CN204582582U - 一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器 - Google Patents
一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN204582582U CN204582582U CN201520250163.5U CN201520250163U CN204582582U CN 204582582 U CN204582582 U CN 204582582U CN 201520250163 U CN201520250163 U CN 201520250163U CN 204582582 U CN204582582 U CN 204582582U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- steam
- falling film
- incoagulable gas
- film evaporator
- shell side
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Vaporization, Distillation, Condensation, Sublimation, And Cold Traps (AREA)
Abstract
本实用新型公开一种降膜蒸发器，具体地说是一种用于硝铵工艺壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器。降膜蒸发器内的换热管束分成两段，上段加热介质采用含有不凝性气体的蒸汽，为主加热蒸发段；下段加热介质采用低压蒸汽，为备用加热段；蒸发器顶部为硝铵溶液进口，主加热蒸发段侧面设有第一蒸汽进口，与第一蒸汽进口相对的另一侧为不凝性气排放半管，主加热蒸发段底部设有第一蒸汽冷凝液出口；备用加热段上端设有第二蒸汽进口，下端设有第二蒸汽冷凝液出口，蒸发器底部设有硝铵溶液出口，侧面设有蒸汽出口。本实用新型有效提高了降膜蒸发器的蒸发效率，在相同的工艺条件下所需换热面积更小，降低投资成本，并提高工艺操作的弹性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，具体涉及一种用于硝铵工艺壳程加热介质蒸汽含有不凝性气体的蒸发器，属于机械领域。
背景技术
硝铵工艺中传统的初蒸发器采用降膜蒸发器，其壳程加热介质为低压蒸汽。近年来随着硝铵工艺的不断优化，为降低能耗，越来越多的硝铵工艺中的降膜蒸发器壳程加热介质采用工艺过程中产生的含有不凝性气体的工艺蒸汽。而不凝性气体的存在会减小传热速率，这是因为不凝性气体的存在会在冷凝表面形成气膜，而热量的传递必须透过集积在冷凝表面的气膜，增大了传热阻力；还有当不凝性气体浓度较高时，水蒸汽分压下降而使冷凝温度降低，从而减小了有效传热温差。只有将不凝性气体及时排出，才能保证蒸发器的蒸发效率。尤其是含氨尾气生产硝铵的工艺中，工艺蒸汽中不凝性气体含量较多，不凝性气体及时排放对初蒸发器蒸发效率影响更为明显。目前这种壳程介质含不凝性气体的降膜蒸发器不凝性气体排放方法有两种，一是在与蒸汽进口轴对称方向靠近上下管板处设置两个不凝性气体排放口；二是在蒸发器内设置不凝性气体排放集气管，在集气管上沿管长方向均匀布孔，使不凝性气体通过小孔进入集气管排出。这两种方法虽可将不凝性气体排出，但排出不凝性气体的量很难控制，要么夹带大量的有效蒸汽，要么不凝性气体不能及时排出。特别对于含氨尾气生产硝铵工艺中的降膜蒸发器，加热介质中不凝性气体含量较大，这两种方法更不利于不凝性气体的排放。
另外，硝铵工艺中现有的蒸发器还存在以下问题：1、换热管偏长，为防止换热管下端发生液膜破裂现象，进料量的波动必须控制在很小范围内，不能适应实际操作过程中工况的变化；2、壳程设置的冷凝液排放口不能将冷凝液完全排出，下管板处长期滞留一定高度的冷凝液，给管板和换热管带来一定的腐蚀风险，特别是不凝性气中含有CO2时。
发明内容
本实用新型提供一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，使壳程加热介质中不凝性气体在夹带尽量少的有效蒸汽的情况下及时排出。
本实用新型采用的技术方案是：
一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，内部设有换热管束，其特征在于：所述换热管束分成两段，上段换热管束中壳程加热介质采用含有不凝性气体的蒸汽，为主加热蒸发段；下段换热管束中壳程加热介质采用低压蒸汽，为备用加热段；蒸发器顶部为硝铵溶液进口，主加热蒸发段顶部设有第一液体分布器，主加热蒸发段侧面设有第一蒸汽进口，与第一蒸汽进口相对的另一侧为不凝性气排放半管，主加热蒸发段底部设有第一蒸汽冷凝液出口；备用加热段顶部设有第二液体分布器，上端侧面设有第二蒸汽进口，下端侧面设有第二蒸汽冷凝液出口，在与第二蒸汽进口轴对称的另一侧设有放空口；蒸发器底部设有硝铵溶液出口，蒸发器底部侧面设有蒸汽出口。
上述方案中，所述第一蒸汽进口设置在距上管板为上段换热管束总长的三分之一处。
上述方案中，所述第一蒸汽进口的正对面设有防冲挡板。
上述方案中，所述不凝性气排放半管顶部侧面设有不凝性气体排出口，排放口上设有调节阀。可根据设备运行情况调节不凝性气体的排放量，以减少不凝性气体排放过程对降膜蒸发器蒸发效果的影响。
上述方案中，所述第一蒸汽冷凝液出口和第二蒸汽冷凝液出口采用半管焊接在下管板法兰的两螺栓孔之间。采用半管形式，使工艺蒸汽冷凝液能及时排放干净，减少下管板的腐蚀，延长蒸发器寿命。
上述方案中，所述主加热蒸发段中，不凝性气排放半管上设有布孔区和非布孔区，非布孔区在与第一蒸汽进口呈轴对称的位置、沿不凝性气排放半管轴向1米内设置，其余部分为布孔区。这种结构使壳程工艺蒸汽先部分冷凝后再开始排放不凝性气体，使工艺蒸汽中的效蒸汽损失在尽可能少的情况下不凝性气体又能连续及时的排出，从而达到提高蒸发效率、节约能源的目的。
本实用新型提供的降膜蒸发器，1、在壳程加热介质中含不凝性气体的部分，设置有效的不凝性气排放系统，使不凝性气体及时排出且夹带的蒸汽量较少。2、在不凝性气体排放管线上设一调节阀，根据设备运行情况调节不凝性气体的排放量。3、将换热管束分成两段，第一段壳程加热介质采用含有不凝性气体的蒸汽，为主要加热蒸发段。第二段壳程加热介质采用低压蒸汽，为备用段，在第一段加热后，硝铵溶液浓度没达到要求的情况下使用，确保蒸发器的蒸发效果。在每段设置一分布器，提高换热管内液体成膜效果，进而提高蒸发器的工艺操作弹性。4、调整冷凝液排放口位置，使冷凝液在换热器内不滞留。
本实用新型提供的壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，有效提高了降膜蒸发器的蒸发效率，排除的不凝性气体中蒸汽含量少，换热管内液膜分布均匀，在相同的工艺条件下所需换热面积更小，降低投资成本，并提高工艺操作的弹性。
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步说明。
附图说明
图1为降膜蒸发器的结构示意图。
图2为图1中沿A-A线的剖视图(放大)。
图中1.硝铵溶液进口 2.蒸汽出口 3.硝铵溶液出口 4.第一蒸汽进口 5.不凝性气体排出口 6.第一蒸汽冷凝液出口 7.第二蒸汽进口 8.第二蒸汽冷凝液出口 9.放空口 10.第一液体分布器 11.第二液体分布器 12.不凝性气排放半管 13.调节阀 14.防冲挡板。
具体实施方式
实施例：
如图1、2所示，一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，内部设有换热管束，其特征在于：所述换热管束分成两段，上段换热管束中壳程加热介质采用含有不凝性气体的蒸汽，为主加热蒸发段；下段换热管束中壳程加热介质采用低压蒸汽，为备用加热段；蒸发器顶部为硝铵溶液进口1，主加热蒸发段顶部设有第一液体分布器10，主加热蒸发段侧面设有第一蒸汽进口4，与第一蒸汽进口4相对的另一侧为不凝性气排放半管12，主加热蒸发段底部设有第一蒸汽冷凝液出口6；
备用加热段顶部设有第二液体分布器11，上端侧面设有第二蒸汽进口7，下端侧面设有第二蒸汽冷凝液出口8，在与第二蒸汽进口7轴对称的另一侧设有放空口9；蒸发器底部设有硝铵溶液出口3，蒸发器底部侧面设有蒸汽出口2。
进一步地，所述第一蒸汽进口设置在距上管板为上段换热管束总长的三分之一处。进一步地，所述第一蒸汽进口的正对面设有防冲挡板14。
进一步地，所述不凝性气排放半管12顶部侧面设有不凝性气体排出口5，排放口上设有调节阀13。
进一步地，所述第一蒸汽冷凝液出口6和第二蒸汽冷凝液出口8采用半管焊接在下管板法兰的两螺栓孔之间。
进一步地，所述主加热蒸发段中，不凝性气排放半管上设有布孔区和非布孔区，非布孔区在与第一蒸汽进口呈轴对称的位置、沿不凝性气排放半管轴向1米内设置，其余部分为布孔区。
以下详细说明降膜蒸发器的应用过程：
在蒸发器的管程侧，硝铵溶液经硝铵溶液进口1进入第一液体分布器10后，被均匀分布在换热管之间管桥上，使每个换热管内均能形成均匀的液膜与壳程的工艺蒸汽进行换热，经换热后的硝铵溶液在上下两段换热管束间短节相互混后进入第二液体分布器11，再次被均匀的分布在下段换热管的管桥上，同样在换热管内形成均匀液膜与蒸汽换热后，硝铵溶液中的部分水被蒸发成水蒸汽在蒸发器底部与硝铵溶液分离后经蒸汽出口2排出，浓缩后的硝铵溶液产品由硝铵溶液出口3排出。
蒸发器的换热过程分为上下两段，上段为主加热蒸发段，壳程采用含有不凝性气的工艺蒸汽与硝铵溶液进行换热，为了更好的排放不凝性气体，含不凝性气体的第一蒸汽进口4设置距上管板约三分之一处。在第一蒸汽进口4轴对称位置壳体内设置一不凝性气排放半管12，在不凝性气排放半管12与第一蒸汽进口4轴对称位置约1米长度设置不凝性气排放孔，以保证工艺蒸汽和换热管先进行部分换热冷凝后再开始排放不凝性气体，减少有效蒸汽的损失。同时在第一蒸汽进口4处设置防冲挡板14，一方面可以防止气流直接冲刷换热管，另一方面可以使工艺蒸汽均匀的进入换热管束内，保证换热效果。蒸发器下段为备用加热段，硝铵溶液经过上段加热蒸发后溶液浓度达不到工艺要求时，再经过下段蒸汽加热蒸发。下段壳程换热介质采用低压蒸汽（来自公用工程）进行换热，保证硝铵溶液浓度达到设定的要求。
换热管束分为两段，上段为主加热蒸发段，壳程加热介质，即第一蒸汽，为含有不凝性气体的工艺蒸汽，充分利用生产过程中的余热，下段为备用段，壳程加热介质，即第二蒸汽，为来自公用工程的低压蒸汽，确保蒸发器出口的硝铵溶液达到设计值；管程设置两组液体分布器，硝铵溶液经过两次分布后，换热管内液膜分布均匀，成膜率高，蒸发效果好。
为了减少不凝性气体排放对换热效果的影响，在不凝性气体排放口位置安装一调节阀13，可根据设备运行情况调节不凝性气体的排放量，减少不凝性气体排放对降膜蒸发器的蒸发效率的影响。
工艺蒸汽冷凝液的积存会造成下管板和管子胀管区的腐蚀，所以上述蒸发器的第一蒸汽冷凝液出口6和第二蒸汽冷凝液出口8采用半管焊接在下管板法兰的两螺栓孔之间，以便工艺蒸汽冷凝液及时排出。
Claims (6)
1. 一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，内部设有换热管束，其特征在于：所述换热管束分成两段，上段换热管束中壳程加热介质采用含有不凝性气体的蒸汽，为主加热蒸发段；下段换热管束中壳程加热介质采用低压蒸汽，为备用加热段；蒸发器顶部为硝铵溶液进口，主加热蒸发段顶部设有第一液体分布器，主加热蒸发段侧面设有第一蒸汽进口，与第一蒸汽进口相对的另一侧为不凝性气排放半管，主加热蒸发段底部设有第一蒸汽冷凝液出口；
备用加热段顶部设有第二液体分布器，上端侧面设有第二蒸汽进口，下端侧面设有第二蒸汽冷凝液出口，在与第二蒸汽进口轴对称的另一侧设有放空口；蒸发器底部设有硝铵溶液出口，蒸发器底部侧面设有蒸汽出口。
2.根据权利要求1所述的壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，其特征在于：所述第一蒸汽进口设置在距上管板为上段换热管束总长的三分之一处。
3.根据权利要求1所述的壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，其特征在于：所述第一蒸汽进口的正对面设有防冲挡板。
4.根据权利要求1所述的壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，其特征在于：所述不凝性气排放半管顶部侧面设有不凝性气体排出口，排放口上设有调节阀。
5.根据权利要求1所述的壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，其特征在于：所述第一蒸汽冷凝液出口和第二蒸汽冷凝液出口采用半管焊接在下管板法兰的两螺栓孔之间。
6.根据权利要求1所述的壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器，其特征在于：所述主加热蒸发段中，不凝性气排放半管上设有布孔区和非布孔区，非布孔区在与第一蒸汽进口呈轴对称的位置、沿不凝性气排放半管轴向1米内设置，其余部分为布孔区。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520250163.5U CN204582582U (zh) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | 一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201520250163.5U CN204582582U (zh) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | 一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN204582582U true CN204582582U (zh) | 2015-08-26 |
Family
ID=53918787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201520250163.5U Expired - Fee Related CN204582582U (zh) | 2015-04-23 | 2015-04-23 | 一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN204582582U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110420535A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-08 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种新型氨汽冷凝冷却器及氨汽冷凝冷却方法 |
| CN113035400A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种疏膜式安全壳非能动高效换热器 |
-
2015
- 2015-04-23 CN CN201520250163.5U patent/CN204582582U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110420535A (zh) * | 2019-08-21 | 2019-11-08 | 中冶焦耐(大连)工程技术有限公司 | 一种新型氨汽冷凝冷却器及氨汽冷凝冷却方法 |
| CN113035400A (zh) * | 2021-03-05 | 2021-06-25 | 哈尔滨工程大学 | 一种疏膜式安全壳非能动高效换热器 |
| CN113035400B (zh) * | 2021-03-05 | 2023-01-03 | 哈尔滨工程大学 | 一种疏膜式安全壳非能动高效换热器 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107362560B (zh) | 四周切向进料的两相逆流垂直管内降膜蒸发器 | |
| CN201547959U (zh) | 螺旋式单管冷凝换热器 | |
| CN204582582U (zh) | 一种壳程蒸汽含不凝性气体的降膜蒸发器 | |
| CN209500800U (zh) | 一种强制循环mvr蒸发器 | |
| CN211885427U (zh) | 一种管式降膜蒸发器及管式降膜蒸发装置 | |
| CN202757502U (zh) | 一种可调负荷热媒体自循环换热器 | |
| CN204723782U (zh) | 小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器 | |
| CN206454291U (zh) | 一种环保降膜蒸发器 | |
| CN207694272U (zh) | 一种立式降膜换热器 | |
| CN201025431Y (zh) | 烟气余热回收节能装置 | |
| CN201885560U (zh) | 蒸汽列管回转窑加热装置 | |
| CN203899171U (zh) | 一种新型废热/生蒸汽复合式蒸发器 | |
| CN204881234U (zh) | 节能卧式冷凝器 | |
| CN213492041U (zh) | 一种用于氯化锌溶液蒸发的高温浓缩室 | |
| CN204219807U (zh) | 降膜蒸发器 | |
| CN211345262U (zh) | 一种新型空气加湿过热装置 | |
| CN103994681B (zh) | 竖直烟道复合相变换热器 | |
| CN204535483U (zh) | 一种盘管式换热装置 | |
| CN102221191A (zh) | 一种二次蒸汽发生器 | |
| CN208525852U (zh) | 一种节能蒸馏设备 | |
| CN207850109U (zh) | 一种可降低凝结水溶解氧的凝汽装置 | |
| CN206410566U (zh) | 换热效率高的换热器 | |
| CN104623917A (zh) | 一种小温差管壳程变空间的无折流板高效节能蒸发器 | |
| CN200996798Y (zh) | 列管式高效预热器 | |
| CN204246855U (zh) | 分配孔设有缩颈段的降膜蒸发器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20150826 Termination date: 20210423 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |