CN205913792U - 双逆流独立低温双效蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双逆流独立低温双效蒸发器，包括蒸发器和分离器，蒸发器的介质进出口和分离器的介质进出口串接，形成介质独立循环系统，蒸发器包括上盖、下盖和筒体，上盖上设有介质出口，下盖上设有介质进口，筒体的侧面设有蒸汽进口和蒸汽出口，筒体的上下端面处设有隔流栅，隔流栅把上盖、下盖、筒体的内部空间分为三部分，在筒体空间设有列管，列管两个端口固定于隔流栅上，并把上盖和下盖空间连通，在筒体内部折流板，折流板把筒体空间形成折弯通道。本实用新型可以在低温环境下处理氯化铵，大大节约蒸汽能耗，并且不会造成炭化，效果显著，易操作，而且可以避免爆炸问题的发生，节约能源，降低生产成本等优势。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种蒸发器，具体是一种用于处理工业级甘氨酸副产氯化铵的双逆流独立低温双效蒸发器。
背景技术
工业氨基乙酸有40年历程，其用途广泛，工业氨基乙酸作为中间体产品主要用于下游草甘膦行业以及食品级氨基乙酸行业作为主要原料，工业氨基乙酸制造工艺非常复杂，经多道工段并且有严格的检验才能生产出合格的产品。工业氨基乙酸首先是醋酸、硫磺、液氯经氯化反应生成一氯乙酸产品，其工段主要副产物是工业盐酸。一氯乙酸作为氨基乙酸中间产品经液氨、乌洛托品进行氨化反应生成氨基乙酸水溶液再经甲醇萃取工段生成氨基乙酸成品，其工段生产过程中主要副产物是氯化铵废水溶液。
现有处理工业级甘氨酸副产氯化铵的设备仅仅是一效、二效，此两级蒸发能力远达不到副产氯化铵的处理能力，调配整改相应配套合理的处理能力的设备，现有处理氯化铵设备以每年生产2万吨氨基乙酸的生产量为例，普遍一效蒸发面积是300㎡-400㎡、二效的蒸发面积是五花八门，即便有三效设备的也没发挥其能力，依照现有处理氯化铵的设备基础上加以改进增加合理的蒸发设备（可根据不同氨基乙酸生产线来计算增加需要的蒸发设备）以确保达到处理氯化铵的能力。
现有的处理工业级甘氨酸副产氯化铵的设备，存在如下问题：(1)目前所有处理生产工业级氨基乙酸副产氯化铵设备蒸汽进口不合理，这种结构会造成设备局部过热使内部介质局部部分炭化从而造成氯化铵黑水溶液粘度增大；(2)目前所有处理生产工业级氨基乙酸副产氯化铵设备都存在部分设备没有合理利用降低大气压增加沸点的设备物理性原理结构，即便是面积大的设备也会使蒸发效果大打折扣从而降低设备的蒸发效果，也使其设备浪费很大量的热能。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是提供一种双逆流独立低温双效蒸发器，该蒸发器可以在低温环境下处理氯化铵，大大节约蒸汽能耗，并且不会造成炭化，效果显著，易操作，而且可以避免爆炸问题的发生，节约能源，降低生产成本等优势。
为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种双逆流独立低温双效蒸发器，包括蒸发器和分离器，所述的蒸发器的介质进出口和分离器的介质进出口串接，形成介质独立循环系统，其特征在于：所述的蒸发器包括上盖、下盖和筒体，所述的上盖上设有介质出口，下盖上设有介质进口，筒体的侧面设有蒸汽进口和蒸汽出口，筒体的上下端面处设有隔流栅，隔流栅把上盖、下盖、筒体的内部空间分为三部分，在筒体空间设有列管，列管两个端口固定于隔流栅上，并把上盖和下盖空间连通，在筒体内部折流板，所述的折流板把筒体空间形成折弯通道。
对上述结构作进一步限定，所述的筒体主体为圆柱形，蒸汽进口设于筒体上部，蒸汽出口设于筒体下部，形成蒸汽在筒体内部由上至下沿着折弯通道流动。
对上述结构作进一步限定，所述的蒸汽进口处的筒体侧壁凸出，该处直径大于筒体的主体直径，在蒸汽进口处设有绕壁的环流通道。
对上述结构作进一步限定，所述的筒体低端、与下盖交界处设有冷凝水出口，冷凝水出口位于下层的隔流栅的上方，冷凝水出口与外界的水回收装置连接。
对上述结构作进一步限定，所述的隔流栅为圆形板，在圆形板的表面设有用于固定列管的通孔，隔流栅的侧面与筒体的内表面密封固定。
对上述结构作进一步限定，所述的折流板为两个以上，其沿着筒体高度方向布置，每个折流板水平设置，其一端固定于筒体的内壁，另一端自由悬空，每个折流板的固定段交错布置，在筒体内部形成折弯通道，在折流板表面设有经列管穿过的通孔。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本实用新型利用蒸发器和分离器串接形成蒸汽与介质的换热循环，两个循环并联，前者为后者提供介质，实现对介质进一步加热，形成双效蒸发器，该蒸发器中蒸汽由上而下、介质由下至上，形成双向反重力逆流运动，双逆流最大优点是充分吸收热能加大蒸发量，降低蒸汽消耗量，并且整体运行成本低、蒸效水不含游离氨并且易处理，可以在低温环境下处理氯化铵，大大节约蒸汽能耗，并且不会造成炭化，效果显著，易操作，而且可以避免爆炸问题的发生，节约能源，降低生产成本等优势。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型中蒸发器的结构示意图；
图3是图2中A向投影，即隔流栅的结构示意图；
图中：1、介质出口，2、蒸汽进口，3、蒸汽导流分布器，4、折流板，5、列管，6、介质进口，7、蒸汽出口，8，冷凝水出口，9、下盖，10、隔流栅，11、上盖，12、筒体，13、蒸发器，14、分离器。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。
根据附图1可知，本实用新型具体涉及一种双逆流独立低温双效蒸发器，该双效蒸发器是由两个蒸发器和两个分离器连接而成，其中一个蒸发器和一个分离器组成介质循环回路，蒸发器13的介质进出口和分离器14的介质进出口串接，利用蒸发器和分离器串接形成蒸汽与介质的换热循环，对介质进行蒸馏，两个循环并联，前者为后者提供介质，实现对介质进一步加热。
本实用新型中改进点在于对蒸发器13结构改进，如附图2所示，该蒸发器13实现蒸汽和介质反重力实现双逆流循环，即蒸汽由上而下、介质由下至上，形成双向反重力逆流运动，其中蒸发器13包括上盖11、下盖9和筒体12，上盖11上设有介质出口1，下盖9上设有介质进口6，筒体12的侧面设有蒸汽进口2和蒸汽出口7，筒体12的上下端面处设有隔流栅10，隔流栅10把上盖11、下盖9、筒体12的内部空间分为三部分，在筒体12空间设有列管5，列管5两个端口固定于隔流栅10上，并把上盖11和下盖9空间连通，在筒体12内部折流板4，折流板4把筒体12空间形成折弯通道。
该蒸发器13采用双逆流，最大优点是充分吸收热能加大蒸发量，降低蒸汽消耗量，用于处理工业级甘氨酸副产氯化铵的工艺中，蒸发温度65℃，与目前现有蒸发设备蒸发温度120-124℃相比较二者蒸发温度相差55-59℃。这样改进技术大大节约蒸汽能耗，并且不会造成造成炭化作用。
本实用新型中，在筒体12内部的折弯通道是蒸汽的流通路径，也是蒸汽和介质换热的主要部分，其中折弯通道是利用折流板4布置形成，其中折流板4为两个以上，其沿着筒体12高度方向布置，每个折流板4水平设置，其一端固定于筒体12的内壁，另一端自由悬空，每个折流板4的固定段交错布置，在筒体12内部形成折弯通道，在折流板4表面设有经列管5穿过的通孔。本实用新型中的折流板4布置，形成折弯通道，蒸发面积合理，蒸汽进入设备折流段增加2/5利用蒸汽率极高，蒸汽冷凝水为65℃，节约蒸汽百分之5-10，没改进前的设备蒸汽冷凝水温度为95℃。改进技术设备蒸汽瞬时流量为3.5L/h,没改进设备蒸汽瞬时流量为4.5L/h。
本实用新型中的筒体12的外形结构做了进一步的改进，其主体为圆柱形，蒸汽进口2设于筒体12上部，蒸汽出口7设于筒体12下部，形成蒸汽在筒体12内部由上至下沿着折弯通道流动，蒸汽进口2处的筒体12侧壁凸出，该处直径大于筒体12的主体直径，在蒸汽进口2处设有绕壁的环流通道。更进一步实现对蒸汽流通进行导向，实现对列管内介质均匀换热，充分吸收热能，提高了换热效率。
为了减少蒸汽凝结对蒸发器内部的腐蚀，在筒体12低端、与下盖9交界处设有冷凝水出口8，冷凝水出口8位于下层的隔流栅10的上方，冷凝水出口8与外界的水回收装置连接。这样既可以实现回收冷凝水，也避免冷凝水长期存储于蒸发器内部，降低其使用寿命。
如附图3所示，隔流栅10为圆形板，在圆形板的表面设有用于固定列管5的通孔，隔流栅10的侧面与筒体12的内表面密封固定。
本实用新型在用于处理工业级甘氨酸副产氯化铵的工艺中，采用双逆流原理来进行换热，其已经工业化生产半年，效果显著，易操作，其主要特点就是安全（杜绝爆炸问题的发生）环保，节约能源，降低生产成本等优势，主要有以下几方面优点：
（1）合理利用真空大气压（负压）的原理节约能源，降低氯化铵介质沸点，没改进前的介质蒸发温度为123℃,改进后的介质蒸发温度为55℃,介质蒸发温差为68℃,这样很大程度节约蒸汽能量.节约蒸汽为5-10。
（2）改进型技术氯化铵蒸效水无游离氨、氯根0.01%、PH值为5.5-6，COD18138ml/L，氨氮0ml/L，没改进前的氯化铵蒸效水含游离氨10%、氯根12%、PH值8.5-9.5、COD37210ml/L、氨氮7560ml/L。新技术生产的蒸效水全部在工艺系统循环生产使用无需进入污水处理站进行处理。以20000吨生产线为例每年可节约污水处理费用648000元。
（3）改进型氯化铵蒸发设备技术剩余氯化铵水溶液150公斤/t，没改进600-750公斤，二者相差450-600公斤。处理每吨氯化铵水溶液费用180-220元/吨（按每年生产20000吨氨基乙酸的生产线计算、每天生产62吨氨基乙酸产品为例，改进技术与旧工艺相比一天就少产生氯化铵废水溶液27.9-37.2吨，直接经济效益按最少数据（处理费用180元×27.9吨）计算每天可节省5022元，一年按300天计算可节约1506600元处理费用。
（4）改进型新技术处理工业氨基乙酸副产氯化铵工段结构为封闭式结构，大大改善操作人员的工作环境，同时也隔离下雨季节雨水与氯化铵接触，降低雨季造成处理负荷。没改进的工艺是露天作业，每年要处理的雨水量也很大。
（5）双逆流低温技术整体降低成本约210万-230万/年，并且不会因蒸效水氨含量高而发生安全事故及环保事故。
利用本实用新型中的双逆流独立低温双效蒸发器，采用双逆流独立低温蒸发双效技术与现有蒸发技术工艺指标比对，其结果如表1所示。
表1
低温蒸效技术最大优点是：运行成本低、蒸效水不含游离氨并且易处理、工艺流程及工艺指标符合氯化铵水溶液实际需求蒸发的物理及化学蒸发原理、蒸发剩余黑水含水分少易固化结晶、蒸效氯化铵水溶液比现有设备节约0.5-0.8吨蒸汽，蒸效过滤结晶的氯化铵成品基本呈白色微淡黄，低温蒸效能达到零排放环保要求等优点。
Claims (6)
1.一种双逆流独立低温双效蒸发器，包括蒸发器（13）和分离器（14），所述的蒸发器（13）的介质进出口和分离器（14）的介质进出口串接，形成介质独立循环系统，其特征在于：所述的蒸发器（13）包括上盖（11）、下盖（9）和筒体（12），所述的上盖（11）上设有介质出口（1），下盖（9）上设有介质进口（6），筒体（12）的侧面设有蒸汽进口（2）和蒸汽出口（7），筒体（12）的上下端面处设有隔流栅（10），隔流栅（10）把上盖（11）、下盖（9）、筒体（12）的内部空间分为三部分，在筒体（12）空间设有列管（5），列管（5）两个端口固定于隔流栅（10）上，并把上盖（11）和下盖（9）空间连通，在筒体（12）内部折流板（4），所述的折流板（4）把筒体（12）空间形成折弯通道。
2.根据权利要求１所述的双逆流独立低温双效蒸发器，其特征在于：所述的筒体（12）主体为圆柱形，蒸汽进口（2）设于筒体（12）上部，蒸汽出口（7）设于筒体（12）下部，形成蒸汽在筒体（12）内部由上至下沿着折弯通道流动。
3.根据权利要求2所述的双逆流独立低温双效蒸发器，其特征在于：所述的蒸汽进口（2）处的筒体（12）侧壁凸出，该处直径大于筒体（12）的主体直径，在蒸汽进口（2）处设有绕壁的环流通道。
4.根据权利要求１所述的双逆流独立低温双效蒸发器，其特征在于：所述的筒体（12）低端、与下盖（9）交界处设有冷凝水出口（8），冷凝水出口（8）位于下层的隔流栅（10）的上方，冷凝水出口（8）与外界的水回收装置连接。
5.根据权利要求１或4所述的双逆流独立低温双效蒸发器，其特征在于：所述的隔流栅（10）为圆形板，在圆形板的表面设有用于固定列管（5）的通孔，隔流栅（10）的侧面与筒体（12）的内表面密封固定。
6.根据权利要求１所述的双逆流独立低温双效蒸发器，其特征在于：所述的折流板（4）为两个以上，其沿着筒体（12）高度方向布置，每个折流板（4）水平设置，其一端固定于筒体（12）的内壁，另一端自由悬空，每个折流板（4）的固定段交错布置，在筒体（12）内部形成折弯通道，在折流板（4）表面设有经列管（5）穿过的通孔。
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| 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: 20170201 |