CN105617704A - 一种用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐 - Google Patents

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周乔
吴宏
李育隆
付博
王志
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Abstract

本发明公开了一种用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，包括蒸发罐、蒸发罐包括上罐体、下罐体以及设于上罐体、下罐体两侧的密封端盖，上罐体与下罐体的安装面以及上罐体、下罐体与两侧密封端盖的安装面均通过法兰连接；上罐体设有料液进口和蒸汽出口，下罐体底部设有与其一体成型的分离室，分离室底部设有浓液出口管，分离室包括嵌入下罐体内与之连为一体的过渡段以及突出下罐体外的分离室椎体，过渡段呈向上凸起的弧面，分离室椎体顶部为与下罐体连接的椭圆口、底部为与浓液出口管相连的圆形口。本发明构造简单，安装、检修、更换均方便快捷；在蒸发冷凝罐设置一体化分离室，有助于方便并高效的达到不同浓度料液分离的目的。

Description

一种用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐
技术领域
本发明涉及水处理领域以及化工和液体浓缩行业的工艺流程中所使用的蒸发冷凝罐，具体涉及一种用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐。
背景技术
机械压汽蒸馏MVR（MechanicalVaporRecompression）工艺将低温的饱和蒸汽经压缩机压缩，使其压力、温度升高，热焓增加，然后再作为热蒸汽使用，以达到蒸发、分离及节能的目的。由于MVR工艺是一种节能型的水处理技术，因此得到了广泛的应用，目前在污水处理、液体蒸馏浓缩、海水淡化等化工行业的工艺流程中均使用了MVR工艺。
蒸发和冷凝是MVR工艺过程的重要环节，蒸发设备及冷凝设备效率的高低又会对整个MVR系统的效率有着重要的影响。在蒸发工艺中，蒸发器用于将料液由液态蒸发为气态，蒸发出来的蒸汽继而进入到下一个工艺设备中。目前的蒸发器通常对物料的适应性低，对于一些成分复杂、有机含量高、盐分含量高、易结垢的料液往往效率低下，甚至无法完成正常蒸发过程。同样在冷凝工艺中，冷凝器用于将已蒸发的料液从气态冷凝为液态，从而释放料液蒸汽的汽化潜热。在MVR工艺过程中，冷凝和蒸发的温差受压缩机能力的限制，因此高效的冷凝是回收系统热量的关键。
此外，尤其是在采用MVR工艺的废水处理领域中，由于废水成分极其复杂，蒸发冷凝器的工作环境也非常恶劣，现有的蒸发器往往会遇到结垢、污物处理困难、安装检修困难、蒸发效率低、蒸发量不稳定随浓度变化大等缺点。
发明内容
发明目的：针对现有技术的不足，本发明提供一种用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，构造简单，且能够方便高效地对不同浓度料液进行分离。
技术方案：本发明所述用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，包括蒸发罐，所述蒸发罐包括上罐体、下罐体以及设于上罐体、下罐体两侧的密封端盖，上罐体与下罐体的安装面以及上罐体、下罐体与两侧密封端盖的安装面均通过法兰连接；所述上罐体设有料液进口和蒸汽出口，所述下罐体底部设有与其一体成型的分离室，分离室底部设有浓液出口管，所述分离室包括嵌入所述下罐体内与之连为一体的过渡段以及突出所述下罐体外的分离室椎体，过渡段呈向上凸起的弧面，分离室椎体顶部为与所述下罐体连接的椭圆口、底部为与所述浓液出口管相连的圆形口。
进一步完善上述技术方案，所述蒸发罐内沿其轴向设有旋转轴，旋转轴上分布有若干个旋转盘，相邻旋转盘之间设有冷凝器，所述密封端盖设有供所述旋转轴穿出的轴孔，所述旋转轴穿出两侧密封端盖的一端通过轴承座固定、另一端通过联轴器与减速器相连，减速器通过皮带轮与电机相连，电机通过皮带轮、减速器带动旋转轴转动，旋转盘跟随旋转轴转动对所述蒸发罐内的液体进行蒸发，蒸发后产生的蒸汽从所述蒸汽出口排出或进入冷凝器冷凝成液体。
进一步地，所述密封盖板上沿所述轴孔外圈径向均匀分别有加强筋。
进一步地，所述蒸发罐、轴承座、减速器、电机均安装在钢架上，钢架底部通过基座支撑。
进一步地，所述蒸发罐通过鞍座支撑在所述钢架上，所述钢架中部设有通孔，所述浓液出口管伸入所述通孔并在所述基座的支撑下与安装水平面保持悬空。
进一步地，所述蒸发罐呈圆柱形，直径为0.5~5m，长度为1~15m。
进一步地，所述浓液出口管底部设有法兰盘。
本发明提出一种用于机械压汽蒸馏MVR工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，蒸发罐由上罐体、下罐体和两侧密封盖板组成，通过法兰连接，构造简单，安装、检修、更换均方便快捷；通过在蒸发冷凝罐底部设置与之一体成型的分离室，提高了蒸发罐对蒸发料液的适应性，对于多样性、复杂性、易结垢的料液，该蒸发冷凝罐更能发挥优势，能够方便、高效的达到不同浓度料液分离的目的。蒸发罐内旋转盘由电机带动旋转，旋转使得料液的流动边界层和温度边界层都变薄，随着旋转速度的加快，热边界层的厚度变得越薄，从而蒸发器和料液的换热系数也越高，强化换热的效果也越好，良好的换热使该旋转蒸发器对料液的适应性上有较大的改善。同时这种强化换热的效果也促进了冷凝器的换热，使得冷凝器内换热更加高效。
有益效果：与现有技术相比，本发明的优点：1）构造简单，安装、检修、更换均方便快捷；2）对蒸发料液的适应性广，对于多样性、复杂性、易结垢的料液，该蒸发冷凝罐更能发挥优势；3）分离室与罐体连成一体，有助于浓缩料液在重力作用下直接就分离至与蒸馏罐相连的分离室中，使得蒸发器系统的复杂度降低；4）不同的旋转盘转速可得到不同的蒸发量；5）强化换热、蒸发冷凝的效率高。
附图说明
图1为本发明的带分离室的蒸发冷凝罐结构图；
图2为本发明的带分离室的蒸发冷凝罐内部结构图；
图3为分离室与蒸发罐的结构示意图；
图4为分离室的结构示意图；
图5为分离室的俯视图。
图中：1、蒸发罐，2、上罐体，3、下罐体，4、密封端盖，5、分离室，6、轴孔，7、联轴器，8、减速器，9、皮带轮，10、电机，11、轴承座，12、鞍座，13、钢架，14、基座，15、旋转盘，16、冷凝器，17、料液入口，18、蒸汽出口，19、浓液出口管，20、加强筋，51、过渡段，52、椭圆口，53、分离室椎体，54、圆形口，91、法兰盘。
具体实施方式
下面通过附图对本发明技术方案进行详细说明。
实施例1：如图1至图5所示的带分离室的蒸发冷凝罐，包括基座14、设于基座14上的钢架13以及通过鞍座12支撑在钢架13上的蒸发罐1；蒸发罐1为圆柱状，直径为3m，长度为10m，主要包括上罐体2、下罐体3以及设于上罐体2、下罐体3两侧的密封端盖4，上罐体2、下罐体3连接处以及上罐体2、下罐体3与密封端盖4之间的安装面均通过法兰连接，密封端盖4上设有用于安装旋转蒸发器的轴孔以及沿轴孔径向分布的加强筋20，加强筋20用以提高密封端盖的结构强度，在无需轴孔时通过安装盲法兰达到密封蒸发罐的目的。蒸发罐1内沿其轴向设有旋转轴，旋转轴从轴孔6穿出蒸发罐1的一端通过轴承座11固定、另一端通过联轴器7与减速器8相连，减速器8通过皮带轮9与电机10相连；旋转轴上安装有若干个旋转盘15，相邻旋转盘15之间设有冷凝器16，下罐体3内壁上设有对冷凝器16进行固定的支架。下罐体3底部设有与之一体成型的分离室5，分离室5底部设有浓液出口管19，分离室5包括嵌入下罐体3内与之连为一体的过渡段51以及突出下罐体外的分离室椎体53，过渡段51呈向上凸起的弧面，分离室椎体53顶部为与下罐体3连接的椭圆口52、底部为与浓液出口管9相连的圆形口54，浓液出口管9底部连接有法兰盘91，椭圆口至锥形口的口径逐渐收缩成漏斗形的分离室椎体；钢架13中部设有通孔，浓液出口管19伸入通孔并在基座14的支撑下与地面保持悬空。
工作过程：待处理料液通过料液入口17进入蒸发罐1中，料液液面高度不超过下罐体3的高度，旋转盘15通过减速器8由电机9带动旋转，在旋转盘15旋转的同时料液液膜形式附着在旋转盘15盘面上，此时料液的蒸发形式变为薄膜蒸发，薄膜蒸发的蒸发率较高，料液也更容易被蒸发。此外由于蒸发面积决定着蒸发量大小，旋转盘15旋转越快，其有效蒸发面积就越大，蒸发量就越大，因此通过控制旋转盘15的转速即可改变蒸发量。旋转盘15不仅可以增大液体的蒸发面积，而且可以搅动料液，旋转使得料液的流动边界层和温度边界层都变薄，随着旋转速度的加快，热边界层的厚度变得越薄，从而换热系数也越高，强化换热的效果也越好。此外旋转盘15还可以在旋转的过程中在一定程度上减少结垢，达到除垢和阻垢的目的。
蒸发后的料液蒸汽通过蒸汽出口排出，料液气体进入冷凝器16中冷凝为液体并且放出热量，放出的这些热量可以维持蒸发罐1中液体的继续蒸发。本发明的分离室5与下罐体3连成一体，浓度高密度大的料液会沉淀在底部，进而进入分离室5中，从而达到不同浓度料液分离的目的，最终浓液从浓液出口管19排出。在检修过程中，可根据需要检修的具体位置开启上罐体2或两侧密封端盖4。
本发明经过制作的样机的实测表明：简单的结构能够使得安装检修更换更加快捷，可调节的蒸发量及对料液的广适用性使该蒸发冷凝罐的应用更加灵活，简单的构造使该强化换热的结构使其具有更高的蒸发及冷凝效率，对于多样性、复杂型、易结垢的料液应用更加灵活。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上作出各种变化。

Claims (7)

1.一种用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，包括蒸发罐，其特征在于：所述蒸发罐包括上罐体、下罐体以及设于上罐体、下罐体两侧的密封端盖，上罐体与下罐体的安装面以及上罐体、下罐体与两侧密封端盖的安装面均通过法兰连接；所述上罐体设有料液进口和蒸汽出口，所述下罐体底部设有与其一体成型的分离室，分离室底部设有浓液出口管，所述分离室包括嵌入所述下罐体内与之连为一体的过渡段以及突出所述下罐体外的分离室椎体，过渡段呈向上凸起的弧面，分离室椎体顶部为与所述下罐体连接的椭圆口、底部为与所述浓液出口管相连的圆形口。
2.根据权利要求1所述的用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，其特征在于：所述蒸发罐内沿其轴向设有旋转轴，旋转轴上分布有若干个旋转盘，相邻旋转盘之间设有冷凝器，所述密封端盖设有供所述旋转轴穿出的轴孔，所述旋转轴穿出两侧密封端盖的一端通过轴承座固定、另一端通过联轴器与减速器相连，减速器通过皮带轮与电机相连，电机通过皮带轮、减速器带动旋转轴转动，旋转盘跟随旋转轴转动对所述蒸发罐内的液体进行蒸发，蒸发后产生的蒸汽从所述蒸汽出口排出或进入冷凝器冷凝成液体。
3.根据权利要求2所述的用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，其特征在于：所述密封盖板上沿所述轴孔外圈径向均匀分别有加强筋。
4.根据权利要求2所述的用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，其特征在于：所述蒸发罐、轴承座、减速器、电机均安装在钢架上，钢架底部通过基座支撑。
5.根据权利要求4所述的用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，其特征在于：所述蒸发罐通过鞍座支撑在所述钢架上，所述钢架中部设有通孔，所述浓液出口管伸入所述通孔并在所述基座的支撑下与安装水平面保持悬空。
6.根据权利要求1所述的用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，其特征在于：所述蒸发罐呈圆柱形，直径为0.5~5m，长度为1~15m。
7.根据权利要求1所述的用于机械压汽蒸馏工艺的带分离室的蒸发冷凝罐，其特征在于：所述浓液出口管底部设有法兰盘。
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