CN117383644B - 清垢装置、蒸发器以及浓缩系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种清垢装置、蒸发器以及浓缩系统，清垢装置包括输气管组件、驱动组件以及喷嘴组件，输气管组件包括输气管，输气管上安装有清垢架，输气管的底部安装有四通管阀，驱动组件安装在四通管阀中，输气管可在四通管阀内转动，喷嘴组件包括气管以及气嘴，气嘴朝向清垢架设置。蒸发器还包括罐体，罐体内安装有加热模块，罐体的底部连通有落料管，落料管和四通管阀连通，输气管贯穿加热模块设置，喷嘴组件中的气嘴朝向加热模块设置，清垢架贴合于罐体的底部，浓缩系统还包括精馏塔以及吸收塔，气嘴和清垢架在输气管的作用下可旋转清扫加热模块中的残余废液，提高蒸发器内废液的流动效率，提高废液的浓缩效率，从而提高废液的焚烧效率。
Description
技术领域
本发明涉及清洁清理的技术领域，尤其涉及清垢装置、蒸发器以及浓缩系统。
背景技术
大型石化装置对是对石油等废液进行蒸馏等精加工的装置，石化装置在精加工石油时会产生大量的高盐高COD的废液，废液的成分复杂，尤其是残余很多有机成分，具备毒性有害的特性，既无回收价值，也无法进行生化处理，因此工作人员选择将废液投入焚烧炉中，利用高温焚烧的方式将废液分解成无机物，便于最后对废液的回收处理。由于废液焚烧需要消耗大量的热能，同时焚烧过程中会产生大量的尾气，因此，在对废液进行焚烧前，需要在蒸发器中对废液进行浓缩，减少废液中的轻组分和水分，从而减少焚烧产生的尾气，现有技术中一般采用MVR或多效蒸发技术，即利用蒸汽带走轻组分和水分，蒸发器长时间使用后，由于罐底温度较低，废液的浓度较高，极易产生凝结污垢的现象，尤其是在铜管内，造成废液的流动不畅，影响蒸发效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：处理石化废液的蒸发器的罐底容易产生污垢堵塞，影响蒸发效率。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种清垢装置，包括输气管组件、安装在所述输气管组件底部的驱动组件以及设置在所述输气管组件顶部的喷嘴组件，所述输气管组件包括输气管，所述驱动组件驱使所述输气管进行转动，所述输气管上安装有清垢架，所述输气管转动时带动所述清垢架同步转动，所述输气管的底部安装有四通管阀，所述驱动组件安装在所述四通管阀中，所述输气管可在所述四通管阀内转动，通过所述四通管阀可向所述输气管内注入高压气体，所述喷嘴组件包括气管以及安装在所述气管上的若干气嘴，所述气嘴朝向所述清垢架设置。
进一步的，所述输气管组件还包括套设在所述输气管上的第一轴承，所述输气管上还固定套设有第一连接环，所述第一轴承从所述输气管的顶部套入，所述第一轴承设置在所述第一连接环和所述输气管的顶部之间，所述清垢架设置在所述第一连接环和所述第一轴承之间。
进一步的，所述驱动组件包括固定套设在所述输气管底部的从动齿轮、啮合于所述从动齿轮的主动齿轮以及固定穿插在所述主动齿轮中的主动电机。
进一步的，所述喷嘴组件还包括罩设在所述输气管顶部的气流分配室，所述气管连通至所述气流分配室中。
进一步的，所述输气管的顶部开有气体分布槽，所述气流分配室嵌合安装在所述输气管的顶部，所述气体分布槽连通至所述气流分配室的内部。
进一步的，一种蒸发器，包括上述任一项所述的一种清垢装置，蒸发器还包括罐体，所述罐体内的上部为蒸发区，所述罐体内的下部为加热区，所述加热区内安装有加热模块，所述罐体的底部连通有落料管，所述落料管和所述四通管阀连通，所述落料管内安装有隔板，所述隔板套设在所述输气管上，所述输气管贯穿所述加热模块设置，所述喷嘴组件中的气嘴朝向所述加热模块设置，所述清垢架贴合于所述罐体的底部，所述清垢架转动时可对所述罐体的罐体内壁进行清扫。
进一步的，所述加热模块包括固定在所述罐体内壁上的隔热板以及安装在所述隔热板上的换热管，所述隔热板有两个，所述换热管的首尾两端均密封穿插至所述隔热板上，所述气嘴朝向所述隔热板上所述落料管的管口设置。
进一步的，所述输气管组件还包括第二轴承以及套设在所述第二轴承外的连接架，所述隔板还固定安装在所述连接架上，所述第二轴承套设在所述输气管上，所述连接架还固定至所述落料管的内壁上。
进一步的，一种浓缩系统，包括上述任一种所述的一种蒸发器，还包括精馏塔以及吸收塔，所述精馏塔底部清水进入清水罐中，所述精馏塔中蒸出的气体进入所述蒸发器中提供热量，所述蒸发器和所述吸收塔均有两个，其中第一个所述蒸发器蒸发出来的废液进入第二个所述蒸发器内，第一个所述蒸发器排出的蒸汽携带轻组分物质进入第一所述吸收塔，第一个所述吸收塔内废气处理后混合蒸汽进入第二个所述蒸发器内，第二个所述蒸发器内的废液在废气的加热下进一步浓缩，并且第二个所述蒸发器内的废气进入第二个所述吸收塔内，经过第二个所述吸收塔的吸收后经冷凝器变为液相后进入中间罐，第二个蒸发器浓缩后的废液排出至焚烧炉中进行焚烧。
本发明的有益效果是，通过四通管阀可向输气管内注入高压气体，高压气体通过输气管向气管内注入高压气体，高压气体通过气嘴喷射至清垢架上，在高压气体的吹扫下，浓缩的废液可滴落至清垢架附近，通过旋转的清垢架可将浓缩废液清理干净。
在蒸发器内增设上述的清垢装置，并且通过四通管阀为输气管提供高压气体，高压气体通过旋转的输气管进入气管中，并且高压气体借助气嘴对换热管中残留的废液进行旋转吹扫，使得废液被吹扫至罐体的底部，并且在清垢架的转动清扫作用下，废液从落料管排出，通过输气管自己的转动，可对蒸发器内容易残余结垢的换热管内、罐底的位置进行吹扫清理，可避免换热管堵塞，保证废液的流动效率，进而可提高蒸发器的浓缩效率。
在浓缩系统内增设两级蒸发器和配套的吸收塔，承接精馏塔的初级蒸发器次级的借助清垢装置可对蒸发器内壁进行清理，保证蒸发器内废液的流动效率，使得蒸发器可对废液进行二次浓缩，避免废液浓度过高堵塞蒸发器的换热管。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明蒸发器的立体图；
图2是本发明蒸发器的立体剖视图；
图3是本发明清垢装置的立体图；
图4是图1的主视图；
图5是沿图4中A-A的剖视图；
图6是图5中C处的局部放大图；
图7是图5中B-B的剖视图；
图8是本发明浓缩系统的流程图；
图中：清垢装置100、输气管组件110、驱动组件120、喷嘴组件130、输气管111、第一轴承112、第二轴承113、连接架114、气体分布槽115、第一连接环116、第二连接环117、清垢架118、从动齿轮121、主动齿轮122、主动电机123、气流分配室131、气管132、气嘴133、四通管阀140、蒸发器200、罐体210、蒸汽进口211、进料口212、蒸汽出口213、出料口214、落料管215、隔板216、出料管口217、加热区220、蒸发区230、加热模块240、隔热板241、换热管242、冷凝管232、浓缩系统300、精馏塔310、吸收塔320。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
如图1至图3所示，本实施方式提供了一种清垢装置100，包括输气管组件110、安装在输气管组件110底部的驱动组件120以及设置在输气管组件110顶部的喷嘴组件130。
如图3所示，输气管组件110包括输气管111、套设在输气管111上的第一轴承112、第二轴承113以及套设在第二轴承113外的连接架114。驱动组件120从底部驱使输气管111转动。
输气管111的顶部开有气体分布槽115，气体分布槽115设置在输气管111的侧壁上，输气管111上还固定套设有第一连接环116，第一轴承112从输气管111的顶部套入，第一轴承112设置在气体分布槽115和第一连接环116之间，输气管111的底部固定安装有第二连接环117，第二轴承113从输气管111的底部套入，第二轴承113设置在第二连接环117和第一连接环116之间，连接架114固定套设在第二轴承113的外环上，输气管111通过第二轴承113可转动的穿插在连接架114中。优选的，输气管111的侧壁上还套设有清垢架118，清垢架118设置在第一连接环116和第一轴承112之间，清垢架118配合套设于第一连接环116上，当输气管111转动时带动清垢架118同步转动。
如图2和图3所示，驱动组件120包括固定套设在输气管111底部的从动齿轮121、啮合于从动齿轮121的主动齿轮122以及固定穿插在主动齿轮122中的主动电机123。
从动齿轮121配合套设在第二连接环117上，主动齿轮122和从动齿轮121均为45度的内斜锥齿轮，从动齿轮121和主动齿轮122之间呈垂直状态，主动齿轮122可驱动从动齿轮121进行转动。主动电机123的转轴配合穿插至主动齿轮122内，主动电机123优选为伺服电机，主动电机123启动后可驱动主动齿轮122转动，主动齿轮122转动时驱动从动齿轮121转动，从动齿轮121转动时可带动输气管111转动。
如图3和图6所示，喷嘴组件130包括罩设在输气管111顶部的气流分配室131、连通至气流分配室131中的气管132以及安装在气管132上的若干气嘴133。
气流分配室131嵌合安装在输气管111的顶部，输气管111的气体分布槽115连通至气流分配室131的内部，通过输气管111可向气流分配室131内注入高压蒸汽等惰性气体，气管132优选有两个，气管132呈空腔管状结构，气管132固定安装在气流分配室131的内部，通过气流分配室131可向气管132内注入气体，气嘴133安装在气管132的底部，气嘴133朝向输气管111设置，气嘴133连通气管132的内部。
优选的，如图2所示，主动电机123、主动齿轮122以及从动齿轮121的外部套设有四通管阀140，四通管阀140中的一个管口用于收容主动电机123，另一个和高压惰性气体的供气系统连通，还有一个用于收容连接架114，最后一个为维修管口，日常呈封闭状态，四通管阀140通过连接架114定位在输气管111上，在连接架114和第二轴承113的避让下，输气管111可在四通管阀140内转动。
如图2所示，通过向四通管阀140中输入高压的惰性气体，惰性气体可通过输气管111输入至气流分配室131内，气流分配室131中的高压气体可输入至气管132内，通过气管132上的气嘴133可将高压的惰性气体喷出，气嘴133朝向清垢架118喷射高压气体，当惰性气体从气嘴内喷出时，启动主动电机123，主动电机123通过主动齿轮122带动从动齿轮121转动，从动齿轮121转动时，带动输气管111进行转动，输气管111转动时，可带动气流分配室131和气管132同步转动，同时输气管111上的清垢架118同步转动。
如图1、图2、图4、图5、图6、图7所示，一种蒸发器200，包括罐体210、安装在罐体210中的上述清垢装置100、设置在罐体210侧壁上的蒸汽进口211以及进料口212。罐体210顶部还设置有二次蒸汽出口213，罐体210的底部还设置有出料口214。
如图2所示，罐体210大致呈空腔圆柱状结构，罐体210的内部下方为加热区220，罐体210的内部上方为蒸发区230。蒸汽进口211对应加热区220设置，通过蒸汽进口211可向罐体210的内部注入高温蒸汽，加热区220内安装有加热模块240，加热模块240包括固定在罐体210内壁上的隔热板241以及安装在隔热板241上的换热管242，隔热板241有两个，换热管242安装在两个隔热板241之间，且换热管242首尾两端均密封穿插至隔热板241上，罐体210通过蒸汽进口211连通至蒸汽的供汽系统上，供汽系统通过蒸汽进口211向罐体210内的换热管242进行蒸汽加热，换热管242为中空结构，蒸汽进口211对应换热管242的管壁设置，废液进入罐体210内后，掉落至隔热板241上，并流经换热管242，废液在流经换热管242过程中，废液被蒸汽的加热效率最高。罐体210的侧壁上还连接有冷凝管232，冷凝管232和蒸汽进口211分设在罐体210的两侧，蒸汽在换热管242内换热完成后，冷凝成水分沿冷凝管232流出。
废液在加热区220被加热蒸发，其中的加热时产生的蒸汽从罐体210顶板的二次蒸汽出口213排出，浓缩完成的废液则通过出料口214排出至外部。其中，蒸汽进口211附近的废液温度较高，废液中的蒸汽呈现向上升流动的趋势，而冷凝管232附近的废液由于温度较低，废液中的蒸汽冷凝在隔热板241上，并下沉至冷凝管232附近，冷凝管232可将冷凝水排出。
如图2、图5、图7所示，罐体210的底部还连通有落料管215，落料管215和四通管阀140的管道连通，落料管215罩设输气管111设置，落料管215内安装有隔板216，隔板216套设在输气管111上，隔板216密封安装在落料管215的内壁上，隔板216上还固定安装在连接架114上。落料管215的侧壁上还安装有出料管口217，出料管口217连通隔板216上方的空腔。废液从加热区220浓缩完成后，可从落料管215和出料管口217排出。
如图2所示，输气管111伸入至罐体210的内部，输气管111贯穿两个隔热板241，喷嘴组件130设置在加热区220内，气嘴133朝向隔热板241设置，气嘴133中喷出的高压气体对换热管242内的浓缩废液进行吹扫，同时驱动组件120驱动输气管111转动，输气管111转动时，气嘴133相对换热管242进行转动，对隔热板241上换热管242的管口进行旋转吹扫，直至换热管242内的废液滴落至罐体210的内壁底部，输气管111侧壁上的清垢架118贴合于罐体210罐底内壁设置，当输气管111产生转动时，清垢架118对罐体210罐底内壁进行清扫，使得废液可通过落料管215排出。
如图8所示，一种浓缩系统300，包括精馏塔310、上述的蒸发器200、吸收塔320、冷凝器、清水罐以及中间罐，中间罐中含轻废液的气体和蒸汽首先进入精馏塔310内，在精馏塔310中对废液进行精馏，精馏塔310内分馏出的轻组分进入浓缩液罐中，继而从进料口212进入罐体210内，精馏塔310内的精馏时产出高温蒸汽通过罐体210上的蒸汽进口211进入罐体210内，而蒸发器200内排出的蒸汽进入吸收塔320内，而浓缩的废液则排入至焚烧系统中进行焚烧。
优选的，蒸发器200和吸收塔320均有两个，其中第一个蒸发器200蒸发出来的废液进入第二个蒸发器200中，而第一个蒸发器200中排出的蒸汽携带轻组分物质进入第一个吸收塔320中，并且经过第一个吸收塔320吸收后重组分后进入第二个蒸发器200中，为第二个蒸发器200提供热量来源，第二个蒸发器200排出的二次浓缩的废液排出至焚烧炉中进行焚烧，排出的蒸汽中的重组分物质经过第二个吸收塔320的吸收后进入中间罐。
本实施例的技术效果在于：经过蒸发器200内清垢装置100的旋转吹扫，以及清垢架118的旋转清理，可保证蒸发器200内废液的流动速度，从而提高废液的浓缩效率，进一步的，本实施方式还提供了二级浓缩的废液处理过程，可保证废液的进一步浓缩，从而减少废液焚烧的成本。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (8)
1.一种清垢装置，其特征在于：包括输气管组件(110)、安装在所述输气管组件(110)底部的驱动组件(120)以及设置在所述输气管组件(110)顶部的喷嘴组件(130)，所述输气管组件(110)包括输气管(111)，所述驱动组件(120)驱使所述输气管(111)进行转动，所述输气管(111)上安装有清垢架(118)，所述输气管(111)转动时带动所述清垢架(118)同步转动，所述输气管(111)的底部安装有四通管阀(140)，所述驱动组件(120)安装在所述四通管阀(140)中，所述输气管(111)可在所述四通管阀(140)内转动，通过所述四通管阀(140)可向所述输气管(111)内注入高压气体，所述喷嘴组件(130)包括气管(132)以及安装在所述气管(132)上的若干气嘴(133)，所述气嘴(133)朝向所述清垢架(118)设置，所述输气管组件(110)还包括套设在所述输气管(111)上的第一轴承(112)，所述输气管(111)上还固定套设有第一连接环(116)，所述第一轴承(112)从所述输气管(111)的顶部套入，所述第一轴承(112)设置在所述第一连接环(116)和所述输气管(111)的顶部之间，所述清垢架(118)设置在所述第一连接环(116)和所述第一轴承(112)之间。
2.根据权利要求1所述的一种清垢装置，其特征在于：所述驱动组件(120)包括固定套设在所述输气管(111)底部的从动齿轮(121)、啮合于所述从动齿轮(121)的主动齿轮(122)以及固定穿插在所述主动齿轮(122)中的主动电机(223)。
3.根据权利要求1所述的一种清垢装置，其特征在于：所述喷嘴组件(130)还包括罩设在所述输气管(111)顶部的气流分配室(131)，所述气管(132)连通至所述气流分配室(131)中。
4.根据权利要求3所述的一种清垢装置，其特征在于：所述输气管(111)的顶部开有气体分布槽(115)，所述气流分配室(131)嵌合安装在所述输气管(111)的顶部，所述气体分布槽(115)连通至所述气流分配室(131)的内部。
5.一种蒸发器，其特征在于：包括权利要求1至4中任一项所述的一种清垢装置，还包括罐体(210)，所述罐体(210)内的上部为蒸发区(230)，所述罐体(210)内的下部为加热区(220)，所述加热区(220)内安装有加热模块(240)，所述罐体(210)的底部连通有落料管(215)，所述落料管(215)和所述四通管阀(140)连通，所述落料管(215)内安装有隔板(216)，所述隔板(216)套设在所述输气管(111)上，所述输气管(111)贯穿所述加热模块(240)设置，所述喷嘴组件(130)中的气嘴(133)朝向所述加热模块(240)设置，所述清垢架(118)贴合于所述罐体(210)的底部，所述清垢架(118)转动时可对所述罐体(210)的罐体内壁进行清扫。
6.根据权利要求5所述的一种蒸发器，其特征在于：所述加热模块(240)包括固定在所述罐体(210)内壁上的隔热板(241)以及安装在所述隔热板(241)上的换热管(242)，所述隔热板(241)有两个，所述换热管(242)的首尾两端均密封穿插至所述隔热板(241)上，所述气嘴(133)朝向所述隔热板(241)上所述落料管(215)的管口设置。
7.根据权利要求5所述的一种蒸发器，其特征在于：所述输气管组件(110)还包括第二轴承(113)以及套设在所述第二轴承(113)外的连接架(114)，所述隔板(216)还固定安装在所述连接架(114)上，所述第二轴承(113)套设在所述输气管(111)上，所述连接架(114)还固定至所述落料管(215)的内壁上。
8.一种浓缩系统，其特征在于：包括权利要求5至7中任一项所述的一种蒸发器，还包括精馏塔(310)以及吸收塔(320)，所述精馏塔(310)底部的清水进入净水罐，所述精馏塔(310)中蒸出的气体进入所述蒸发器(200)中提供热量，所述蒸发器(200)和所述吸收塔(320)均有两个，其中第一个所述蒸发器(200)蒸发出来的废液进入第二个所述蒸发器(200)内，第一个所述蒸发器(200)排出的蒸汽携带轻组分物质进入第一所述吸收塔(320)，第一个所述吸收塔(320)内废气处理后混合蒸汽进入第二个所述蒸发器(200)内，第二个所述蒸发器(200)内的废液在废气的加热下进一步浓缩，并且第二个所述蒸发器(200)内的废气进入第二个所述吸收塔(320)内，经过第二个所述吸收塔(320)的吸收后经过冷凝器变为液相后进入中间罐，第二个蒸发器(200)浓缩后的废液排出至焚烧炉中进行焚烧。
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