CN103466733B - 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
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 (5)
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（ 5 ）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（5）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。
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