CN109876475A - 一种降膜式再沸器的多层式液体分布装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于化工生产领域，公开了一种降膜式再沸器的液体分布装置，包括罐体，罐体上方有进口管嘴，所述进口管嘴的出料口与一圆盘型液体初分布器连通，所述圆盘型液体初分布器下表面设有均匀分布的开孔，所述开孔下方依次设有上层液体分配盘和下层液体分配盘；所述上下层液体分配盘上设有呈圆周阵列均布的液体分配孔；所述上层液体分配盘周向与所述罐体的管壁之间，设有一圈上压力平衡管；所述下层液体分配盘周向与所述罐体的管壁之间，设有一圈下压力平衡管。通过液体分配盘的物料可以均匀流入换热管内。形成理想的液膜，提高换热效率。
Description
技术领域
本发明涉及本发明属于化工生产领域，尤其涉及一种降膜式再沸器的多层式液体分布装置。
背景技术
降膜再沸器可蒸发热敏性物料以及浓度或粘度较大的溶液，普遍用于化工、医药、冶金、印染、军工、海水淡化等领域。降膜再沸器具有物料蒸发时间短、蒸发能力高、节约能源、运行费用低、不易结垢、便于清洗且能保证物料在蒸发过程中不变性的优点。为防止“干壁”现象而影响其传热，在降膜式再沸器中必须设计液体分布装置，液体分布器的作用是使物料均匀地分布到每根降膜管中，液体分布器是降膜式再沸器的关键部件，其设计十分重要。
现有的降膜再沸器多采用传统的液体分布器，主要有齿形、导流管形、螺旋沟槽导流管形以及单盘形等，其中盘式分布器应用最为广泛，它们的缺点是本身容易挂垢及堵塞，导致料液分配不均，产生偏流，降膜管易结焦，甚至局部降膜管干壁。
导致料液分配不均甚至干壁现象的产生主要有三方面因素：一是进料管直接向上分配板上进料、在料液的冲击下分配板难以均料，大量料液来不及分配便从边缘流至下分配盘。二是二次蒸汽流对下分配盘的液流有一定影响。当盘上料液以细流状向管板流淌时与来自蒸发。管中的二次蒸汽相遇，二次蒸汽流冲击至下分配盘底时沿盘底横向流动，这样会对正在流动的料液产生一定的冲击，液流在蒸汽的干扰下产品偏斜，当进料发生波动时布料不均就更加明显。三是分配盘上料液分配孔径大小及数量设置不合理。分配孔过小容易堵塞；分配孔过大及数量过多则会导致局部小孔发生断料。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种结构设计合理，高效的降膜式再沸器的多层液体分布装置，能使液体均匀地分配给下方各降膜管。
本发明的技术方案是，一种降膜式再沸器的多层式液体分布装置，包括罐体，以及罐体上方的进口管嘴，所述进口管嘴1的出料口与一圆盘型液体初分布器2连通，所述圆盘型液体初分布器2下表面设有均匀分布的开孔，所述开孔下方依次设有上层液体分配盘3和下层液体分配盘6；所述上下层液体分配盘上设有呈圆周阵列均布的液体分配孔；
所述上层液体分配盘3周向与所述罐体9的管壁之间，设有一圈上压力平衡管4；所述下层液体分配盘6周向与所述罐体9的管壁之间，设有一圈下压力平衡管7。
上侧圆盘型液体初分布器的覆盖范围覆盖住分配盘上所有液体分配孔。
其中，所述上层液体分配盘3和下层液体分配盘6的开孔呈圆形。上下两层液体分配盘的液体分配孔交错设置。
交错设置，即指上下两层液体分配盘的液体分配孔在投影位置上错开。
更优选的是，上层液体分配盘的液体分配孔的孔径较大，呈圆周阵列分布，在下层液体分配盘对应位置，上层的液体分配孔投影位置对应的圆周内，有一圈较小孔径的液体分配孔形成较小的圆周阵列。以此规律，上层液体分配盘的一圈液体分配孔作为一个圆，形成更大的圆周阵列分布，每一圈上层的液体分配孔投影位置对应的圆周内，下层液体分配盘都有一圈较小孔径的液体分配孔形成较小的圆周阵列，以此类推。
其中，所述降膜式再沸器的液体分布装置外径与换热器内径相匹配。
降膜式再沸器的液体分布装置采用与换热管不同的材质。
其中，在一个优选的实施方式中，所述液体分配盘与换热器管板采用拉杆方式连接。上层和下层液体分配盘与换热器管板连接。
在一个优选的实施方案中，每个液体分配孔的下端向下延伸有一小段圆管。其作用是，使得液体通过圆管能垂直地流向下一层，防止弯曲偏转，使液体分布更均匀。
其中，所述上层液体分配盘3和下层液体分配盘6之间设有连接固定装置。
进一步地，上层液体分配盘3和下层液体分配盘6之间为螺栓连接。连接上下部分的两分配盘的拉杆采用双侧螺母固定。
其中，所述上下压力平衡管，与罐体9内壁间设有间隙。
其中，所述上压力平衡管与上层液体分配盘固定连接；所述下压力平衡管与下层液体分配盘固定连接。在各分配盘上开有配合上、下压力平衡管直径的小孔，压力平衡管是嵌在对应的分配盘上面。
进一步地，所述固定连接为点焊连接；所述上压力平衡管的数量为3-9个；所述下压力平衡管的数量为3-9个。
其中，所述圆盘型液体初分布器2的开孔呈圆形，所述开孔为多个，呈均匀分布状态。圆盘型液体初分布器2的开口为十个以上。根据需要液体分布的需要，可以为数十个。圆盘型液体初分布器为类似淋浴器花洒的结构。
其中，所述圆盘型液体初分布器内部通过十字型筋连接加固。
降膜再沸器利用物料在自身重力作用下沿着管壁呈膜状向下流动，同时进行再沸蒸发，传热系数较高，若物料向下流动时沿管壁分布不均，成膜厚度不均或未能成膜，会使得传热系数较低，再沸蒸发效果变差。为了使得物料能均匀在管壁布膜，在前一部分必须加入液体分布装置。
本发明的有益效果是：
圆盘型液体初分布器能够有效改善液体分布不均的缺点，使进入进口管嘴的液体均匀地填充初分布器的内部腔体。而圆盘型液体初分布器下方的小孔呈均匀分布，液体经初分布器下方小孔流出后能完全覆盖整个上分配盘的分配口。本装置采用两层分配盘，这样能防止下落液体的飞溅并极大提高缓冲作用。两分配盘中均匀布置有若干液体分配孔，每个分配孔的下端向下延伸有一小段圆管，使得液体通过圆管能垂直地流向下一层，防止弯曲偏转。上下两分配盘之间有一定高度，液体经两级缓冲后流速减小，且液体分布更加均匀，最终液体从下方分配盘的分配孔均匀地进入各降膜管。在两层分配盘周向各自均匀的分布了数个压力平衡管，在不影响分配孔液体下落的情况下，下腔体内形成的蒸汽从周边的压力平衡管上升，自罐体顶部排出。同时，上、下腔通过压力平衡管连通，能更好的使上、下腔压力保持基本一致。避免了腔内压力过大，液体不往下流的情况。另外，分配盘的壁面和罐体内壁保持一定的间隙。这样可以使液体沿上而下流动的时候，不接触罐体的内壁，以免造成液体长时间堆积在间隙角落而造成腐蚀和积垢。另外，间隙的存在能保证安装平稳并防止分配盘翘曲。
附图说明
图1为降膜式再沸器的多层式液体分布装置示意图。
图2为本发明的上下层液体分配盘中液体分配孔局部投影示意图。
图中，1-进口管嘴，2-圆盘形液体初分布器，3-上液体分配盘，4-上压力平衡管，5-间隙，6-下液体分配盘，7-下压力平衡管，8-下间隙，9-罐体，10-管板
具体实施方式
下面特举实例，并配合附图，作详细说明，如下：
如图1所示，一种降膜式再沸器的多层液体分布装置，包括罐体9，所述罐体9内腔顶部设有进口管嘴1，所述进口管嘴1的出料端设有圆盘形液体初分布器2，所述罐体9内腔在进口管嘴1下方从上到下顺序间隔布置有上液体分配盘3，下液体分配盘6，以及上，下分液盘上分布的多个上压力平衡管4和下压力平衡管7。
在本发明实施例中，圆盘形液体初分布器2，外形为圆形盘状，有上，下两个表面，形成一个圆盘形空腔。圆形腔内部用十字型筋可以用连接加固，液体通过进口管嘴1，流到圆形液体初分布盘2的内部，所述圆盘形液体初分布器2的覆盖范围覆盖了上液体分配盘3的上表面。
在本发明优选的实施例中，所述圆盘形液体初分布器2下表面开有圆形小孔，所述小孔直径为50mm，均匀分布在液体初分布盘下表面，共84个小孔。其中，圆盘形液体初分布器2表面开的圆形小孔与下液体分布盘6上开的小孔位置对应。具体下分布盘6开孔位置如下所述：
上液体分配盘3的小孔位置根据管板10的位置确定，小孔开的位置与管板10的位置相对应，且数量与管板10的孔的数量相同；上液体分配盘上小孔位置投影到下液体分配盘6上面，在投影小孔周围周向均匀分布6个小孔，其中分配的6个小孔之中，小孔两两间的间距与管板之间间距相同。下液体分配盘上小孔数量是上液体分配盘上小孔数量的2倍。其中，每三个孔之间的间距形成一个正的正三角形和一个倒正三角形。具体示意图如图2所示(间距用直线表示)。
在本发明优选的实施例中，所述上液体分配盘3距离圆盘形液体初分布器底面300mm，液体经过圆盘形液体初分布器2流到上液体分配盘3，然后通过分布盘上的小孔流经下液体分布盘6。其中，上、下部液体分配盘的小孔在分布盘面上均匀分布。所述下液体分配盘6与上部液体分配盘3的距离是250mm。上液体分配盘3与下液体分配盘6使用螺栓杆连接。其中上液体分配盘3和下液体分配盘6与螺杆的固定均采用双侧螺母固定。
在本发明优选的实施例中，所述上压力平衡管4，下压力平衡管7的管口分别焊接在其各分配盘的表面处。且各分配盘上开有配合上，下压力平衡管直径的小孔。上、下压力平衡管与各对应的分配盘连接处采用点焊。下腔体内形成的蒸汽沿着压力平衡管往上腔排，上腔内气体与外界相通。同时，上、下腔通过压力平衡管连通，能更好的使上、下腔压力保持基本一致。避免了罐体内压力过大，液体不往下流的情况。压力平衡管4和压力平衡管7的高度均为220mm，沿液体分布盘3和6，轴向均匀布置6个。
在本发明实施例中，所述连接上液体分配盘3，下液体分配盘6的长螺柱与罐体9的底面采用全焊接的形式。这样能更好的保证液体分布盘的稳定。
在本发明实施例中，所述上压力平衡管4和下压力平衡管7，与罐体9内壁保持一定的间隙5。下压力平衡管7与罐体9内壁保持一定的间隙8，这样可以避免液体由上而下流动的时候，与罐体9的内壁发生接触。
以上所述依据发明型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关人员完全可以在不偏离本项发明型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明型的技术性范围并不局限于说明书上的内容。
Claims (10)
1.一种降膜式再沸器的多层式液体分布装置，包括罐体，以及罐体上方的进口管嘴，其特征在于：所述进口管嘴(1)的出料口与一圆盘型液体初分布器(2)连通，所述圆盘型液体初分布器(2)下表面设有均匀分布的开孔，所述开孔下方依次设有上层液体分配盘(3)和下层液体分配盘(6)；所述上下层液体分配盘上设有呈圆周阵列均布的液体分配孔；
所述上层液体分配盘(3)周向与所述罐体(9)的管壁之间，设有一圈上压力平衡管(4)；所述下层液体分配盘(6)周向与所述罐体(9)的管壁之间，设有一圈下压力平衡管(7)。
2.根据权利要求1所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于：所述上层液体分配盘(3)和下层液体分配盘(6)的液体分配孔呈圆形；上下两层液体分配盘的液体分配孔交错设置。
3.根据权利要求1所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于：所述液体分配盘与换热器管板采用拉杆方式连接。
4.根据权利要求1所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于：每个液体分配孔的下端向下延伸有一小段圆管。
5.根据权利要求1所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于：所述上层液体分配盘(3)和下层液体分配盘(6)之间设有连接固定装置。
6.根据权利要求1所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于：所述上下压力平衡管，与罐体(9)内壁间设有间隙。
7.根据权利要求1所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于：所述上压力平衡管与上层液体分配盘固定连接；所述下压力平衡管与下层液体分配盘固定连接。
8.根据权利要求7所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于：所述固定连接为点焊连接；所述上压力平衡管的数量为3-9个；所述下压力平衡管的数量为3-9个。
9.根据权利要求1所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于：所述圆盘型液体初分布器(2)的开孔呈圆形，所述开孔为多个，呈均匀分布状态。
10.根据权利要求1所述的降膜式再沸器的多层式液体分布装置，其特征在于，所述圆盘型液体初分布器内部通过十字型筋连接加固。
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