CN106730947A - 一种降膜蒸发器液体分布装置 - Google Patents

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Abstract

一种降膜蒸发器液体分布装置，包括加热管、管板、分配盘、分散盘、封头和进料管，加热管的上部插有引流管，引流管的下部呈喇叭状，引流管与加热管同轴，并且引流管的外壁与加热管的内壁有间隙，管板上的加热管呈正三角形分布，分配盘上分配盘孔直径为3~6mm，引流管的支撑板与管板有间隙。料液从分配盘孔流到管板后溢流进入引流管,由于引流管间存液的缓冲作用使液体分布较为均匀,在加热管壁料液成膜也较为稳定，同时本装置分配盘孔的设计对料液分布的影响没有普通液体分布器那么大,相对较简单。

Description

一种降膜蒸发器液体分布装置
技术领域
本发明属于蒸发器设计领域，尤其是一种降膜蒸发器液体分布装置。
背景技术
列管式降膜蒸发器通常用于液体的浓缩，主要由蒸发室、分离室、液体分布器等部件组成。蒸发时液态物料经分布器均匀地送入到蒸发室加热列管内壁，液态物料在本身的重力作用下沿管壁呈膜状向下流动，同时进行蒸发。降膜蒸发器具有物料加热时间短、效率高、节约能源、不易结垢、便于清洗等优点,在化工、轻工、食品、医药等工业行业中应用广泛。 液体分布器的作用是使料液均匀地分布到每根加热管中,并沿加热管内壁在重力和自蒸发的二次蒸汽的作用下形成膜状自上而下流动。因此,液体分布器是降膜蒸发器的关键部件,其设计非常重要,合理与否直接影响蒸发器的料液成膜效果和传热效率,关系到整套设备的生产使用性能。
传统降膜蒸发器在使用过程中，要确保列管降膜蒸发器的换热效率，确保溶液在列管上均匀分布，仍有以下技术问题有待进一步改进 ：
1 、液膜厚度在列管的上下分布不匀，在加热管壁料液成膜效果差甚至出现局部干壁的问题。当进料发生波动时这种不均就更加明显，由于分配盘孔孔径不能过小，(太小容易堵塞,且设备通用性不强)，有时黏度小的料液因料液二次蒸汽干扰等各种原因甚至会部分飞溅进入加热管中。
2、另外,普通液体分布器为解决料液冲击及分布不均的问题往往采用3层以上分配盘,结构非常复杂。且普通液体分布器分配孔的设计对料液分布影响较大。而实际设计中分配孔的数量和孔径往往难以确定,经常出现较大偏差。
3 、由于工质蒸汽流动、液量不足、列管表面粗糙度不同等原因造成管间液流沿竖直方向的偏离。
4 、随着溶剂的蒸发，物料慢慢减少，在列管的底部出现偏流。以上问题会导致降膜蒸发器在工作过程中，蒸发管表面产生局部干涸现象，液态物料在垂直方向易偏流，尤其是在蒸发器底部的管束，液态物料流量减少，极易受其影响而产生局部干涸现象，降低蒸发效率，引起有效换热质量的损失。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明目的在于提供一种结构简单，液体分布均匀，在加热管壁料液成膜稳定的降膜蒸发器液体分布装置。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种降膜蒸发器液体分布装置，包括加热管、管板、分配盘、分散盘、封头和进料管，加热管的上部插有引流管。
进一步地，引流管的下部呈喇叭状。
进一步地，引流管与加热管同轴，并且引流管的外壁与加热管的内壁有间隙，料液沿引流管内壁流下时由于喇叭状部位的导流作用而流向加热管壁,最终料液在加热管内壁成膜状流下。
进一步地，管板上的加热管呈正三角形分布。
进一步地，分配盘上分配盘孔直径为3~6mm。孔径过小容易堵塞,孔径过大及数量过多则会导致局部小孔发生断流。
进一步地，引流管的支撑板与管板有间隙，有小部分料液从引流管支承板与管板间的间隙渗入加热管内壁,这种设计保证了管板上面不会形成操作结束后的物料积液现象。
本发明的有益效果是：降膜蒸发器液体分布装置料液从分配盘孔流到管板后溢流进入引流管,由于引流管间存液的缓冲作用使料液进料状况对其分配的影响不那么敏感,因此液体分布较为均匀,在加热管壁料液成膜也较为稳定。本分布装置盘孔的设计对料液分布的影响也没有普通液体分布器那么大,因此设备设计难度亦相对较小。
附图说明
图1降膜蒸发器液体分布装置简图
图中：1、加热管；2、引流管；3、管板；4、分配盘；5、分散盘；6、封头；7、进料管。
图2分配盘间孔与加热管孔相对位置图 ，图中：9、加热管孔；10、分配盘孔。
图3引流管结构图 ，图中：1、加热管；2、引流管；3、管板；8、支撑板。
具体实施例
一种降膜蒸发器液体分布装置，包括加热管1、管板3、分配盘4、分散盘5、封头6和进料管7，加热管1的上部插有引流管2。
进一步地，引流管2的下部呈喇叭状。
进一步地，引流管2与加热管1同轴，并且引流管2的外壁与加热管1的内壁有间隙，料液沿引流管内壁流下时由于喇叭状部位的导流作用而流向加热管壁,最终料液在加热管内壁成膜状流下。
进一步地，管板3上的加热管1呈正三角形分布。
进一步地，分配盘4上分配盘孔直径为3~6mm。孔径过小容易堵塞,孔径过大及数量过多则会导致局部小孔发生断流。
进一步地，引流管2的支撑板8与管板有间隙，有小部分料液从引流管支承板与管板间的间隙渗入加热管内壁,这种设计保证了管板上面不会形成操作结束后的物料积液现象。
操作时,料液由进料管7进入分散盘5后从分散盘5堰溢流并从盘底筛孔流出,经料液分配盘4平均分布到管板3上,而后料液在管板3上以溢流方式流入插在加热管1上的引流管2,最终进入加热管1内壁成膜状流下。料液由于循环泵强制循环作用不断从进料管进入,在加热管1上产生的二次蒸汽被强制随液膜自上而下一同到达蒸馏釜室。 在分布装置的设计中,分配盘4上孔的排布方式非常重要, 分配盘孔10的相对位置如图2所示。管板3上的加热管1呈正三角形排列。分配盘孔10在管板上的投影位置须与加热管1错开,保证料液落入引流管周围最后溢流进入引流管2。分配盘孔10的直径一般为3～ 6 mm。孔径过小容易堵塞,孔径过大及数量过多则会导致局部小孔发生断流。
本装置设计上与传统分布器最大的不同之处是增加了插置在每根加热管1上部的引流管2。本例结构见图3, 操作时料液从分配盘孔10流到引流管2周围的管板3上,然后溢流进入引流管2。引流管2下部加工成呈喇叭状扩大并贴近加热管1壁,当料液沿引流管2内壁流下时由于喇叭状部位的导流作用而流向加热管1壁,最终料液在加热管1内壁成膜状流下。另外，有小部分料液从引流管支承板8与管板3间的间隙渗入加热管1内壁,这种设计亦保证了管板3上面不会形成操作结束后的物料积液现象。
引流管2的制造工艺非常重要,加工时每支引流管2支承板8底至管上端口的尺寸误差应较小,才能保证管板3上所有引流管口的高度一致。
降膜蒸发器液体分布装置料液从分配盘孔10流到管板3后溢流进入引流管2,由于引流管2间存液的缓冲作用使料液进料状况对其分配的影响不那么敏感,因此液体分布较为均匀,在加热管1壁料液成膜也较为稳定。本分布装置分配盘孔10的设计对料液分布的影响也没有普通液体分布器那么大,因此设备设计难度亦相对较小。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (6)

1.一种降膜蒸发器液体分布装置，其特征在于：包括加热管（1）、引流管（2）、管板（3）、分配盘（4）和支撑板（8），加热管（1）的上部插有引流管（2）。
2.根据权利要求1所述的降膜蒸发器液体分布装置，其特征在于：所述引流管（2）的下部呈喇叭状。
3.根据权利要求1所述的降膜蒸发器液体分布装置，其特征在于：所述引流管（2）与加热管（1）同轴，并且引流管（2）的外壁与加热管（1）的内壁有间隙。
4.根据权利要求1所述的降膜蒸发器液体分布装置，其特征在于：所述管板（3）上的加热管（1）呈正三角形分布。
5.根据权利要求1所述的降膜蒸发器液体分布装置，其特征在于：所述分配盘（4）上分配盘孔直径为3~6mm。
6.根据权利要求1所述的降膜蒸发器液体分布装置，其特征在于：所述引流管（2）的支撑板（8）与管板（3）有间隙。
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