CN107638708B - 一种串并联一体式多效蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种串并联一体式多效蒸发器，包括蒸发器本体，其特征在于：所述蒸发器本体包括外壳、进料腔、积液缸以及加热器，所述外壳内部设有主加热腔和主汽液分离室，所述若干个主加热腔之间通过对应的主汽液分离室串联于一起，所述主加热腔包括若干个副加热腔，且所述若干个副加热腔之间相连通，所述主汽液分离室包括若干个副汽液分离室，且所述副汽液分离室之间相连通。本发明的同一个主蒸汽室内的副加热腔之间采用并联的方式，同时不同的主加热腔之间采用串联的方式从而达到串并联一体化的多效蒸发器，使得本发明更好抑制泡沫产生，汽液分离更充分，加热面积更匹配、蒸发更平稳，性能匹配更平衡，收膏量最小化，同时使设备的占地最小化。
Description
技术领域
本发明涉及蒸发浓缩用设备技术领域，具体涉及一种串并联一体式多效蒸发器。
背景技术
目前，在化工、制药、造纸、制盐等行业的产品制造过程中，需要进行蒸汽浓缩、蒸发结晶、低温蒸发等工艺过程。而溶液的浓缩、结晶等多是采用工业蒸汽实现，传统的蒸发器如单效或多效蒸发器存在着热效率低、功耗大、运行成本高、浪费资源等一些列不足，而且还会产生二氧化碳、二氧化硫等有害气体，给社会经济和人类发展带来很多不利的影响。
针对上述问题，现有技术也研发出了一体式并联多效MVR蒸发器以及一体式串联多效MVR蒸发器，其中一体式并联式3效MVR蒸发器虽然在罗茨离心机的运行稳定，但有几个明显的缺陷1)对冲刷发泡的物料不适应；2)最小收膏量以及膏体损耗量依然偏高；3)离心机做热源时，依然有喘振的情况；4)收膏密度较低，只有1.2g/mL；而一体式串联多效MVR蒸发器在节能方面虽然比并联有一定的优势，但也存在较多的缺陷，例如：1)开机容易起泡跑料，物料适应性差；2)各效间加热面积匹配难，较难很好的解决美观和面积均衡、最小收膏量等问题；3)MVR压缩机很难控制，寿命难以保证。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提供了一种结构设计合理，能够更好的适应发泡物料，并且汽液分离更充分，运行、蒸发更平稳，性能匹配更平衡，收膏量最小化，同时使设备的占地最小化的串并联一体式多效蒸发器。
本发明采用如下技术方案：
一种串并联一体式多效蒸发器，包括蒸发器本体，其特征在于：所述蒸发器本体包括外壳、设置于外壳一端的若干个进料腔、设置于外壳另一端且和进料腔一一对应的若干个积液缸以及设置于外壳内的加热器，所述外壳内部设有若干个沿着外壳长度方向设置的主加热腔和若干个沿着外壳长度方向设置的主汽液分离室，所述主加热腔和主汽液分离室一一对应，且所述若干个主加热腔之间通过对应的主汽液分离室串联于一起，所述主加热腔包括若干个副加热腔，所述副加热腔和进料腔一一对应，且所述同一个主加热腔内的若干个副加热腔之间相连通，所述主汽液分离室包括若干个副汽液分离室，所述副汽液分离室和副加热腔一一对应，且所述同一个主汽液分离室内的副汽液分离室之间相连通，所述进料腔内设有布料器，所述两个相邻积液缸之间通过转料管道相连通，所述积液缸和对应的进料腔之间通过输送管道相连，所述输送管道上设有输送泵，所述加热器包括若干根均匀分布于副加热腔内的加热管，所述加热管的一端与进料腔相连通，加热管的另一端和积液缸相通。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主加热腔的数量、主汽液分离室的数量分别为2个以上，所述每一个主加热腔中副加热腔的数量、每一个主汽液分离室中副汽液分离室的数量分别为1个以上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述加热管上靠近积液缸的一端设有能够避免物料冲刷产生扰动泡沫的导流板，所述导流板的一端连接与加热管上，导流板的另一端抵接于积液缸的内壁上。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主汽液分离室设置于主加热腔内。
作为本发明的一种优选技术方案，所述主汽液分离室设置于主加热腔外部且和主加热腔平行设置。
作为本发明的一种优选技术方案，所述加热管为直列式加热管、曲线形加热管或板片式换热器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述加热器中所有加热管的内管体积之和占外壳内部总体积的1/12～1/6。
本发明的有益效果是：
1、本发明结构设计合理，将多效蒸发器设置成串并联一体式能够有效的减少能够浪费，并且使得汽液分离更充分，运行、蒸发更平稳，性能匹配更平衡，收膏量最小化，同时使设备的占地最小化；
2、本发明的同一个主加热腔内的副加热腔采用并联后再结合不同主加热腔之间副串联，从而确保各壳层间的受热面积符合平衡比例；同时串联后形成类似 2效或三效模式，使设备对蒸汽的利用性最大化，确保节能，即使使用MVR压缩机作为热源，也能使电机的能耗降低；
3、本发明设置的导流板时的物流从加热管中流出时能够沿着积液缸的侧壁上切线下流，使物料不会直接冲刷积液缸内的物料，避免冲刷泡沫的产生，从而使得本发明能够更好的适应发泡物料的蒸发；
4、本发明将加热器中所有加热管的内管体积之和设置为外壳内部总体积的 1/12～1/6，能够使物料收膏量最小化。
附图说明
图1为本发明实施例1组装使用时的结构示意图；
图2为本发明实施例1蒸发器本体的结构示意图；
图3为图2中A-A处的截面图；
图4为图2中B-B处的截面图；
图5为图2中C-C处的截面图；
图6为图2中D-D处的截面图；
图7为本发明实施例2蒸发器本体的结构示意图；
图8为图7中E-E处的截面图；
图9为图7中F-F处的截面图；
图10为图7中G-G处的截面图；
图11为图7中H-H处的截面图；
图中符号说明：
外壳1，进料腔2，积液缸3，第一主加热腔4，第二主加热腔5，第一主汽液分离室6，第二主汽液分离室7，加热管8，蒸汽入口9，MVR压缩机10，冷凝器出口11，冷凝水汽液分离器12。
具体实施方式
现在结合附图对本发明进行进一步详细说明。其中值得注意的是本发明适用于各种多效蒸发器，并且适用于升膜、降膜或者升降膜一体的蒸发器。由于篇幅有限，以下仅以主加热腔的数量为两个，每个主加热腔包括两个副加热腔的蒸发器为例进行详细介绍。
实施例1
如图1至图6所示，一种串并联一体式多效蒸发器，包括蒸发器本体，所述蒸发器本体包括外壳1、设置于外壳顶部的四个进料腔2、设置于外壳1底部且和进料腔2一一对应的四个积液缸3以及设置于外壳1内的加热器；
所述外壳1内部设有两个沿着外壳1长度方向设置的主加热腔和两个沿着外壳长度方向设置的主汽液分离室，所述两个主加热腔分别为第一主加热腔4和第二主加热腔5，所述两个主汽液分离室分别为第一主汽液分离室6和第二主汽液分离室7，所述第一主汽液分离室6设置于第一主加热腔4内，所述第二主汽液分离室7设置于第二主加热腔5内，且所述第一主加热腔4通过第一主汽液分离室6和第二主加热腔5串联于一起；即第一主加热腔4内的蒸汽加热物料后产生的二次蒸汽通过第一主汽液分离室6传送至第二主加热腔5内对物料进行加热，从而形成了串联；
所述第一主加热腔4包括两个副加热腔，第二主加热腔5也包括两个副加热腔，此时整个设备一共有四个副加热腔，所述四个副加热腔和四个进料腔2一一对应，且所述第一主加热腔4内的两个副加热腔之间相连通，所述第二主加热腔 5内的两个副加热腔之间也相连通，从而使得同一个主加热腔内的两个副加热腔之间能够保持在同一个气压和同一个加热温度内，即形成了并联的模式；
所述主汽液分离室5包括两个副汽液分离室7，所述副汽液分离室7和副加热腔6一一对应，且所述同一个主汽液分离室5内的副汽液分离室7之间相连通；
所述进料腔2内设有布料器，所述相邻的积液缸3之间通过转料管道相连通，使得四个积液缸3之间形成串联，使用时，第一个积液缸采用外部原浓度的物料作为原料补充，与之串联相连的下一个积液缸则采用第一个积液缸内的物料作为原料补充，依次类推，从而使得四个串联的积液缸内的物料形成一定的浓度差，从而达到多级浓缩的效果，所述积液缸3和对应的进料腔2之间通过输送管道相连，所述输送管道上设有输送泵，进料腔2采用与之对应的积液缸内的物料作为原料添加，使得四个进料腔2内的进料浓度形成一个浓度差，进而实现主加热腔内的不同浓度物料之间的并联加热浓缩效果；
所述加热器包括若干根均匀分布于四个副加热腔内的加热管8，所述加热管 8为直列式加热管、曲线形加热管或板片式换热器中的一种，所述加热管8的一端与进料腔2相连通，加热管8的另一端和积液缸3相通；所述加热管8的下端设有能够避免物料冲刷产生扰动泡沫的导流板，所述导流板的一端连接与加热管 8上，导流板的另一端抵接于积液缸的内壁上；
所述外壳1的顶部对应于第一主加热腔4的一侧设有蒸汽入口9，所述蒸汽入口9外接MVR压缩机10，所述外壳1的底部对应于第一主加热腔4的一侧设有冷凝器出口11，所述冷凝器出口11外接冷凝水汽液分离器12；第二主汽液分离室7的顶部和外壳1外部的MVR压缩机7相连通，使得第二主汽液分离室7 内的分离出来的蒸汽进入MVR压缩机7内回收利用，从而达到节约能源的作用；
所述加热器中所有加热管8的内管体积之和占外壳1内部总体积的1/12～1/6；
所述四个积液腔以两个为一组分别设置于第一主加热腔外4和第二主加热腔外5的底部下方位置处。
实施例2
如图7至图11所示，本实施例与实施例1的区别在于：所述第一主汽液分离室6设置于第一主加热腔外4，所述第二主汽液分离室7设置于第二主加热腔 5外，且所述第一主加热腔外4和第二主加热腔外5设置于外壳1内部的一侧，第一主汽液分离室6和第二主汽液分离室7设置于外壳1内部的另一侧，此时所述四个积液腔以两个为一组分别设置于第一主汽液分离室6和第二主汽液分离室7的下方位置。
最后应说明的是：这些实施方式仅用于说明本发明而不限制本发明的范围。此外，对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (7)
1.一种串并联一体式多效蒸发器，包括蒸发器本体，其特征在于：所述蒸发器本体包括外壳、设置于外壳一端的若干个进料腔、设置于外壳另一端且和进料腔一一对应的若干个积液缸以及设置于外壳内的加热器，所述外壳内部设有若干个沿着外壳长度方向设置的主加热腔和若干个沿着外壳长度方向设置的主汽液分离室，所述主加热腔和主汽液分离室一一对应，且所述若干个主加热腔之间通过对应的主汽液分离室串联于一起，所述主加热腔包括若干个副加热腔，所述副加热腔和进料腔一一对应，且所述同一个主加热腔内的若干个副加热腔之间相连通，所述主汽液分离室包括若干个副汽液分离室，所述副汽液分离室和副加热腔一一对应，且所述同一个主汽液分离室内的副汽液分离室之间相连通，所述进料腔内设有布料器，所述若干个积液缸之间依次通过转料管道相连通，所述积液缸和对应的进料腔之间通过输送管道相连，所述输送管道上设有输送泵，所述加热器包括若干根均匀分布于副加热腔内的加热管，所述加热管的一端与进料腔相连通，加热管的另一端和积液缸相通。
2.根据权利要求1所述的一种串并联一体式多效蒸发器，其特征在于：所述主加热腔的数量、主汽液分离室的数量分别为2个以上，所述每一个主加热腔中副加热腔的数量、每一个主汽液分离室中副汽液分离室的数量分别为1个以上。
3.根据权利要求1所述的一种串并联一体式多效蒸发器，其特征在于：所述加热管上靠近积液缸的一端设有能够避免物料冲刷产生扰动泡沫的导流板，所述导流板的一端连接于加热管上，导流板的另一端抵接于积液缸的内壁上。
4.根据权利要求1所述的一种串并联一体式多效蒸发器，其特征在于：所述主汽液分离室设置于主加热腔内。
5.根据权利要求1所述的一种串并联一体式多效蒸发器，其特征在于：所述主汽液分离室设置于主加热腔外部且和主加热腔平行设置。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的一种串并联一体式多效蒸发器，其特征在于：所述加热管为直列式加热管、曲线形加热管或板片式换热器。
7.根据权利要求6中任一项所述的一种串并联一体式多效蒸发器，其特征在于：所述加热器中所有加热管的内管体积之和占外壳内部总体积的1/12～1/6。
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