CN109876482A - 立式降膜多孔喷射式液体分布装置、液体分布方法及应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种立式降膜多孔喷射式液体分布装置，包括换热管和与换热管连接的管板，布膜器安装于换热管上方，包括分液器、分液器下方的布膜器，支撑定距螺栓连接分液器和管板；所述分液器开有布液孔；所述布膜器横截面为圆形，上端无端盖，底部有端盖密封；布膜器下端管壁同一水平面上开设多个小孔；所述布膜器直径呈阶梯型递减，分为上中下三段直径依次递减；上端直径最大处直径大于换热管内径，底部直径最小处与换热管内壁有一段空隙。本发明还公开了一种液体分布方法以及该布膜器的应用。该布膜器具有制造简单，安装方便等特点。因此，该高效的液体分布方法具有广阔的应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及化工设备领域，属于换热器范畴，特别涉及一种聚异丁烯装置高效降膜式蒸发器液体分布装置。
背景技术
聚异丁烯是一种重要的化工产品，其生产销售长期为国外垄断。换热设备在其生产过程中起着重要作用，为打破国外的生产销售垄断，提高换热设备的换热效率有着非比寻常的意义。
降膜蒸发是一种新型高效的传热技术，具有如下优点：
(1)传热系数较高，即使被蒸发的液体与加热介质有较小的温差，其传热系数依然较高；
(2)停留时间较短，对于热敏性物料，此效果非常显著，不会引起物料发生分解；
(3)热损失小，在实际应用中可以实现多效操作；
(4)压降小，在蒸发器的工艺应用侧的温度和压力几乎是常数，因此可以减少显热的使用量，达到节省能源的效果；
(5)蒸发过程不易结垢；
(6)由于降膜蒸发过程是在重力的作用下推动进行的一种蒸发方式，不需要依靠高温差，从经济性方面来考虑的话，可以考虑在小温差的作用下进行工艺进行。
由于降膜蒸发具有以上的特点，降膜蒸发技术广泛应用于各类化工产品生产过程中，尤其适用于于处理粘度较大的工质，其工质的粘度范围为50～450cp，因此对于处理聚异丁烯具有良好的效果。
液体分液器的存在使得换热设备中液体分布及流动更加均匀，其中，管口布膜器能够保证管内液体成膜流动，对于提高传热效果至关重要，开发高效的聚异丁烯生产中蒸发器管口布膜装置能显著提高管程传热效率。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提高聚异丁烯生产中蒸发器的换热效率，提供一种结构简单、制造安装便利、液体布膜效果好、传热效率高、不易堵塞的立式降膜蒸发液体分布装置。同时还提供了该液体分布装置的液体分布方法。此外，要解决的另一个技术问题是，提供该方法在分离聚异丁烯生产中的应用。
本发明的技术方案是，一种立式降膜多孔喷射式液体分布装置，包括换热管和与换热管连接的管板，布膜器安装于换热管上方，包括分液器1、分液器下方的布膜器2，支撑定距螺栓4连接分液器1和管板3；
所述分液器1开有布液孔；所述布膜器2横截面为圆形，上端无端盖，底部有端盖密封；布膜器2下端管壁同一水平面上开设多个小孔；所述布膜器2直径呈阶梯型递减，分为上中下三段直径依次递减；上端直径最大处直径大于换热管5内径，底部直径最小处与换热管内壁有一段空隙。
所述小孔距离布膜器2底部高度取决于物料性质；
布膜器2直径呈阶梯型递减是指，上端直径最大，中间直径次之，底部直径最小。
优选的是，分液器上的多个布液孔均匀设置。
其中，所述布膜器2通过过盈配合安装在换热管5上。布膜器2与换热管5之间为过盈配合。
其中，所述小孔在同一径向平面上均匀分布。进一步地，所述径向小孔数量为4-8个。更优选的是，小孔为圆孔。
其中，布膜器2底部直径最小处与换热管5内壁之间空隙的距离为0.6-1.8mm。
更优选的是，布膜器2底部直径最小处与换热管5内壁之间空隙的距离为0.8-1.2mm。
其中，所述布膜器的管壁厚1-3mm。
其中，所述布膜器2上端的管壁端口上开有槽口。进一步地，槽口为两个。更优选的是，两个槽口呈对称布置。
优选的是，所述换热管5与所述管板3之间连接方式为焊接。
本发明还提供了一种立式降膜多孔喷射式液体分布装置液体分布方法，采用上述的立式降膜多孔喷射式液体分布装置，物料经过分液器1的分布流到管板3上，管板3上物料经布膜器2顶部，流入到布膜器2内，当布膜器2内的液位高度高于布膜器2管内底部所开圆孔的高度时，物料从圆孔中喷射到换热管5内壁上，物料在换热管5内形成均匀的液膜，呈膜状流动。
在本发明的液体分布方法中，优选的是，所述布膜器2上端的管壁上开有槽口，当管板3上液位高于布膜器2上端槽口的最低高度处时，物料流入到布膜器2内。
本发明还提供了上述立式降膜多孔喷射式液体分布装置在分离聚异丁烯生产中的应用。
本发明的结构，如槽口、尺寸的设计，布膜器与换热管之间的尺寸，以及布膜器底部开孔数量及尺寸的设计，均是根据聚异丁烯的物化性质来确定的。这种液体分布方法及布膜器的使用，使聚异丁烯生产过程中的传热效率得到显著提高。
经过实践检验，所设计的布膜器相较于传统的布膜器，该新型布膜器不会产生堵塞，且物料可以均匀稳定的沿着换热管壁呈膜状流动。本发明的布膜器不同于其它现有的布膜器，当液体通过布膜器底部圆孔时能迅速喷射出到换热管上布膜，无干壁过渡区，布膜均匀，能更好地适应于降膜蒸发器中的换热管，满足降膜蒸发器性能要求和使用要求；所述布膜器结构简单，布膜器定位凸台保证了布膜器与换热管安装垂直度和布膜器高度，使液体稳定地通过布膜器的圆孔进入换热管内，换热管内无液体过渡区，不会产生干壁现象。
布膜器底部管壁壁面上开了若干的小孔，液体通过此小孔流出喷射到换热管成膜流下。
有益效果：
本发明的立式多孔喷射液体分布装置是一种分液均匀、结构简单、不易堵塞的液体分配装置，提供了一种新型高效液体分布方法。物料经小孔喷射后，能沿着换热管内壁稳定的进行膜状流动。另一方面由于在竖直面开水平孔比较简单，且有阶梯型凹台，用来安装时进行定位以及更好的成膜效果，因此该布膜器具有制造简单，安装方便等特点。因此，该高效的液体分布方法具有广阔的应用前景。
附图说明
图1为本发明新型降膜式液体分布装置中液体高效分布方法示意图。
图2为本发明管口布膜器插入换热管部分示意图。
图3为发明分液器的结构示意图。
图中：1-分液器、2-布膜器、3-管板、4-定位螺钉、5-换热管。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细描述。
如图1所示，一种用于立式降膜的新型静压多孔喷射液体分布装置，包括：分液器1、布膜器2、管板3、定位螺钉4、换热管5。
布膜器2安装于换热管5上方，包括分液器1、分液器下方的布膜器2、所述布膜器2安装于管板3，支撑定距螺栓4连接分液器1和管板3；
分液器1设有多个布液孔。所述布膜器2横截面为圆形，上端无端盖，底部有端盖密封；布膜器2下端管壁同一水平面上开设多个小孔；所述布膜器2直径呈阶梯型递减，分为上中下三段直径依次递减；上端直径最大处直径大于换热管5内径，底部直径最小处与换热管内壁有一段空隙。
如图3，在一个优选的实施方式中，分液器1为两层，每层孔交错设置，上下两层孔径大小不同。
根据不同管程物料性质使用304L或316L不锈钢管加工而成。其加工方式为在不锈钢管管壁上加工出水平圆孔，不锈钢管壁厚通常为2-3mm。布膜器2过盈配合安装在换热器管板3上，如图2所示，新型布膜器2下端有阶梯型定位凹台，便于安装时标定插入深度位置。
使用时物料经过图3分液器1的分布流入到布膜器2内，当管板3上液位高于布膜器2上端槽口的最低高度处时物料流入到布膜器2内，当布膜器2内的液位高度高于布膜器2管内底部所开圆孔的高度时，物料从孔中迅速喷射出到换热管上布膜，沿着换热管5内壁流下，从而使得液膜可以在换热管5内形成均匀的液膜。无干壁过渡区，布膜均匀，能更好地适应于降膜蒸发器中的换热管，满足降膜蒸发器性能要求和使用要求。
在一个实施案例中，新型管口布膜器底部开圆孔数量为4个，直径为3mm，4个水平圆孔沿径向均匀分布，上端开2个槽口，宽4mm，高7mm。布膜器2与换热管5通过过盈配合方式连接。布膜器2底部直径最小处与换热管5内壁距离为0.7mm。
经过实践检验，所设计的布膜器2相较于传统的布膜器，不会产生堵塞，结构简单，无干壁过渡区，布膜均匀，能更好地适应于降膜蒸发器中的换热管5，满足降膜蒸发器性能要求和使用要求。本发明的液体分布方法具有优异的传热效率，具有广阔的应用前景。
Claims (10)
1.一种立式降膜多孔喷射式液体分布装置，包括换热管和与换热管连接的管板，布膜器安装于换热管上方，其特征在于：包括分液器(1)、分液器下方的布膜器(2)，支撑定距螺栓(4)连接分液器(1)和管板(3)；
所述分液器(1)开有布液孔；所述布膜器(2)横截面为圆形，上端无端盖，底部有端盖密封；布膜器(2)下端管壁同一水平面上开设多个小孔；所述布膜器(2)直径呈阶梯型递减，分为上中下三段直径依次递减；上端直径最大处直径大于换热管(5)内径，底部直径最小处与换热管内壁有一段空隙。
2.根据权利1要求所述立式降膜多孔喷射液体分布装置，其特征在于，所述布膜器(2)通过过盈配合安装在换热管(5)上。
3.根据权利要求1或2所述立式降膜多孔喷射液体分布装置，其特征在于：所述小孔在同一径向平面上均匀分布。
4.根据权利要求1所述立式降膜多孔喷射液体分布装置，其特征在于：布膜器(2)底部直径最小处与换热管(5)内壁之间空隙的距离为0.6-1.8mm。
5.根据权利要求4所述立式降膜多孔喷射液体分布装置，其特征在于：布膜器(2)底部直径最小处与换热管(5)内壁之间空隙的距离为0.8-1.2mm。
6.根据权利要求1所述立式降膜多孔喷射液体分布装置，其特征在于：所述布膜器的管壁厚1-3mm。
7.根据权利要求1所述立式降膜多孔喷射液体分布装置，其特征在于：所述布膜器(2)上端的管壁端口上开有槽口。
8.一种立式降膜多孔喷射式液体分布装置液体分布方法，其特征在于：采用权利要求1所述的立式降膜多孔喷射式液体分布装置，物料经过分液器(1)的分布流到管板(3)上，管板(3)上物料经布膜器(2)顶部，流入到布膜器(2)内，当布膜器(2)内的液位高度高于布膜器(2)管内底部所开圆孔的高度时，物料从圆孔中喷射到换热管(5)内壁上，物料在换热管(5)内形成均匀的液膜，呈膜状流动。
9.根据权利要求8所述的一种立式降膜多孔喷射式液体分布装置液体分布方法，其特征在于：所述布膜器(2)上端的管壁上开有槽口，当管板(3)上液位高于布膜器(2)上端槽口的最低高度处时，物料流入到布膜器(2)内。
10.权利要求1所述立式降膜多孔喷射式液体分布装置在分离聚异丁烯生产中的应用。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190614 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |