按照权利要求1所述的水处理蒸发器,其特征在于:锥体Ⅰ(37)上端设有蒸汽出口(51)。
7.按照权利要求1所述的水处理蒸发器,其特征在于:锥体Ⅱ(39)下端设有循环出料口(52)。
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