CN107008024A - 一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构 - Google Patents

一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，包括物料强制循环系统、蒸发结构、气液分离外壳结构、螺旋离心除沫器、蒸汽螺旋离心纯化器、保温及保温罩壳，所述物料经过物料强制循环系统进入蒸发结构内进行闪蒸、降膜蒸发以及强制循环蒸发三种组合蒸发，蒸发的二次蒸汽通过由蒸发结构与气液分离外壳结构围成的空间通道上升，二次蒸汽在上升过程中经过重力、二次加热、离心等气液分离结构得到纯净的二次蒸汽。未蒸发的浓缩液进入蒸发结构下面气液分离外壳底部，与新进入待蒸发的物料一起继续强制循环蒸发，强制循环系统中分支管路作为浓缩液外排放管路排放浓缩液。本发明节能、蒸发效率高、适应工况宽泛不易结垢、体积紧凑、气液分离彻底。

Description

一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构
技术领域
本发明属于蒸发塔技术领域，具体涉及一种可获得纯净蒸汽的一体化蒸发塔工艺结构。
背景技术
蒸发塔是一种浓缩、纯化分离设备，目前市场上主流的蒸发塔有升膜式蒸发塔、降膜式蒸发塔以及强制循环蒸发塔。升/降膜式蒸发塔蒸发效率高但不适用易结垢的物料蒸发，强制循环蒸发器虽然不易结垢、适应工况宽泛但蒸发效率较低、体积庞大。以上三种蒸发塔还共同存在蒸发的二次蒸汽纯度不高甚至物料夹带等气液分离不彻底问题。市场上紧迫需求一种节能、蒸发效率高、适应工况宽泛不易结垢、体积紧凑、气液分离彻底的蒸发塔设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了实现上述目的，本发明是通过如下的技术方案来实现：一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，所述蒸发塔集蒸发与二次蒸汽气液分离于一体化设计，即把蒸发结构集成在二次蒸汽气液分离结构中。蒸发与气液分离两者相辅相成，既节省空间又可以提高能效的利用率。
所述蒸发塔进料时，物料以一定压力、过沸点状态下供料，蒸发方式为闪蒸与降膜蒸发两者同时存在并兼有强制循环蒸发的特点。
所述由蒸发结构与气液分离外壳结构围成的通道中的二次蒸汽经过五种分离方式：撞击分离、重力分离、蒸汽螺旋离心分离除沫、蒸汽中微液滴受热气化、蒸汽螺旋离心纯化分离。
所述与蒸发结构连接的气液分离结构外壳兼作一体化蒸发塔外壳体，其上还集成蒸发塔液位控制结构、加热控制结构、蒸发塔物料管路接口以及蒸发塔安装固定结构。
本发明的有益效果：该一体化蒸发塔节能、高效、快速获取纯净蒸汽能力的一体化蒸发塔，其具有体积小、布局紧凑、分离彻底、蒸发效率高、适应工况宽泛、安装维护方便等优点。
附图说明
图1为本发明一体化蒸发塔工艺结构示意图；
图2为本发明工艺结构中强制循环系统示意图；
图3为本发明工艺结构中气液分离结构外壳示意图；
图4为本发明工艺结构中蒸发结构示意图；
图1中：1、强制循环系统，2、气液分离结构外壳，3、蒸发结构，4、夹层，5、螺旋离心纯化器，6、保温城，7保温层罩壳，8、螺旋离心除沫器；
图2中： 1.01、强制循环泵，1.02、强制循环进料口，1.03、强制循环出料口，1.04、浓缩水排放调节阀，1.05、浓缩水排放口；
图3中： 2.01、浓缩水排放口，2.02、气液分离结构外壳下封头，2.03、加热单元，2.04、气液分离结构外壳筒体，2.05、塔固定支座，2.06、气液分离结构外壳法兰，2.07、二次蒸汽出口，2.08、液位传感器，2.09、进料口；
图4中：3.01、蒸馏水出口，3.02、强制循环进料口，3.03、导流筒，3.04、进料下封头，3.05、下管板，3.06蒸发结构内胆筒体，3.07、降膜蒸发列管，3.08、列管，3.09、颈圈法兰，3.10颈圈，3.11、上管板，3.12、法兰封头，3.13、进料上封头，3.14、分液盘，3.15、缓冲圈，3.16、加热蒸汽进口。
具体实施方式
下面将结合本发明工艺结构的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本工艺结构发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1、图2、图3、图4，本发明提供一种技术方案：一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，包括强制循环系统1，气液分离结构外壳2，蒸发结构3，夹套4，蒸汽螺旋离心纯化器5，保温6，外壳7，螺旋离心分离除沫器8。
物料从进料口2.01进入蒸发塔底部受加热单元2.03加热后接近沸点，经过强制循环泵1.01泵入蒸发结构3中列管3.07，在加热蒸汽进口3.16进入的加热蒸汽二次加热后，物料以过沸点、一定压力状态通过塔顶进料上封头3.13均匀扩散在塔体法兰封头3.12内。在塔体法兰封头3.12内过沸点、一定压力状态下的物料通过分液盘3.14被喷射入降膜蒸发列管3.07中，过沸点物料在列管3.07内部受负压作用闪蒸，未闪蒸的物料在闪蒸蒸汽作用下，在降膜蒸发列管3.07内呈均匀膜状态分布、并沿降膜蒸发列管3.07内高速下冲。在降膜蒸发列管3.07内闪蒸与降膜蒸发同时存在并相辅相成，在高速蒸汽的冲刷下列管内壁不易结垢，并保持较高的蒸发效率。
经过闪蒸与降膜蒸发，产生的二次蒸汽及浓缩液通过导流筒（3.03）冲向塔底部液面，经过撞击分离把气液中的水分离，同时二次蒸汽平行于重力方向向下流动中受限于蒸汽流动方向180°反转，蒸汽中水滴受重力牵引与势能作用继续向下运动而从蒸汽中分离出来。蒸汽通过气液分离结构外壳（2）与蒸发结构（3）之间构成的蒸汽通道上升中受到螺旋离心分离除沫器8的作用而相上做圆周离心运动并在离心力作用下把水蒸气中的泡沫甩到螺旋离心分离除沫器8外侧并碰触到气液分离结构外壳筒体2.04，在重力作用下流到塔底部液面。进一步纯化的二次蒸汽在蒸发结构3与气液分离外壳结构2围成的通道继续向上流动过程中受到蒸发结构内胆筒体3.06加热，蒸汽中的微液滴吸收热量气化为蒸汽而去除蒸汽中的微液滴。经过上述分离，较纯净的二次蒸汽经过夹套4和螺旋离心纯化分离器5的作用而做高速圆周离心运动，在螺旋离心力作用下分离得到纯净的二次蒸汽。最终得到的纯净蒸汽通过二次蒸汽出口3.16排出蒸发塔。由于二次蒸汽与蒸发结构3的接触，二次蒸汽受到加热，出来的纯净蒸汽温度大于蒸发时的二次蒸汽，所以更节能。
在蒸发过程中塔底料液经过强制循环物料泵1.01，一部分料液经过浓缩液排放口1.05排放至塔外。控制系统通过液位控制传感器2.08，控制通过物料进料口2.09的流量以达到控制塔底液位的目的。
控制系统通过在塔底或强制循环系统1管路安装的温度传感器，根据温度传感器信号控制塔底加热单元2.03加热量。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (5)

1.一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，其特征在于：
（1）所述蒸发塔，蒸发结构（3）集成在二次蒸汽气液分离外壳结构（2）中，两者同轴布置，蒸发结构（3）与气液分离结构外壳（2）连接方式可以是锥形大小头焊接、单片法兰焊接、两片法兰螺栓连接；
（2）所述蒸发结构（3）主要由蒸馏水出口（3.01）、进料口（3.02）、导流筒（3.03）、进料下封头（3.04）、下管板（3.05）、蒸发结构内胆筒体（3.06）、列管（3.07）、列管（3.08）、颈法兰（3.09）、颈圈（3.10）、上管板（3.11）、法兰封头（3.12）、进料上封头（3.13）、分液盘（3.14）、缓冲圈（3.15）、加热蒸汽进口（3.16）组成；
（3）所述气液分离结构外壳（2）兼作一体化蒸发塔外壳体，主要由浓缩液出料接口（2.01）、气液分离结构外壳下封头（2.02）、气液分离结构外壳筒体（2.04）、气液分离结构外壳法兰（2.06）、二次蒸汽出口（2.07）、进料口（2.09）组成，其上还有加热单元（2.03）、蒸发塔侧固定支座（2.05）以及蒸发塔液位控制单元（2.08）；
（4）所述气液分离结构外壳（2）与蒸发结构（3）之间构成的蒸汽上升通道中有夹套（4）、蒸汽螺旋离心纯化器（5）、螺旋离心分离除沫器（8）。
2.根据权利要求1所述的一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，其特征在于：物料以一定压力、过沸点状态下供料，物料经过进料口（3.02）、进料下封头（3.04）进入列管（3.08）中，从加热蒸汽进口（3.16）进入的加热蒸汽对膜蒸发列管（3.07）加热的同时也加热列管（3.08）内的物料，上管板（3.11）上面的进料上封头（3.13）的作用是保障列管（3.08）内的物料有一定的压力、是过沸点状态，进料上封头（3.13）上均布物料分液孔，分液孔的作用是使物料均匀分布在法兰封头（3.12）内，蒸发结构（3）中进料下封头（3.04）、列管（3.08）、进料上封头（3.13）优选排布在蒸发塔中心位置。
3.根据权利要求1所述的一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，其特征在于：蒸发结构（3）与气液分离结构外壳（2）连接方式可以是锥形大小头焊接、单片法兰焊接、两片法兰螺栓连接，蒸发结构（3）中，颈圈（3.10）上加热蒸汽进口（3.16）处有缓冲圈（3.15），颈圈（3.10）筒体直径与气液分离结构外壳筒体（2.04）直径相同。
4.根据权利要求1所述的一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，其特征在于：气液分离结构外壳（2）上集成有加热单元（2.03）、蒸发塔液位传感器（2.08），蒸发塔安装固定是通过气液分离结构外壳（2）上的侧固定支座（2.05）或者通过群座来安装固定。
5.根据权利要求1所述的一种可节能高效获取纯净蒸汽的一体化蒸发塔的工艺结构，其特征在于：一体化蒸发塔外部保温层（6）直径与保温层罩壳（7）直径上下尺寸一直，外观简洁美观。
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