CN111870978B - 浸没燃烧蒸发器 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种浸没燃烧蒸发器，浸没燃烧蒸发器包括：罐体，罐体用于接收待蒸发的料液；导热腔，导热腔供可燃气体和助燃气体燃烧而产生烟气，导热腔至少部分地设置于罐体的内部，导热腔的底部设置有排气口；以及布气组件，布气组件包括增压器和导流板，增压器和导流板均设置于排气口的下方，导流板形成为倒置的锥形筒状，导流板设置有多个通孔，增压器能够阻挡排气口排出的一部分气体，使气体沿导流板斜向上流动，并且另一部分气体能够通过导流板的通孔向上流动。通过采用上述技术方案，增加料液和气体的换热面积，使燃烧产生的高温气体和料液能够充分接触传热，提高传热效率和蒸发速率，从而降低设备燃气消耗量，节约能源。

Description

浸没燃烧蒸发器

技术领域

本申请属于环境保护的料液处理领域，特别涉及一种浸没燃烧蒸发器。

背景技术

随着我国环境保护规定的日趋严格和排放标准的逐渐提高，在废水处理过程中产生越来越多的高盐废水，如垃圾渗滤液的膜浓缩液、危险废物处理残余高盐水等。由于高盐废水含有较高浓度的有机污染物、重金属以及易结垢的钙离子等物质而难以处理。

基于直接接触传热的浸没燃烧蒸发技术可以避免废水处理中的结垢问题，但是传热效率较低、设备能耗较高。

发明内容

本申请旨在提出一种浸没燃烧蒸发器，使其能够降低燃气的用量，节约能源。

本申请提出一种浸没燃烧蒸发器，所述浸没燃烧蒸发器包括：

罐体，所述罐体用于接收待蒸发的料液；

导热腔，所述导热腔供可燃气体和助燃气体燃烧而产生烟气，所述导热腔至少部分地设置于所述罐体的内部，所述导热腔的底部设置有排气口；以及

布气组件，所述布气组件包括增压器和导流板，所述增压器和所述导流板均设置于所述排气口的下方，所述导流板形成为倒置的锥形筒状，所述导流板设置有多个通孔，所述增压器能够阻挡所述排气口排出的一部分气体，使气体沿所述导流板斜向上流动，并且另一部分气体能够通过所述导流板的通孔向上流动。

进一步地，所述浸没燃烧蒸发器包括：

罐体，所述罐体用于接收待蒸发的料液；

导热腔，所述导热腔供可燃气体和助燃气体燃烧而产生烟气，所述导热腔至少部分地设置于所述罐体的内部，所述导热腔的底部设置有排气口；

布气组件，所述布气组件包括导气孔板，所述导气孔板设置于所述罐体的内部，所述导气孔板环绕所述排气口，所述导气孔板设置有多个第一通孔，所述排气口排出的气体能够通过所述第一通孔向上流动。

进一步地，所述增压器的下方设置有气泡发生器，通过所述增压器的气体能够进入所述气泡发生器而形成气泡，从而增加所述料液和气体的换热面积。

进一步地，所述布气组件还包括导气孔板，所述导气孔板设置于所述罐体的内部，所述导气孔板环绕所述排气口，所述导气孔板位于所述导流板的上方，所述导气孔板设置有多个第一通孔，所述排气口排出的气体能够通过所述第一通孔向上流动。

进一步地，在从所述导气孔板的中心指向所述导气孔板的边缘的方向上，所述第一通孔的孔径逐渐增大。

进一步地，所述布气组件还包括导气管，所述导气管连接于所述导气孔板，所述导气管对准所述导气孔板的所述第一通孔，所述导气管从所述导气孔板向上延伸，所述导气管的侧壁设置有多个第二通孔，进入所述导气管的气体能够通过所述第二通孔排出所述导气管。

进一步地，所述浸没燃烧蒸发器还包括旋风导流板，所述旋风导流板设置于所述罐体的内部，所述旋风导流板位于所述导气孔板的上方，所述旋风导流板绕着所述导热腔形成螺旋状，蒸发产生的蒸汽和不凝气能够在所述旋风导流板的引导作用下螺旋地向上升腾。

进一步地，所述浸没燃烧蒸发器还包括气液分离板，所述气液分离板设置于所述罐体的内部，所述气液分离板位于所述旋风导流板的上方，所述气液分离板形成有微孔，所述旋风导流板引导的所述蒸汽和所述不凝气能够从所述微孔通过，所述蒸汽和所述不凝气中夹带的液滴被截留无法通过所述微孔。

进一步地，所述排气口连接有多个布气叶片，所述多个布气叶片环绕所述排气口排列形成齿状，所述布气叶片从所述导热腔的壁部向所述导热腔的外侧延伸。

进一步地，所述导热腔包括燃烧腔室和排气腔室，所述燃烧腔室位于所述排气腔室的上部，所述排气腔室的径向尺寸小于所述燃烧腔室的径向尺寸，所述排气口设置于所述排气腔室的底部。

通过采用上述技术方案，增加料液和气体的换热面积，使燃烧产生的高温气体和料液能够充分接触传热，提高传热效率和蒸发速率，从而降低设备燃气消耗量，节约能源。

附图说明

图1示出了根据本申请的实施方式的浸没燃烧蒸发器的结构示意图。

附图标记说明

1 罐体 11 进料口 12 料液连通口 13 脉冲稳液器 14 可视滤镜口

2 导热腔 21 燃烧腔室 22 排气腔室 23 氧化装置接口 24 进气导流板 25 抗腐耐热部 26 第一仪控器

3 布气组件 31 布气叶片 32 导气孔板 321 第一通孔 33 导气管 34 增压器35 气泡发生器 36 导流板

4 蒸汽导排组件 41 旋风导流板 42 气液分离板 43 气体连通口 44 安全放散口 45 安全自动阀 451 第二仪控器 46 溢流口 47 自清洗溢流器 48 顶部检修口 49 蒸汽排气口

5 结晶出渣组件 51 增滑倾斜板 52 搅拌器 53 底部检修口 54 排料口 55 清液回流口 56 第三仪控器

A 液面。

具体实施方式

为了更加清楚地阐述本申请的上述目的、特征和优点，在该部分结合附图详细说明本申请的具体实施方式。除了在本部分描述的各个实施方式以外，本申请还能够通过其他不同的方式来实施，在不违背本申请精神的情况下，本领域技术人员可以做相应的改进、变形和替换，因此本申请不受该部分公开的具体实施例的限制。本申请的保护范围应以权利要求为准。

如图1所示，本申请提出一种浸没燃烧蒸发器，其包括罐体1、导热腔2、布气组件3、蒸汽导排组件4和结晶出渣组件5。

(罐体)

罐体1设置有进料口11、料液连通口12、脉冲稳液器13和可视滤镜口14。进料口11和料液连通口12可以位于罐体1的下部的侧壁，进料口11和料液连通口12可以位于罐体1的两侧，进料口11和料液连通口12可以设置有法兰连接件。进料口11用于向罐体1通入待蒸发浓缩的料液，通过料液连通口12可以将多个罐体1串联或者并联，使多个浸没燃烧蒸发器能够串联或者并联使用。

脉冲稳液器13位于罐体1的下部，脉冲稳液器13处于液面A之下，脉冲稳液器13包括螺旋杆，螺旋杆可以沿水平方向延伸。在罐体1内料液的液面波动剧烈的时候，螺旋杆通过旋转可以减小液面波动的幅度。

可视滤镜口14位于罐体1的上部的侧壁，可视滤镜口14位于进料口11和料液连通口12的上方，通过可视滤镜口14能够观察到罐体1的内部情况。

(导热腔)

导热腔2形成为筒状，例如圆筒状，导热腔2的轴向沿上下方向延伸。导热腔2至少部分地设置于罐体1的内部，例如导热腔2的顶部从罐体1露出，导热腔2的其余部分设置于罐体1的内部。

导热腔2包括燃烧腔室21和排气腔室22，燃烧腔室21位于排气腔室22的上部，排气腔室22的底部设置有排气口。图1中的虚线表示液面A，燃烧腔室21可以位于液面A之上，排气腔室22可以位于液面A之下。排气腔室22的径向尺寸小于燃烧腔室21的径向尺寸，既使可燃气体和助燃气体能够均匀混合，充分燃烧，又可以减少燃烧产生的高温烟气排出时的热冲击回流，减少热能损失，提高热能利用率。

燃烧腔室21设置有氧化装置接口23、进气导流板24、抗腐耐热部25和第一仪控器26。

氧化装置接口23可以设置于燃烧腔室21的顶部，氧化装置接口23用于向燃烧腔室21通入混合的可燃气体和助燃气体，例如甲烷和空气的混合气体。氧化装置接口23可以包括法兰连接件，使氧化装置接口23可以与氧化装置通过法兰连接件相连，方便对氧化装置进行更换或维修。氧化装置可以使可燃气体和助燃气体混匀并对混合的可燃气体和助燃气体进行点火，使可燃气体在导热腔2中燃烧。

进气导流板24形成于导热腔2的上部，进气导流板24位于罐体1的内部并且位于罐体1的顶部。进气导流板24形成为向导热腔2的外部突出的弧形，通过进气导流板24使燃烧腔室21的径向尺寸增大，可燃气体和助燃气体可以充分混合，使燃烧更加充分，提高燃气利用率，降低可燃气体的耗气量，节约能源。

进入燃烧腔室21的可燃气体和助燃气体可以沿进气导流板24通过，不存在可能导致气体回流的死角，避免蒸汽附着聚集在导热腔2的内壁，并且圆弧状的进气导流板24的外壁也不容易结垢。

抗腐耐热部25安装于燃烧腔室21的内侧面，抗腐耐热部25的厚度可以为200毫米至400毫米。抗腐耐热部25包括支撑件和板材，支撑件可以由耐高温不锈钢制成，板材可以由耐热、耐腐蚀的复合材料制成。支撑件连接于燃烧腔室21，板材可以通过锚固件安装于支撑件。

燃烧腔室21从上至下形成渐缩的形状，例如相对于上下方向渐缩的角度为2至4度，燃烧腔室21的壁面倾斜可以方便安装抗腐耐热部25。

第一仪控器26可以位于罐体1的外部，第一仪控器26可以通过连接杆来检测燃烧腔室21内的温度、压力、气体流速等参数，可以根据检测到的参数控制燃烧过程。

(布气组件)

布气组件3包括布气叶片31、导气孔板32、导气管33、增压器34、气泡发生器35和导流板36。

布气叶片31连接于排气腔室22底部的排气口，例如布气叶片31可以通过转轴链接于排气腔室22的下端，通过转轴可以方便拆卸更换布气叶片31，并且使布气叶片31能够调节安装角度。多个布气叶片31环绕排气口排列形成齿状，布气叶片31从排气腔室22的壁部向排气腔室22的外侧延伸。布气叶片31使燃烧产生的气体可以通过布气叶片31均匀地向四周扩散。

导气孔板32连接于罐体1，导气孔板32可以沿水平方向延伸，导气孔板32设有多个第一通孔321。导气孔板32位于布气叶片31的上方，即排气腔室22的下端的排气口的上方，使通过排气腔室22排出的气体在液体中上浮的过程中，可以由下至上地通过导气孔板32。

进一步地，在导气孔板32的中心指向导气孔板32边缘的方向上，第一通孔321的孔径逐渐增大，例如导气孔板32的中心位置的第一通孔321的孔径为10mm，导气孔板32的边缘位置的第一通孔321的孔径30mm。第一通孔321使后述的超微气泡在料液浓缩过程中呈圆周向外均匀稳定地辐射。

导气管33连接于导气孔板32，导气管33对准导气孔板32的第一通孔321。导气管33从导气孔板32向上延伸，多个导气管33的高度可以是相同的。导气管33的侧壁设置有多个第二通孔，导气管33的上端可以是封闭的。通过第一通孔321的气体可以进入导气管33中再通过第二通孔排出导气管33，使燃烧产生的高温气体和液体能够充分接触传热。导气管33和导气孔板32可以一体形成。

增压器34设置于导气孔板32的下方，增压器34能够阻挡燃烧产生的高温烟气，使气体经过增压器34后向上排出。增压器34可以是螺旋增压器。可以理解，没有被增压器34阻挡的部分气体，通过增压器34后冲向气泡发生器35。

导流板36位于增压器34和导气孔板32之间，导流板36连接于增压器34和/或导气孔板32。导流板36可以设置有多个通孔，料液可以穿过通孔在导流板36的两侧流动，导流板36形成为倒置的锥形筒状。增压器34能够使排气口排出的一部分气体沿导流板36斜向上流动，并且另一部分气体能够通过导流板36的通孔后与料液充分接触。导流板36的倾斜角度可以根据料液的浓度进行设置，图1中的虚线表示导流板36的倾斜角度可以调节到不同的角度。

气泡发生器35位于增压器34的下方，气泡发生器35可以是超微气泡发生器。冲过增压器的一部分气体可以通过气泡发生器35形成超微气泡，例如气泡直径可以小于5mm，从而增加料液和气体的换热面积，提高传热效率和蒸发速率。超微气泡与料液直接接触传热，不会产生结垢。

增压器34和超微气泡发生器35可以使从排气腔室22排出的气体不会冲击罐体1的底部的浓缩产生的料渣，减少对于料渣搅动，能够提高排渣的效率。并且避免高温气体通向罐体1的底部，导致料液在罐体1的底部结垢。

(蒸汽导排组件)

蒸汽导排组件4包括旋风导流板41、气液分离板42、气体连通口43、安全放散口44、安全自动阀45、第二仪控器451、溢流口46、自清洗溢流器47、顶部检修口48和蒸汽排气口49。

旋风导流板41设置于罐体1的内部，旋风导流板41绕着导热腔2形成螺旋状，旋风导流板41位于导气孔板32的上方。蒸发产生的蒸汽和不凝气在旋风导流板41的引导作用下，可以形成类似旋风的螺旋形态向上升腾。蒸汽和不凝气从罐体1的底部旋转上升，形成一定的离心力。蒸汽和不凝气中夹带的液滴在离心力的作用下可以得到一定的去除。

气液分离板42设置于罐体1的内部，气液分离板42位于旋风导流板41的上方，气液分离板42形成有微孔。例如气液分离板42包括填料层，旋风导流板41引导的蒸汽和不凝气可以从填料层的微孔通过。蒸汽和不凝气中夹带的液滴被截留无法通过微孔，并且液滴会聚集形成较大的液滴然后跌落回料液中。

蒸汽排气口49设置于罐体1的顶部，通过了气液分离板42的蒸汽和不凝气可以通过蒸汽排气口49排出罐体1，这些气体经过处理后可以排放或收集。

气体连通口43设置于罐体1的上部，通过气体连通口43和料液连通口12可以将多个罐体1串联或者并联，使多个浸没燃烧蒸发器能够串联或者并联使用。

安全放散口44可以设置于罐体1的顶部，安全自动阀45连接于安全放散口44，第二仪控器451连接于安全自动阀45。第二仪控器451可以根据罐体1内的温度、压力等指标使安全自动阀45开启，保护人员及设备安全。例如，罐体1内的压力预设范围为90kPa至110kPa，温度预设范围为90℃至110℃，压力和/或温度超出预设范围将开启安全自动阀45。

溢流口46位于罐体1的上部的侧壁，溢流口46可以内嵌式连接于罐体1，自清洗溢流器47连接于溢流口46的外部，自清洗溢流器47可以通过法兰连接于溢流口46。溢流口46在浸没燃烧蒸发器运行过程中起到液位保护的作用，如果液位过高，液体可以从溢流口46排出，避免液面位置过高，保证安全运行。如果溢流口的压力过高或者出现堵塞，自清洗溢流器47可以通过自动清洗解决。顶部检修口48位于罐体1的顶部，可以通过顶部检修口48进行检修。

(结晶出渣组件)

结晶出渣组件5包括增滑倾斜板51、搅拌器52、底部检修口53、排料口54、清液回流口55和第三仪控器56。

罐体1的下部通过增滑倾斜板51形成为倒锥形，增滑倾斜板51与水平方向的夹角可以为30度至60度。增滑倾斜板51的倾斜角度与料液的粘度特性相关，增滑倾斜板51的表面光滑平整并且涂覆有增滑涂料层。

排料口54位于罐体1的底部，搅拌器52安装于排料口54，搅拌器52可以为底入式搅拌器，底入式搅拌器可以从排料口54伸入罐体1的内部。搅拌器52在搅拌时可以避免料液浓缩形成的料渣结垢、堆积，使料渣能够快速排出，提高排渣效率。

底部检修口53和清液回流口55均设置于增滑倾斜板51，第三仪控器56可以安装于增滑倾斜板51，第三仪控器56可以用于控制搅拌器52和/或排料口的开闭。

虽使用上述实施方式对本申请进行了详细说明，但对于本领域技术人员来说，本申请显然并不限定于在本说明书中说明的实施方式。本申请能够在不脱离由权利要求书所确定的本申请的主旨以及范围的前提下加以修改并作为变更实施方式加以实施。因此，本说明书中的记载以示例说明为目的，对于本申请并不具有任何限制性的含义。

Claims (9)

1.一种浸没燃烧蒸发器，其特征在于，所述浸没燃烧蒸发器包括：

罐体(1)，所述罐体(1)用于接收待蒸发的料液；

导热腔(2)，所述导热腔(2)供可燃气体和助燃气体燃烧而产生烟气，所述导热腔(2)至少部分地设置于所述罐体(1)的内部，所述导热腔(2)的底部设置有排气口；以及

布气组件(3)，所述布气组件包括增压器(34)和导流板(36)，所述增压器(34)和所述导流板(36)均设置于所述排气口的下方，所述导流板(36)形成为倒置的锥形筒状，所述导流板(36)设置有多个通孔，所述增压器(34)能够阻挡所述排气口排出的一部分气体，使气体沿所述导流板(36)斜向上流动，并且另一部分气体能够通过所述导流板(36)的通孔向上流动。

2.根据权利要求1所述的浸没燃烧蒸发器，其特征在于，所述增压器(34)的下方设置有气泡发生器(35)，通过所述增压器(34)的气体能够进入所述气泡发生器(35)而形成气泡，从而增加所述料液和气体的换热面积。

3.根据权利要求1所述的浸没燃烧蒸发器，其特征在于，所述布气组件还包括导气孔板(32)，所述导气孔板(32)设置于所述罐体(1)的内部，所述导气孔板(32)环绕所述排气口，所述导气孔板(32)位于所述导流板(36)的上方，所述导气孔板(32)设置有多个第一通孔(321)，所述排气口排出的气体能够通过所述第一通孔(321)向上流动。

4.根据权利要求3所述的浸没燃烧蒸发器，其特征在于，在从所述导气孔板(32)的中心指向所述导气孔板(32)的边缘的方向上，所述第一通孔(321)的孔径逐渐增大。

5.根据权利要求3所述的浸没燃烧蒸发器，其特征在于，所述布气组件还包括导气管(33)，所述导气管(33)连接于所述导气孔板(32)，所述导气管(33)对准所述导气孔板(32)的所述第一通孔(321)，所述导气管(33)从所述导气孔板(32)向上延伸，所述导气管(33)的侧壁设置有多个第二通孔，进入所述导气管(33)的气体能够通过所述第二通孔排出所述导气管(33)。

6.根据权利要求3所述的浸没燃烧蒸发器，其特征在于，所述浸没燃烧蒸发器还包括旋风导流板(41)，所述旋风导流板(41)设置于所述罐体(1)的内部，所述旋风导流板(41)位于所述导气孔板(32)的上方，所述旋风导流板(41)绕着所述导热腔(2)形成螺旋状，蒸发产生的蒸汽和不凝气能够在所述旋风导流板(41)的引导作用下螺旋地向上升腾。

7.根据权利要求6所述的浸没燃烧蒸发器，其特征在于，所述浸没燃烧蒸发器还包括气液分离板(42)，所述气液分离板(42)设置于所述罐体(1)的内部，所述气液分离板(42)位于所述旋风导流板(41)的上方，所述气液分离板(42)形成有微孔，所述旋风导流板(41)引导的所述蒸汽和所述不凝气能够从所述微孔通过，所述蒸汽和所述不凝气中夹带的液滴被截留无法通过所述微孔。

8.根据权利要求1所述的浸没燃烧蒸发器，其特征在于，所述排气口连接有多个布气叶片(31)，所述多个布气叶片(31)环绕所述排气口排列形成齿状，所述布气叶片(31)从所述导热腔(2)的壁部向所述导热腔(2)的外侧延伸。

9.根据权利要求1所述的浸没燃烧蒸发器，其特征在于，所述导热腔(2)包括燃烧腔室(21)和排气腔室(22)，所述燃烧腔室(21)位于所述排气腔室(22)的上部，所述排气腔室(22)的径向尺寸小于所述燃烧腔室(21)的径向尺寸，所述排气口设置于所述排气腔室(22)的底部。

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