CN202942655U

CN202942655U - 可拆式高效升膜板式蒸发器

Info

Publication number: CN202942655U
Application number: CN 201220356791
Authority: CN
Inventors: 宋金虎; 张守圣
Original assignee: MACHINERY INDUSTRY LANZHOU PETROLEUM CHEMICAL EQUIPMENT INSPECTION OFFICE CO LTD; Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co Ltd; Lanzhou Petroleum Machinery Research Institute; Lanzhou Lanya Petrochemical Equipment Engineering Co Ltd
Current assignee: MACHINERY INDUSTRY LANZHOU PETROLEUM CHEMICAL EQUIPMENT INSPECTION OFFICE CO LTD; Shanghai Lanbin Petrochemical Equipment Co Ltd; Lanzhou Petroleum Machinery Research Institute; Lanzhou Lanya Petrochemical Equipment Engineering Co Ltd
Priority date: 2012-07-22
Filing date: 2012-07-22
Publication date: 2013-05-22
Anticipated expiration: 2022-07-22

Abstract

本实用新型涉及升膜板式蒸发器。一种可拆式高效升膜板式蒸发器，其主要特点在于包括有上梁，下梁与固定压紧板和尾架连接，活动压紧板上设有吊挂，活动压紧板挂在上梁上，固定压紧板和活动压紧板之间设置有数片传热板片，两两传热板片之间设置有密封胶垫，固定压紧板和活动压紧板通过夹紧螺栓固定连接，所述的传热板片由传热A板片与传热B板片组成。本实用新型处理量大，蒸发效率高，冷凝速度快，采用纯逆流，A、B组合的板型结构设计实现升膜式蒸发的结构原理；采用了多种支撑结构实现了板型的高刚性设计；采用了网状导流降低了传热死区提高了传热效率；采用了热混合的传热设计提高了传热效率；实现大面积组装的可靠性。

Description

可拆式高效升膜板式蒸发器

技术领域

本实用新型涉及升膜板式蒸发器。

背景技术

目前，随着我国石油、化工、制药、轻工业、污水处理、废液回收等行业的蓬勃发展，各个行业对蒸发器的需求量越来越大。目前国内现有的升降模板式蒸发器已经不能满足各行业的发展的需要。

目前国外板式蒸发器行业有阿法拉伐，APV，施密特，GEA这四家大公司，其中阿法拉伐和GEA以升膜为主，APV和施密特以升降膜和降模为主，其产品各有其优缺点，阿法拉伐公司研制开发的升膜板式蒸发器是采用激光焊接的半焊接式板式升膜蒸发器，其蒸汽走焊接的板间通道，物料走可拆卸的胶垫侧的板间通道。优点是能适用更高的蒸发温度，板组间定位是用胶垫定位，其传热设计采用不同角度的斜波纹相结合的方式，传热效率高；板型的刚性设计较好，波纹节距合理，能压制大多数特殊材料（304，316，TAi，Ni,SMO254,SMO354,哈氏合金，以及各种奥氏体不锈钢和超级奥氏体不锈钢）。缺点是蒸汽侧不能拆卸清洗；胶垫设计比较宽，预紧力大；板片在激光焊接时装配的精度要求高（焊接时两张板片间没有点位结构）；板型的传热段的节距偏小，处理含固体颗粒的介质比较困难；流体流动阻力较大，能耗高。

GEA公司研制开发的升膜板式蒸发器是完全可拆卸式的板式蒸发器，其优点是：物料进口采用斜线进口，物料的分布均匀；流体流动阻力较小。缺点是其传热波纹设计比较简单（球泡和竖直波纹相结合的设计），传热效率低；板型的整体刚性设计较差，不适宜压制特殊材料。

APV公司研制开发的升降膜板式蒸发器是完全可拆卸式的板式蒸发器，其优点是：物料在板间采用先升膜后降模的方式，对热敏性物料的处理优点很大，相比升膜蒸发器，物料的理化性质改变小；流体流动阻力较小。缺点是其传热波纹设计比较简单（球泡形波纹设计），传热效率低；物料的分布不均匀；板型的整体刚性设计较差，不适宜压制特殊材料。

施密特公司研制开发的全降膜板式蒸发器是完全可拆卸式的板式蒸发器，其优点是：物料在板间采用全降模的方式，能更好的处理热敏性物料；其传热设计为板管式设计，用板式蒸发器能实现管式蒸发器的部分优点，流体流动阻力小。缺点是其传热波纹设计比较简单（六角形的波纹设计），传热效率低；物料很难分布均匀；胶垫设计更宽，预紧力更大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于避免现有技术的不足提供一种可拆式高效升膜板式蒸发器。本实用新型结构简单、冷凝和沸腾传热系数高、占地面积小、污垢系数低、清洗方便、处理量大并且可拆式的高效升膜板式蒸发器。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种可拆式高效升膜板式蒸发器，其主要特点在于包括有上梁，下梁与固定压紧板和尾架连接，活动压紧板上设有吊挂，活动压紧板挂在上梁上，固定压紧板和活动压紧板之间设置有数片传热板片，两两传热板片之间设置有密封胶垫，固定压紧板和活动压紧板通过夹紧螺栓固定连接，所述的传热板片由传热A板片与传热B板片组成。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，还包括有在固定压紧板上设有蒸汽进口、物料出口、物料进口、冷凝水和不凝气出口，蒸汽进口、物料出口、物料进口、冷凝水和不凝气出口分别与传热板片上设有的板片蒸汽进口、板片物料出口、板片物料进口、板片冷凝水和不凝气出口相连通。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，还包括所述的传热A板片的上方中部设有A板物料出口，在A板物料出口左右两侧设有A板蒸汽进口，传热A板片的下方中部设有A板物料进口，其下端两角设有A板冷凝水和不凝气出口；在A板物料出口与A板物料进口处设有A板物料进入网状导流区，对物料进入板间和冷凝水及不凝气出板间导流；其之间设有A板竖人字传热区；A板网状导流区旁设有A板二道密封；A板物料出板网状导流区设于A板物料出口处，对物料出板间和蒸汽进入板间导流。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，还包括所述的传热B板片的上方中部设有B板物料出口，在B板物料出口左右两侧设有B板蒸汽进口，传热B板片的下方中部设有B板物料进口，其下端两角设有B板冷凝水和不凝气出口；在B板物料出口与B板物料进口处设有B板物料进入网状导流区，对物料进入板间和冷凝水及不凝气出板间导流；其之间设有B板竖人字传热区；B板网状导流区旁设有B板二道密封；B板物料出板网状导流区设于B板物料出口处。所述的导流区采用了巧克力块状的网状导流。所述的挂架孔的横截面是“V”字形。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，所述的A板竖人字传热区和B板竖人字传热区，其波纹夹角a为100-130°，A板竖人字传热区的流道开口方向与B板竖人字传热区的流道开口方向相反；A板竖人字传热区和B板竖人字传热区组合后，其成型角度为35°-65°。实现了热混合设计。采用竖人字形的传热设计，形成软硬组合的板间传热通道，降低流体阻力的同时提高传热效率。实现多种特殊材料的板型的压制。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，在所述的传热板片的上、下两端设置有吊挂开口，密封垫片槽为“V”字型，深度为4-8mm，密封槽周边设有加强筋以提高板片的刚性。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，在传热A板片的四角及吊挂开口处设有A板五点定位；在传热B板片的四角及吊挂开口处设有B板五点定位；采用五点定位，定位深度为6-10mm。提高大面积组装的可靠性。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，所述的传热板片采用宽流道，通道截距为4-8mm，以解决易结垢、易堵塞的问题。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，所述的传热板片的边缘设有圆形或方形的鼓泡以提高板片的刚性。

所述的传热板片开口布置，有效的利用了板片的下料面积，提高了板片的有效利用率。同样的板型采用不同结构的物料进口，实现了大处理量、小蒸发量和大蒸发量、小处理量的两种蒸发器。

本实用新型的有益效果：1.处理量大，蒸发效率高，冷凝速度快，汽相流阻低，冷、热流体流动方向采用纯逆流；2.采用A、B组合的板型结构设计实现了升膜式蒸发的结构原理；3.采用了多种支撑结构实现了板型的高刚性设计；4.采用了网状导流降低了传热死区提高了传热效率；5.采用了热混合的传热设计提高了传热效率；6.采用独特的五点定位技术，实现大面积组装的可靠性；7.采用了大节距的设计实现了各种特殊材料的成型；8.板型设计全部采用了圆弧型的过渡结构使外观具有艺术性、美观性。

采用五点定位技术，可使板与板之间实现互锁，无需特殊的定位，实现大面积组装，最大可以组装500m²/台；采用人字形的热混合设计技术，以提高传热效率。

本实用新型结构紧凑，换热效率高，在实现同样蒸发任务时，其使用蒸发面积小，组装体积小，占地空间是管式蒸发器的1/3；在本实用新型内流动的流体，即使在较低的流速下也可形成剧烈的湍流，这种自冲刷作用使得杂质不易沉积，光滑的板片表面使得杂质不易附着，因此污垢系数比其他类型的蒸发器的污垢系数要小的多。本实用新型可拆式高效升膜板式蒸发器的夹紧螺栓松开卸掉后，即可松开板束、卸下板片进行清洗，实用方便；只要松开夹紧螺栓，增加或减少板片，即可达到增加或减少换热面积的效果，因此，可根据实际工艺需要容易调整换热面积。

本实用新型升膜板式蒸发器是完全可拆卸式的板式蒸发器。优点是板片定位采用五点定位，组装精度高，能实现大面积组装；物料的进出口和蒸汽的进出口均采用网状导流的设计技术，使物料能均匀分布；传热设计采用竖人字形的热混合设计，传热效率高，流体流动阻力较小，能耗低；板型的刚性设计较好，波纹节距合理，能压制大多数特殊材料（304，316，TAi，Ni,SMO254,SMO354,哈氏合金，以及各种奥氏体不锈钢和超级奥氏体不锈钢）。可以拆卸清洗；胶垫设计比较窄，预紧力小；采用换镶块的方式实现大处理量、小蒸发量和大蒸发量、小处理量的两种蒸发器的板型设计；板型的传热段的节距大，能处理含固体颗粒（200um以下）的介质。

附图说明

图1为本实用新型的主视示意图；

图2为本实用新型的右视示意图；

图3为本实用新型实施例1传热A板片的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1传热B板片的结构示意图；

图5为本实用新型实施例2传热A₁板片的结构示意图；

图6为本实用新型实施例2传热B₁板片的结构示意图。

图中：1.固定压紧板；1-1为蒸汽进口；1-2物料出口；2.传热板片；2-1.传热A板片；2-1-1.为A板蒸汽进口；2-1-2为A板物料出口；2-1-3为A板物料进口；2-1-4为A板冷凝水和不凝气出口；2-1-51~55为A板五点定位；2-1-6为A板二道密封；2-1-7为A板网状导流；2-1-8为竖人字传热区；2-1-9为网状导流区；2-2-1为B板蒸汽进口；2-2-2为B板物料出口；2-2-3为B板物料进口；2-2-4为B板冷凝水和不凝气出口；2-2-51~55为B板五点定位；2-2-6为B板二道密封；2-2-7为B板物料进入网状导流区；2-2-8为B板竖人字传热区，；2-2-9为B板物料出板网状导流。2-1a-1为A₁板蒸汽进口；2-1a-2为A₁板物料出口；2-1a-3为A₁板物料进口；2-1a-4为A₁板冷凝水和不凝气出口；2-1a-51~55为A₁板五点定位；2-1a-6为A₁板二道密封系统；2-1a-7为A₁板网状导流区；2-1a-8为A₁板竖人字传热区；2-1a-9为A₁板网状导流区；2-2a-1为B₁板蒸汽进口；2-2a-2为B₁板物料出口；2-2a-3为B₁板物料进口；2-2a-4为B₁板冷凝水和不凝气出口；2-2a-51~55为B₁板五点定位；2-2a-6为B₁板二道密封；2-2a-7为B₁板网状导流区；2-2a-8为B₁板竖人字传热区；2-2a-9为B₁板网状导流区；3.密封胶垫；4.活动压紧板；5.吊挂；6.夹紧螺栓；7.螺母；8.上梁；9.尾架；10.下梁。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。

实施例1：见图1，图2，一种可拆式高效升膜板式小处理量、大蒸发量蒸发器，包括有上梁8，下梁10与固定压紧板1和尾架9连接，活动压紧板4上设有吊挂5，活动压紧板4挂在上梁8上，固定压紧板1和活动压紧板4之间设置有数片传热板片2，两两传热板片2之间设置有密封胶垫3，固定压紧板1和活动压紧板4通过夹紧螺栓6固定连接，所述的传热板片2由传热A板片2-1与传热B板片2-2组成。

在固定压紧板1上设有蒸汽进口1-1、物料出口1-2、物料进口、冷凝水和不凝气出口，蒸汽进口1-1、物料出口1-2、物料进口、冷凝水和不凝气出口分别与传热板片2上设有的板片蒸汽进口、板片物料出口、板片物料进口、板片冷凝水和不凝气出口相连通。

见图3，所述的传热A板片2-1的上方中部设有A板物料出口2-1-2，在A板物料出口左右两侧设有A板蒸汽进口2-1-1，传热A板片2-1的下方中部设有A板物料进口2-1-3，其下端两角设有A板冷凝水和不凝气出口2-1-4；在A板物料出口2-1-2与A板物料进口2-1-3处设有A板物料进入网状导流区2-1-7，对物料进入板间和冷凝水及不凝气出板间的导流；其之间设有A板竖人字传热区2-1-8；A板网状导流区2-1-7旁设有A板二道密封2-1-6；A板物料出板网状导流区2-1-9设于A板物料出口2-1-2处。

见图4，所述的传热B板片2-2与所述的传热A板片2-1对应设置，其上方中部设有B板物料出口2-2-2，在B板物料出口左右两侧设有B板蒸汽进口2-2-1，传热B板片2-2的下方中部设有B板物料进口2-2-3，其下端两角设有B板冷凝水和不凝气出口2-2-4；在B板物料出口2-2-2与B板物料进口2-2-3处设有B板物料进入网状导流区2-2-7，对物料进入板间和冷凝水及不凝气出板间的导流；其之间设有B板竖人字传热区2-2-8；B板网状导流区2-2-7旁设有B板二道密封2-2-6；B板物料出板网状导流区2-2-9设于B板物料出口2-2-2处。所述的导流区采用了巧克力块状的网状导流。所述的挂架孔的横截面是“V”字形

所述的A板竖人字传热区2-1-8和B板竖人字传热区2-2-8，其波纹夹角a为100°，A板竖人字传热区2-1-8的流道开口方向与B板竖人字传热区2-2-8的流道开口方向相差180度；A板竖人字传热区2-1-8和B板竖人字传热区2-2-8组合后，其成型角度为35°。

在所述的传热板片2的上、下两端设置有吊挂开口，密封垫片槽为“V”字型，深度为4mm，密封槽周边设有加强筋以提高板片的刚性。

在传热A板片2-1的四角及吊挂开口处设有A板五点定位2-1-51~55；在传热B板片2-2的四角及吊挂开口处设有B板五点定位2-2-51~55；采用五点定位，定位深度为6mm。提高大面积组装的可靠性。

所述的传热板片2采用宽流道，通道截距为4mm，以解决易结垢、易堵塞的问题。

所述的传热板片2的边缘设有圆形的鼓泡。

所述的传热板片2的物料进料孔2-2-1开口为小开口，为600*80mm²以下。有效的利用了板片的下料面积，提高了板片的有效利用率。实现了大蒸发量、小处理量的蒸发器。

实施例2：见图1，图2，一种可拆式高效升膜板式大处理量、小蒸发量蒸发器，其图1，图2的结构与实施例1相同。

见图5，所述的传热A₁板,片2-1a的上方中部设有A₁板物料出口2-1a-2，在A₁板物料出口左右两侧设有A₁板蒸汽进口2-1a-1，传热A₁板片2-1的下方中部设有A₁板物料进口2-1a-3，其下端两角设有A₁板冷凝水和不凝气出口2-1a-4；在A₁板物料出口2-1a-2与A₁板物料进口2-1a-3处设有A₁板物料进入网状导流区2-1a-7，对物料进入板间和冷凝水及不凝气出板间导流；其之间设有A₁板竖人字传热区2-1a-8；A₁板网状导流区2-1a-7旁设有A₁板二道密封2-1a-6；A₁板物料出板网状导流区2-1a-9设于A₁板物料出口2-1-2处。

见图6，所述的传热B₁板片2-2a的上方中部设有B₁板物料出口2-2a-2，在B₁板物料出口左右两侧设有B₁板蒸汽进口2-2a-1，传热B₁板片2-2a的下方中部设有B₁板物料进口2-2a-3，其下端两角设有B₁板冷凝水和不凝气出口2-2a-4；在B₁板物料出口2-2a-2与B₁板物料进口2-2a-3处设有B₁板物料进入网状导流区2-2a-7，对物料进入板间和冷凝水及不凝气出板间导流；其之间设有B₁板竖人字传热区2-2a-8；B₁板网状导流区2-2a-7旁设有B₁板二道密封2-2a-6；B₁板物料出板网状导流区2-2a-9设于B₁板物料出口2-2a-2处。所述的导流区采用了巧克力块状的网状导流。所述的挂架孔的横截面是“V”字形。

与实施例不同的是进料口大，进料口大小范围为DN200-DN350。

所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，所述的A₁板竖人字传热区2-1a-8和B₁板竖人字传热区2-2a-8，其波纹夹角a为130°，A₁板竖人字传热区2-1a-8的流道开口方向与B₁板竖人字传热区2-2a-8的流道开口方向相差180度；A₁板竖人字传热区2-1a-8和B₁板竖人字传热区2-2a-8组合后，其成型角度为65°。

在所述的传热板片2的上、下两端设置有吊挂开口，密封垫片槽为“V”字型，深度为8mm，密封槽周边设有加强筋以提高板片的刚性。

在传热A₁板片2-1的四角及吊挂开口处设有A₁板五点定位2-1a-51~55；在传热B₁板片2-2a的四角及吊挂开口处设有B₁板五点定位2-2a-51~55；采用五点定位，定位深度为10mm。提高大面积组装的可靠性。

所述的传热板片2采用宽流道，通道截距为8mm，以解决易结垢、易堵塞的问题。

所述的传热板片2的边缘设有方形的鼓泡。

可拆式高效升膜板式蒸发器的传热属于相变换热，蒸汽（加热介质）自上向下流动释放出汽化潜热而凝结成液体，此现象称为凝结换热。蒸汽的流速对凝结换热的影响很大，当蒸汽以一定速度运动时，蒸汽和液膜间会产生一定的力的作用。当蒸汽和液膜的流动方向相同，这种力的作用将使凝结液膜减薄，并促使液膜产生一定的波动，故使凝结传热增强。当蒸汽和液膜的流向相反时，力的作用会阻碍液膜流动，使液膜增厚，传热恶化。但是当这种力的作用超过重力时，液膜会被蒸汽带动而脱离壁面，反而使传热系数急剧增大。在本实用新型中，由于流道狭窄，蒸汽流速的作用显著，所以蒸汽的流动方向选用自上而下，并且是单程布置，有助于减小压降以及有利于凝液的排出。

物料（被加热介质）自下向上沿物料板向上流动形成液膜，液膜吸收热量在物料板上成泡状沸腾，汽化成汽液混合体，形成大量泡沫，此现象称为沸腾换热。物料以及二次汽的流速和液膜的厚度对沸腾换热的影响很大，当物料以及二次汽以很快的速度向上运动时，溶液会被二次汽带动向上运动，并以泡沫的内外表面为蒸发面而迅速蒸发，使液膜的厚度不断减薄；液膜的厚度减薄提高了沸腾传热系数增大。在本设备中，由于流道为热混合设计的人字形，流阻较小，有利于二次汽的快速通过；流道复杂，使液膜的分布不规则，有利于物料形成泡状沸腾汽化。所以物料的流动方向选用自下而上，并且是单程布置，有助于减小压降以及有利于二次汽的上升。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于包括有上梁，下梁与固定压紧板和尾架连接，活动压紧板上设有吊挂，活动压紧板挂在上梁上，固定压紧板和活动压紧板之间设置有数片传热板片，两两传热板片之间设置有密封胶垫，固定压紧板和活动压紧板通过夹紧螺栓固定连接，所述的传热板片由传热A板片与传热B板片组成。

2.如权利要求1所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于还包括有在固定压紧板上设有蒸汽进口、物料出口、物料进口、冷凝水和不凝气出口，蒸汽进口、物料出口、物料进口、冷凝水和不凝气出口分别与传热板片上设有的板片蒸汽进口、板片物料出口、板片物料进口、板片冷凝水和不凝气出口相连通。

3.如权利要求1所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于还包括所述的传热A板片的上方中部设有A板物料出口，在A板物料出口左右两侧设有A板蒸汽进口，传热A板片的下方中部设有A板物料进口，其下端两角设有A板冷凝水和不凝气出口；在A板物料出口与A板物料进口处设有A板物料进入网状导流区；其之间设有A板竖人字传热区；A板网状导流区旁设有A板二道密封；A板物料出板网状导流区设于A板物料出口处。

4.如权利要求1所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于还包括所述的传热B板片的上方中部设有B板物料出口，在B板物料出口左右两侧设有B板蒸汽进口，传热B板片的下方中部设有B板物料进口，其下端两角设有B板冷凝水和不凝气出口；在B板物料出口与B板物料进口处设有B板物料进入网状导流区；其之间设有B板竖人字传热区；B板网状导流区旁设有B板二道密封；B板物料出板网状导流区设于B板物料出口处。

5.如权利要求1所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于所述的A板竖人字传热区和B板竖人字传热区，其波纹夹角a为100-130°，A板竖人字传热区的流道开口方向与B板竖人字传热区的流道开口方向相反；A板竖人字传热区和B板竖人字传热区组合后，其成型角度为35°-65°。

6.如权利要求1所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于在所述的传热板片的上、下两端设置有吊挂开口，密封垫片槽为“V”字型，深度为4-8mm，密封槽周边设有加强筋。

7.如权利要求1所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于在传热A板片的四角及吊挂开口处设有A板五点定位；在传热B板片的四角及吊挂开口处设有B板五点定位；定位深度为6-10mm。

8.如权利要求1所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于所述的传热板片，通道截距为4-8mm。

9.如权利要求1至8任一所述的可拆式高效升膜板式蒸发器，其特征在于所述的传热板片的边缘设有圆形或方形的鼓泡。