CN113730933A - 一种新型mvr旋膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本发明属于蒸发器技术领域，尤其涉及一种新型MVR旋膜蒸发器。其结构包括罐体，罐体内部从上往下依次设置有汽液分离器、二次旋膜雾化装置、一次旋膜雾化装置以及汽液阻尼网，所述汽液分离器上部的罐体形成真空蒸发区，所述汽液分离器与汽液阻尼网之间的罐体内形成旋膜雾化区，所述汽液阻尼网下方的罐体内形成浓液汇集区，所述的二次旋膜雾化装置与一次旋膜雾化装置均位于所述的旋膜雾化区内，用于将料液和蒸汽呈螺旋状雾化喷出。本发明的旋膜雾化区能够使料液和蒸汽呈水膜状雾化散开，使料液和蒸汽能够均匀的接触混合加热，且汽液分离器的上部区域、还有与二次旋膜雾化装置之间的上部区域处于微负压状态，能够使料液沸点降低，提高料液的蒸发效率。

Description

一种新型MVR旋膜蒸发器

技术领域

本发明属于蒸发器技术领域，尤其涉及一种新型MVR旋膜蒸发器。

背景技术

MVR蒸发器是各类液体进行蒸发浓缩或结晶的主要设备，在“污水处理零排放工程”、医药、化工生产领域应用非常广泛。

MVR蒸发器的流程为待处理料液预热后的料液首先进入MVR蒸发器，在蒸发器内被高温蒸汽加热温度升高，在真空泵的抽吸作用下，汽液混合的料液上升到汽液分离器上部，由于料液发生蒸发，产生二次蒸汽溢出上升，二次蒸汽由真空泵增压后再次进入蒸发器，得到充分的利用，回收潜热，提高热效率；料液不断蒸发浓缩或结晶，浓缩料液汇集到浓液区，定时定量排出蒸发器，系统在开始运行时需要向MVR蒸发器里通入加热蒸汽，在系统运行稳定后，便可利用蒸汽真空泵维持系统的热量平衡，只需要在热量损失较多时补充少量高温蒸汽即可。

在上述工作过程中，现有的MVR蒸发器在进行二次蒸发时需要增加额外的蒸发罐或者其它用来分离蒸汽与料液的工作罐，导致成本增加，同时在运行过程中蒸汽进入蒸发器时，由于各换热管蒸汽分布不均匀，料液加热温度不一致，导致蒸发效率较低；且浓液侧在流动缓慢的边角处容易结垢污堵，造成设备效率降低，浪费能源。

发明内容

本发明提供一种新型MVR旋膜蒸发器，以解决现有的MVR蒸发器在进行二次蒸发时需要增加额外的蒸发罐或者其它用来分离蒸汽与料液的工作罐，导致成本增加，同时在运行过程中蒸汽进入蒸发器时，由于各换热管蒸汽分布不均匀，料液加热温度不一致，导致蒸发效率较低；且浓液侧在流动缓慢的边角处容易结垢污堵，造成设备效率降低，浪费能源的问题。

本发明所采用的技术方案如下：

一种新型MVR旋膜蒸发器，包括罐体，所述罐体内部从上往下依次设置有汽液分离器、二次旋膜雾化装置、一次旋膜雾化装置以及汽液阻尼网，所述汽液分离器上部的罐体形成真空蒸发区，所述汽液分离器与汽液阻尼网之间的罐体内形成旋膜雾化区，所述汽液阻尼网下方的罐体内形成浓液汇集区，所述的二次旋膜雾化装置与一次旋膜雾化装置均位于所述的旋膜雾化区内，用于将料液和蒸汽呈螺旋状雾化喷出；

所述二次旋膜雾化装置的一侧与位于所述罐体外表面的二次蒸汽管连接，所述二次旋膜雾化装置的另一侧与位于所述罐体外表面的二次料液管连接，所述二次旋膜雾化装置的下端与位于所述二次料液管正下方的二次冷凝水排出管连接；所述一次旋膜雾化装置的一侧与位于所述二次蒸汽管正下方的一次蒸汽管连接，所述一次旋膜雾化装置的另一侧与位于所述二次冷凝水排出管正下方的一次料液管连接，所述一次旋膜雾化装置的下端与位于一次料液管正下方的一次冷凝水排出管连接；所述的罐体上部通过蒸汽循环管连接蒸汽真空泵的一端，所述蒸汽真空泵的另一端通过蒸汽循环管连接所述罐体外表面的二次蒸汽管；所述罐体的下端且位于所述浓液汇集区外侧面安装有与二次料液管相连接的上清液回流管。

所述二次旋膜雾化装置的内部从上往下依次开设有二次料液分配腔与二次蒸汽分配腔，所述二次料液分配腔的上部外侧面的出口位置连接有二次料液旋膜喷射管，所述二次料液分配腔的下部外侧面的进口位置连接有二次料液管；所述二次蒸汽分配腔的上部外侧面的出口位置连接有二次蒸汽旋膜喷射管，所述二次蒸汽分配腔的下部外侧面的进口位置连接有二次蒸汽管，所述二次蒸汽分配腔的底部出口位置连接有二次冷凝水排出管，所述二次冷凝水排出管的外部连接有时间控制阀门，所述二次料液旋膜喷射管与二次蒸汽旋膜喷射管的出口位置均为扁平形状。

所述二次料液旋膜喷射管或二次蒸汽旋膜喷射管的数量均为6-8个，且整体以二次料液旋膜喷射管与二次料液分配腔的连接处或二次蒸汽旋膜喷射管与二次蒸汽分配腔的连接处为基点螺旋向上设置。

所述一次旋膜雾化装置的内部从上往下依次开设有一次料液分配腔与一次蒸汽分配腔，所述一次料液分配腔的上部外侧面的出口位置连接有一次料液旋膜喷射管，所述一次料液分配腔的下部外侧面的进口位置连接有一次料液管；所述一次蒸汽分配腔的上部外侧面的出口位置连接有一次蒸汽旋膜喷射管，所述一次蒸汽分配腔的下部外侧面的进口位置连接有一次蒸汽管，所述一次蒸汽分配腔的底部出口位置连接有一次冷凝水排出管，所述一次冷凝水排出管的外部连接有时间控制阀门，所述一次料液旋膜喷射管与一次蒸汽旋膜喷射管的出口位置均为扁平形状。

所述一次料液旋膜喷射管或一次蒸汽旋膜喷射管的数量均为6-8个，且整体以一次料液旋膜喷射管与一次料液分配腔的连接处或一次蒸汽旋膜喷射管与一次蒸汽分配腔的连接处为基点螺旋向上设置。

所述汽液分离器采用连续的“W”型折板排列组成，用来分离蒸汽中夹带的雾沫料液与蒸汽。

所述汽液阻尼网采用多层具有开孔的板网叠加组成。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明旋膜雾化区内部的一次旋膜雾化装置以及二次旋膜雾化装置能够分别使料液和蒸汽呈螺旋的水膜状喷出，使料液和蒸汽能够均匀的接触混合加热，提高料液的蒸发效率，且换热表面不易结垢，旋膜雾化装置内产生的冷凝水排出罐体后可作为原料液的预热使用。

2、本发明的罐体的上端通过蒸汽循环管连接有蒸汽真空泵，在蒸汽真空泵的吸力下罐体内部位于真空蒸发区的位置会形成-0.05Mpa上下的负压，由于汽液分离器的阻挡，在汽液分离器的下方也会形成-0.03Mpa上下的微负压，汽液分离器的下方越往下微负压的数值越小，直到二次旋膜雾化装置的下方数值变为正压0.1Mpa；旋膜雾化区内部工作的过程中，水雾状的蒸汽上浮会与膜状的料液充分混合加热料液，且由于微负压的状态，导致料液在二次旋膜雾化装置与汽液分离器之间的沸点降低，能够提高料液的蒸发效率。

3、本发明的汽液阻尼网采用多层具有开孔的板网叠加组成，当汽液分离器中分离出的料液凝结成水珠，滴落到汽液阻尼网的上表面，经过汽液阻尼网的阻隔后与旋膜雾化区中蒸发浓缩后的料液汇集，从汽液阻尼网内部的网孔中滴落到罐体下方浓液汇集区的内部；汽液阻尼网能够降低料液滴落的高度，不会使大量的水滴连续且直接滴落在浓液汇集区中沉积的浓液中，使得浓液汇集区内部的浓液尽快静沉下降。

4、本发明的罐体内部的一次旋膜雾化装置以及二次旋膜雾化装置能够分别完成对料液的一次蒸发与二次蒸发，相对于传统的MVR蒸发器节省了需要额外附加的二次蒸发罐以及汽液分离罐，在保证蒸发效率的同时，节约了成本。

附图说明

图1是本发明的外部结构示意图；

图2是本发明的内部结构示意图；

图3是本发明的二次旋膜雾化装置结构示意图；

图4是本发明的二次旋膜雾化装置内部结构示意图；

图5是本发明的一次旋膜雾化装置内部结构示意图；

图6是本发明的料液旋膜喷射管结构示意图；

图中：

1-罐体，11-二次蒸汽管，12-二次料液管，13-二次冷凝水排出管，14-一次蒸汽管，15-一次料液管，16-一次冷凝水排出管，17-蒸汽循环管，18-蒸汽真空泵，19-上清液回流管，2-汽液分离器，3-二次旋膜雾化装置，31-二次料液分配腔，32-二次蒸汽分配腔，33-二次料液旋膜喷射管，34-二次蒸汽旋膜喷射管，4-一次旋膜雾化装置，41-一次料液分配腔，42-一次蒸汽分配腔，43-一次料液旋膜喷射管，44-一次蒸汽旋膜喷射管，5-汽液阻尼网，6-真空蒸发区，7-旋膜雾化区，8-浓液汇集区。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将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发明一部分的实施例，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，都应当属于本发明保护的范围。

如附图1至附图6所示。

本实施例的一种新型MVR旋膜蒸发器，包括罐体1，所述罐体1内部从上往下依次设置有汽液分离器2、二次旋膜雾化装置3、一次旋膜雾化装置4以及汽液阻尼网5，所述汽液分离器2上部的罐体形成真空蒸发区6，所述汽液分离器2与汽液阻尼网5之间的罐体内形成旋膜雾化区7，所述汽液阻尼网5下方的罐体1内形成浓液汇集区8，所述的二次旋膜雾化装置3与一次旋膜雾化装置4均位于所述的旋膜雾化区7内，用于将料液和蒸汽呈螺旋状雾化喷出；

所述二次旋膜雾化装置3的一侧与位于所述罐体1外表面的二次蒸汽管11连接，所述二次旋膜雾化装置3的另一侧与位于所述罐体1外表面的二次料液管12连接，所述二次旋膜雾化装置3的下端与位于所述二次料液管12正下方的二次冷凝水排出管13连接；所述一次旋膜雾化装置4的一侧与位于所述二次蒸汽管11正下方的一次蒸汽管14连接，所述一次旋膜雾化装置4的另一侧与位于所述二次冷凝水排出管13正下方的一次料液管15连接，所述一次旋膜雾化装置4的下端与位于一次料液管15正下方的一次冷凝水排出管16连接；所述的罐体1上部通过蒸汽循环管17连接蒸汽真空泵18的一端，所述蒸汽真空泵18的另一端通过蒸汽循环管17连接所述罐体1外表面的二次蒸汽管11；所述罐体1的下端且位于所述浓液汇集区8外侧面安装有与二次料液管12相连接的上清液回流管19。

所述二次旋膜雾化装置3的内部从上往下依次开设有二次料液分配腔31与二次蒸汽分配腔32，所述二次料液分配腔31的上部外侧面的出口位置连接有二次料液旋膜喷射管33，所述二次料液分配腔31的下部外侧面的进口位置连接有二次料液管12；所述二次蒸汽分配腔32的上部外侧面的出口位置连接有二次蒸汽旋膜喷射管34，所述二次蒸汽分配腔32的下部外侧面的进口位置连接有二次蒸汽管11，所述二次蒸汽分配腔32的底部出口位置连接有二次冷凝水排出管13，所述二次冷凝水排出管13的外部连接有时间控制阀门，所述二次料液旋膜喷射管33与二次蒸汽旋膜喷射管34的出口位置均为扁平形状。

所述一次旋膜雾化装置4的内部从上往下依次开设有一次料液分配腔41与一次蒸汽分配腔42，所述一次料液分配腔41的上部外侧面的出口位置连接有一次料液旋膜喷射管43，所述一次料液分配腔41的下部外侧面的进口位置连接有一次料液管15；所述一次蒸汽分配腔42的上部外侧面的出口位置连接有一次蒸汽旋膜喷射管44，所述一次蒸汽分配腔42的下部外侧面的进口位置连接有一次蒸汽管14，所述一次蒸汽分配腔42的底部出口位置连接有一次冷凝水排出管16，所述一次冷凝水排出管16的外部连接有时间控制阀门，所述一次料液旋膜喷射管43与一次蒸汽旋膜喷射管44的出口位置均为扁平形状。

MVR旋膜蒸发器的运行流程为：

MVR旋膜蒸发器启动时需要外部提供150度以上的高温蒸汽，高温蒸汽通过一次蒸汽管14进入一次旋膜雾化装置4内部的一次蒸汽分配腔42中，蒸汽在一次蒸汽分配腔42中均匀分配给每个一次蒸汽旋膜喷射管44，由于一次蒸汽旋膜喷射管44的出口位置为扁平形状，蒸汽进入一次蒸汽分配腔42的速度大于蒸汽从一次蒸汽旋膜喷射管44排出的速度，因此一次蒸汽分配腔42内部压力逐渐增大，在压力与一次蒸汽旋膜喷射管44的导流作用下，一次蒸汽分配腔42内部的蒸汽呈旋转的水雾状喷出，因为蒸汽密度较小，呈上浮运行状态，且在真空蒸发区6上端连接的蒸汽真空泵18的抽吸作下用，上浮的蒸汽进入蒸汽真空泵18提升压力后，作为二次蒸汽通过蒸汽循环管17再次进入二次旋膜雾化装置3内部的二次蒸汽分配腔32中，二次蒸汽的温度为110度-115度，位于蒸汽分配腔32内部的二次蒸汽均匀分配给二次蒸汽旋膜喷射管34，同样在压力与二次蒸汽旋膜喷射管34的导流作用下呈旋转的水雾状喷出。

蒸汽在一次蒸汽分配腔42与二次蒸汽分配腔32经过的同时会产生一部分的冷凝水，产生的冷凝水通过一次蒸汽分配腔42中连接的一次冷凝水排出管16或二次蒸汽分配腔32中连接的二次冷凝水排出管13排出罐体，排出的冷凝水可对原料液做预加热使用，一次冷凝水排出管16与二次冷凝水排出管13的外部均安装有时间控制阀门。

在一次旋膜雾化装置4与二次旋膜雾化装置3均向外喷射蒸汽的同时，原料液经过预热到20度以上后通过一次料液管15进入一次旋膜雾化装置4内部的一次料液分配腔41中或通过二次料液管12进入二次旋膜雾化装置3中的二次料液分配腔31中，料液总量由蒸发器的液位计控制，通过自动调节阀调节原料进入蒸发器的多少，二次料液管12中料液的进量小于一次料液管15中料液的进量。

由于一次料液旋膜喷射管43与二次料液旋膜喷射管33的出口位置为扁平形状，同蒸汽一样，进入一次料液分配腔41的料液在压力以及一次料液旋膜喷射管43的导流作用下，呈旋转的水膜状喷出，同一次蒸汽旋膜喷射管44中喷射出来的蒸汽混合；进入二次料液分配腔31的料液同样在压力以及二次料液旋膜喷射管33的导流作用下，呈旋转的水膜状喷出，同二次蒸汽旋膜喷射管34中喷射出来的蒸汽混合，对料液进行蒸发。

罐体1的上端通过蒸汽循环管17连接有蒸汽真空泵18，在蒸汽真空泵18的吸力下罐体1内部位于真空蒸发区6的位置会形成-0.05Mpa上下的负压，由于汽液分离器2的阻挡，在汽液分离器2的下方也会形成-0.03Mpa上下的微负压，汽液分离器2的下方越往下微负压的数值越小，直到二次旋膜雾化装置3的下方数值变为正压0.1Mpa；旋膜雾化区7内部工作的过程中，水雾状的蒸汽上浮会与膜状的料液充分混合加热料液，且由于微负压的状态，导致料液在二次旋膜雾化装置3与汽液分离器2之间的沸点降低，能够提高料液的蒸发效率。

因本设备中气体水量很高，蒸发形成的水蒸汽经过罐体1的内部设置的汽液分离器2时，汽液分离器2可以将蒸汽中夹带的雾沫料液与蒸汽分离，分离后的蒸汽经通过蒸汽循环管17进入蒸汽真空泵18，而分离后的料液凝结成水珠，滴落到汽液阻尼网5的上表面，经过汽液阻尼网5的阻隔后与旋膜雾化区7中蒸发浓缩后的料液汇集，从汽液阻尼网5内部的网孔中滴落到罐体1下方浓液汇集区8的内部；汽液阻尼网5能够降低料液滴落的高度，不会使大量的水滴连续且直接滴落在浓液汇集区18中沉积的浓液中，使得浓液汇集区8内部的浓液尽快静沉下降，浓缩液由底部出料口排出，进入下道工序，沉淀出来的上清液通过上清液回流管19进入二次料液管12返回MVR旋膜蒸发器内部的二次旋膜雾化装置3内再次蒸发浓缩。

利用本发明所述技术方案，或本领域的技术人员在本发明技术方案的启发下，设计出类似的技术方案，而达到上述技术效果的，均是落入本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种新型MVR旋膜蒸发器，包括罐体（1），其特征在于，所述罐体（1）内部从上往下依次设置有汽液分离器（2）、二次旋膜雾化装置（3）、一次旋膜雾化装置（4）以及汽液阻尼网（5），所述汽液分离器（2）上部的罐体形成真空蒸发区（6），所述汽液分离器（2）与汽液阻尼网（5）之间的罐体（1）内形成旋膜雾化区（7），所述汽液阻尼网（5）下方的罐体（1）内形成浓液汇集区（8），所述的二次旋膜雾化装置（3）与一次旋膜雾化装置（4）均位于所述的旋膜雾化区（7）内，用于将料液和蒸汽呈螺旋状雾化喷出；

所述二次旋膜雾化装置（3）的一侧与位于所述罐体（1）外表面的二次蒸汽管（11）连接，所述二次旋膜雾化装置（3）的另一侧与位于所述罐体（1）外表面的二次料液管（12）连接，所述二次旋膜雾化装置（3）的下端与位于所述二次料液管（12）正下方的二次冷凝水排出管（13）连接；所述一次旋膜雾化装置（4）的一侧与位于所述二次蒸汽管（11）正下方的一次蒸汽管（14）连接，所述一次旋膜雾化装置（4）的另一侧与位于所述二次冷凝水排出管（13）正下方的一次料液管（15）连接，所述一次旋膜雾化装置（4）的下端与位于一次料液管（15）正下方的一次冷凝水排出管（16）连接；所述的罐体（1）上部通过蒸汽循环管（17）连接蒸汽真空泵（18）的一端，所述蒸汽真空泵（18）的另一端通过蒸汽循环管（17）连接所述罐体（1）外表面的二次蒸汽管（11）；所述罐体（1）的下端且位于所述浓液汇集区（8）外侧面安装有与二次料液管（12）相连接的上清液回流管（19）。

2.如权利要求1所述的一种新型MVR旋膜蒸发器，其特征在于：所述二次旋膜雾化装置（3）的内部从上往下依次开设有二次料液分配腔（31）与二次蒸汽分配腔（32），所述二次料液分配腔（31）的上部外侧面的出口位置连接有二次料液旋膜喷射管（33），所述二次料液分配腔（31）的下部外侧面的进口位置连接有二次料液管（12）；所述二次蒸汽分配腔（32）的上部外侧面的出口位置连接有二次蒸汽旋膜喷射管（34），所述二次蒸汽分配腔（32）的下部外侧面的进口位置连接有二次蒸汽管（11），所述二次蒸汽分配腔（32）的底部出口位置连接有二次冷凝水排出管（13），所述二次料液旋膜喷射管（33）与二次蒸汽旋膜喷射管（34）的出口位置均为扁平形状。

3.如权利要求2所述的一种新型MVR旋膜蒸发器，其特征在于：所述二次料液旋膜喷射管（33）或二次蒸汽旋膜喷射管（34）的数量均为6-8个，且整体以二次料液旋膜喷射管（33）与二次料液分配腔（31）的连接处或二次蒸汽旋膜喷射管（34）与二次蒸汽分配腔（32）的连接处为基点螺旋向上设置。

4.如权利要求1所述的一种新型MVR旋膜蒸发器，其特征在于：所述一次旋膜雾化装置（4）的内部从上往下依次开设有一次料液分配腔（41）与一次蒸汽分配腔（42），所述一次料液分配腔（41）的上部外侧面的出口位置连接有一次料液旋膜喷射管（43），所述一次料液分配腔（41）的下部外侧面的进口位置连接有一次料液管（15）；所述一次蒸汽分配腔（42）的上部外侧面的出口位置连接有一次蒸汽旋膜喷射管（44），所述一次蒸汽分配腔（42）的下部外侧面的进口位置连接有一次蒸汽管（14），所述一次蒸汽分配腔（42）的底部出口位置连接有一次冷凝水排出管（16），所述一次料液旋膜喷射管（43）与一次蒸汽旋膜喷射管（44）的出口位置均为扁平形状。

5.如权利要求4所述的一种新型MVR旋膜蒸发器，其特征在于：所述一次料液旋膜喷射管（43）或一次蒸汽旋膜喷射管（44）的数量均为6-8个，且整体以一次料液旋膜喷射管（43）与一次料液分配腔（41）的连接处或一次蒸汽旋膜喷射管（44）与一次蒸汽分配腔（42）的连接处为基点螺旋向上设置。

6.如权利要求1所述的一种新型MVR旋膜蒸发器，其特征在于：所述汽液分离器（2）采用连续的“W”型折板排列组成。

7.如权利要求1所述的一种新型MVR旋膜蒸发器，其特征在于：所述汽液阻尼网（5）采用多层具有开孔的板网叠加组成。

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