CN207856339U - 一种水平蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种水平蒸发器，属于防腐蚀设备技术领域。水平蒸发器，包括防腐壳体、多根用于蒸汽或导热油流通的碳化硅换热管、第一封头、第二封头、第一防腐管板和第二防腐管板，防腐壳体的两端分别设置第一防腐管板和第二防腐管板，第一防腐管板的远离防腐壳体的一端设置第一封头，第二防腐管板的远离防腐壳体的一端设置第二封头，每根碳化硅换热管的两端分别设置于第一防腐管板和第一防腐管板使第一封头与第二封头连通。此水平蒸发器，使用蒸汽或导热油在碳化硅换热管内流通对硫酸进行加热浓缩，碳化硅换热管具有很高的导热率、高强度、耐高温和防酸碱腐蚀特性，使水平蒸发器具有很好的浓缩效果，也能够延长设备的使用寿命，降低生产成本。

Description

一种水平蒸发器

技术领域

本实用新型涉及防腐蚀设备技术领域，具体而言，涉及一种水平蒸发器。

背景技术

如今化工医药生产过程中，随便环保政策越来越紧，企业生产的废酸都要求自行处理或者回收，而硫酸提浓则是使用比较多的硫酸回收方法。

硫酸浓缩工艺中，使硫酸浓度要求达到85％以上一般有两个方案：方案一：在真空条件下强制外循环蒸发浓缩；方案二：在真空条件下用水平蒸发器浸没式加热蒸发浓缩。

硫酸浓缩工艺需要满足硫酸提浓至85％以上时，现有的提浓设备都存在着选材难，造价高的困惑；越是要求硫酸浓度高，制造设备所使用的材料选择余地越少，甚至需要采用金属钽等贵金属做换热器材料，强制循环泵也只能采用进口高硅铸铁泵；高昂的设备投入大大限制了硫酸浓缩系统在化工行业的推广。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种水平蒸发器，使用蒸汽或导热油在碳化硅换热管内流通对硫酸进行加热浓缩，具有很高的导热率、高强度、耐高温和防酸碱腐蚀特性，使水平蒸发器具有很好的浓缩效果，也能够延长设备的使用寿命，降低生产成本。

本实用新型是采用以下技术方案实现的：

一种水平蒸发器，适用于硫酸的浓缩，包括防腐壳体、多根用于蒸汽或导热油流通的碳化硅换热管、第一封头、第二封头、第一防腐管板和第二防腐管板，防腐壳体的两端分别设置第一防腐管板和第二防腐管板，第一防腐管板的远离防腐壳体的一端设置第一封头，第二防腐管板的远离防腐壳体的一端设置第二封头，每根碳化硅换热管的两端分别设置于第一防腐管板和第一防腐管板使第一封头与第二封头连通。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述每根碳化硅换热管的一端通过第一密封结构固定于第一防腐管板，另一端通过第二密封结构固定于第二防腐管板。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述每个第一密封结构包括第一压紧螺母、第一防腐垫片和第一防腐密封圈，第一防腐管板上设置有第一通孔，第一压紧螺母设置于第一通孔内，第一压紧螺母与第一防腐管板之间设置第一防腐垫片，碳化硅换热管一端设置于第一压紧螺母内，碳化硅换热管与第一压紧螺母之间设置第一防腐密封圈。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述每个第二密封结构包括第二压紧螺母、第二防腐垫片和第二防腐密封圈，第二防腐管板上设置有第二通孔，第二压紧螺母设置于第二通孔内，第二压紧螺母与第二防腐管板之间设置第二防腐垫片，碳化硅换热管的远离第一压紧螺母的一端设置于第二压紧螺母内，碳化硅换热管与第二压紧螺母之间设置第二防腐密封圈。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述水平蒸发器还包括第一固定结构和第二固定结构，第一固定结构用于固定第一封头和防腐壳体，第二固定结构用于固定第二封头和防腐壳体。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述第一固定结构包括第一法兰和第二法兰，第一法兰设置于第一封头，第二法兰设置于防腐壳体，第一法兰和第二法兰之间通过螺栓固定。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述防腐壳体与碳化硅换热管均水平设置，防腐壳体设置有蒸汽出口、稀硫酸进口和浓硫酸出口，蒸汽出口位于防腐壳体的上端，浓硫酸出口位于防腐壳体的下端，稀硫酸进口位于蒸汽出口与浓硫酸出口之间。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述防腐壳体具有沿防腐壳体长度方向的第一端和第二端，第一端设置有第一防腐管板，稀硫酸进口靠近第一端，第二端设置有第二防腐管板，浓硫酸出口靠近第二端。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述第一封头设置有热蒸汽进口，第二封头设置有冷凝水出口，热蒸汽进口与冷凝水出口通过碳化硅换热管连通。

进一步地，本实用新型较佳的实施例中，上述水平蒸发器还包括多个防腐折流板，多个防腐折流板沿第一端至第二端的方向依次间隔设置于防腐壳体的下端。

本实用新型的较佳实施例提供的水平蒸发器的有益效果是：防腐壳体、防腐管板和碳化硅换热管均采用防腐蚀材料制成，避免水平蒸发器被硫酸腐蚀，增加设备的使用寿命，且每个部件的生产成本较低，降低设备的成本。防腐壳体的两端分别设置第一防腐管板和第二防腐管板，将避免硫酸进入第一封头和第二封头，避免腐蚀第一封头和第二封头，使用蒸汽或导热油在碳化硅换热管内流通对硫酸进行加热浓缩，用于对硫酸进行减压蒸发浓缩，浓缩效果更好，提高浓缩效率。使用碳化硅换热管，具有很高的导热率、高强度、耐高温和防酸碱腐蚀特性，适合高温、高压、强酸和强碱等环境，使水平蒸发器具有很好的浓缩效果，也能够延长设备的使用寿命，降低生产成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图也属于本实用新型的保护范围。

图1为本实用新型实施例提供的水平蒸发器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的水平蒸发器中折流板的安装结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的水平蒸发器中第一固定结构的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的水平蒸发器中第一密封结构的结构示意图。

图标：100-水平蒸发器；110-防腐壳体；120-碳化硅换热管；130-第一封头；140-第二封头；150-第一防腐管板；160-第二防腐管板；170-第一固定结构；180-第二固定结构；190-防腐折流板；111-蒸汽出口；112-稀硫酸进口；113-浓硫酸出口；114-第一端；115-第二端；116-鞍式支座；117-滑动支座；191-缺口；171-第一法兰；172-第二法兰；173-螺栓；174-第一垫圈；175-第二垫圈；131-热蒸汽进口；141-冷凝水出口；210-第一密封结构；220-第二密封结构；151-第一通孔；211-第一压紧螺母；212-第一防腐垫片；213-第一防腐密封圈。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

实施例

本实施例提供了一种水平蒸发器100，主要是对需要加热浓缩且不产生结晶的酸液进行浓缩。例如：稀硫酸、稀硝酸等溶液进行浓缩。

图1为本实施例提供的水平蒸发器100的结构示意图。请参阅图1，本实施例中，水平蒸发器100使用时是水平放置的，包括防腐壳体110、多根碳化硅换热管120、第一封头130、第二封头140、第一防腐管板150、第二防腐管板160、第一固定结构170、第二固定结构180和防腐折流板190。防腐壳体110内用于装放硫酸，防腐蚀折流板设置在防腐壳体110内，碳化硅换热管120穿过防腐蚀折流板安装在第一防腐管板150和第二防腐管板160上，并且蒸汽或导热油在碳化硅换热管120内流通，用于对硫酸加热浓缩。

本实施例中，防腐壳体110为强度较高的防腐蚀壳体。优选地，防腐壳体110包括内层壳体和外层壳体，外层壳体为钢衬壳体，内层壳体为四氟壳体，优选地，将四氟材料喷涂于钢衬壳体的内表面以形成四氟壳体；内层壳体也可以是搪玻璃壳体；加热介质除了高温蒸汽外也可以是高温导热油。

本实施例中，防腐壳体110水平设置，防腐壳体110设置有蒸汽出口111、稀硫酸进口112和浓硫酸出口113，蒸汽出口111位于防腐壳体110的上端，浓硫酸出口113位于防腐壳体110的下端，稀硫酸进口112位于蒸汽出口111与浓硫酸出口113之间。即，当对稀硫酸进行加热浓缩的时候，稀硫酸中的水加热蒸发成蒸汽，从蒸汽出口111处排出，从而提高了防腐壳体110内的硫酸的浓度，对硫酸进行浓缩。稀硫酸进口112设置在防腐壳体110的中部，稀硫酸进入防腐壳体110以后，向下流动到防腐壳体110内接触安装的碳化硅换热管120表面上，进行更好的蒸发浓缩，使硫酸的浓缩效果更好，浓硫酸出口113设置在防腐壳体110的下端，稀硫酸经过浓缩以后，其体积较小，稀硫酸出口设置在下端，方便浓缩后的硫酸从浓硫酸出口113流出，从而进行硫酸的收集。

本实施例中，防腐壳体110的下端设置了鞍式支座116和滑动支座117，以便对水平蒸发器100进行安装和移动。

本实施例中，防腐壳体110的横截面是环形，即防腐壳体110为水平设置的圆柱形结构，防腐壳体110具有沿防腐壳体110长度方向的第一端114和第二端115，第一端114设置有第一防腐管板150，稀硫酸进口112靠近第一端114，第二端115设置有第二防腐管板160，浓硫酸出口113靠近第二端115。即水平蒸发器100水平放置的时候，防腐壳体110水平放置，即防腐壳体110的左右两端分别为第一端114和第二端115，稀硫酸进口112靠近第一端114，浓硫酸出口113远离第一端114，硫酸沿第一端114向第二端115的方向流动，并在流动的过程中通过防腐壳体110内安装的碳化硅换热管120对稀硫酸进行加热浓缩。

防腐壳体110内安装了多个防腐折流板190，多个防腐折流板190沿第一端114至第二端115的方向依次间隔设置于防腐壳体110的下端。通过防腐折流板190的安装，可以消除硫酸的返流混合现象，避免经过浓缩后的硫酸向回流，从而使浓缩后的硫酸和未浓缩的硫酸混合，使硫酸和蒸汽的平均温差维持在最大值，使浓缩效果更好，也使浓缩一段时间后，碳化硅换热管120的加热面积浓缩至最小。

图2为本实施例提供的水平蒸发器100中折流板的安装结构示意图。请一并参阅图1和图2，本实施例中，防腐折流板190的形状为半圆型的板状结构，方便设置于防腐壳体110的下端，与防腐壳体110进行稳定安装，避免硫酸的返流现象的发生。每个防腐折流板190均设置有用于安装每根碳化硅换热管120的安装孔和用于硫酸流通的缺口191，即碳化硅换热管120水平设置在防腐壳体110内，并穿过每个防腐折流板190，相邻两个防腐折流板190缺口191交错设置，图中箭头方法为硫酸的流动方向，使硫酸在防腐壳体110内呈S形的流动方向进行流动，硫酸与碳化硅换热管120的接触时间和接触面积增加，其浓缩效果更好。

本实施例中，防腐折流板190为聚四氟乙烯折流板，但不仅限于这种材料，能够防腐的材料制成的折流板均可。

本实施例中，防腐壳体110的两端分别设置第一防腐管板150和第二防腐管板160，第一防腐管板150的远离防腐壳体110的一端设置第一封头130，第二防腐管板160的远离防腐壳体110的一端设置第二封头140，每根碳化硅换热管120的两端分别设置于第一防腐管板150和第一防腐管板150使第一封头130与第二封头140连通。通过第一防腐管板150和第二防腐管板160的设置，可以进行碳化硅换热管120的安装，并通过第一固定结构170将第一防腐管板150安装在防腐壳体110上，通过第二固定结构180将第二防腐管板160安装在防腐壳体110上。

优选地，第一防腐管板150和第二防腐管板160均为聚四氟乙烯管板，或钢衬四氟管板；但不仅限于这两种材料，能够进行防腐的材料制成的管板均可。

第一固定结构170和第二固定结构180的结构相同，安装的位置不同。图3为本实施例提供的水平蒸发器100中第一固定结构170的结构示意图。请一并参阅图1和图3，本实施例中，第一固定结构170包括第一法兰171和第二法兰172，第一法兰171设置于第一封头130，第二法兰172设置于防腐壳体110，第一法兰171和第二法兰172之间通过螺栓173固定。使第一封头130与防腐壳体110之间和第二封头140与防腐壳体110之间的固定效果更好。

优选地，第一固定结构170还包括第一垫圈174和第二垫圈175，第一垫圈174设置于第一防腐管板150与第一法兰171之间，第二垫圈175均设置于第一防腐管板150于第二法兰172之间。使第一防腐管板150与防腐壳体110的连接更加牢固，并且，具有良好的密封性，硫酸不会从第一防腐管板150与防腐壳体110的间隙流出，增加设备的安全使用性。

碳化硅换热管120设置有多根，每根碳化硅换热管120水平设置，多根一起交错分层设置，每根碳化硅换热管120的两端均为开口设置，第一封头130设置有热蒸汽进口131，第二封头140设置有冷凝水出口141，热蒸汽进口131与冷凝水出口141通过碳化硅换热管120连通，即需要对防腐壳体110内的硫酸进行加热浓缩的时候，热蒸汽或导热油从热蒸汽进口131进入第一封头130内，在通过碳化硅换热管120的开口进入碳化硅换热管120内流动，并流入第二封头140内，再从冷凝水出口141流出。优选地，冷凝水出口141位于第二封头140的下端，方便冷凝水流出。

通过蒸汽或导热油对硫酸进行加热，使温度控制调节都更加方便，适合自动化控制。使用碳化硅换热管120对稀硫酸进行加热浓缩，具有很高的导热率、高强度、耐高温和防酸碱腐蚀特性，适合高温、高压、强酸和强碱等环境，使水平蒸发器100具有很好的浓缩效果，也能够延长设备的使用寿命，降低生产成本。

为了碳化硅换热管120与第一防腐管板150以及第二防腐管板160的密封性，每根碳化硅换热管120的一端通过第一密封结构210固定于第一防腐管板150，另一端通过第二密封结构220固定于第二防腐管板160，使碳化硅换热管120与第一防腐管板150以及第二防腐管板160的连接更加牢固，即碳化硅换热管120与第一防腐管板150以及第二防腐管板160的连接密封性更好，避免硫酸泄露，提高设备的使用安全性；同时，也避免碳化硅换热管120在硫酸以及蒸汽或导热油的冲刷下产生振动。

具体地，图4为本实施例提供的水平蒸发器100中第一密封结构210的结构示意图。请一并参阅图1和图4，本实施例中，每个第一密封结构210包括第一压紧螺母211、第一防腐垫片212和第一防腐密封圈213，第一防腐管板150上设置有第一通孔151，第一压紧螺母211设置于第一通孔151内，第一压紧螺母211与第一防腐管板150之间设置第一防腐垫片212，碳化硅换热管120一端设置于第一压紧螺母211内，碳化硅换热管120与第一压紧螺母211之间设置第一防腐密封圈213。碳化硅的化学性能稳定，不会被硫酸腐蚀；导热系数高，碳化硅换热管120内的热量能够很容易传递出来，对硫酸进行加热浓缩，浓缩效率高；热膨胀系数小，在蒸汽或导热油的作用下，也不会发生变形，增加使用寿命；耐磨性能好，硫酸在腐蚀蒸发器壳体内进行流动的时候，对其造成冲刷，也不会造成破坏、磨损，在苛刻的工况下不受影响。所以，能够作为碳化硅换热管120，具有很好的优势。

由于碳化硅材料硬度大、脆，所以，第一密封结构210以及第二密封结构220的功能更加重要，其不能对碳化硅换热管120形成挤压，又要保证良好的密封性，所以，在第一压紧螺母211与第一防腐管板150之间设置第一防腐垫片212，碳化硅换热管120与第一压紧螺母211之间设置第一防腐密封圈213，即碳化硅换热管120与第一压紧螺母211之间设置第一防腐密封圈213，能够有良好的密封效果，同时，第一防腐垫片212与第一防腐密封圈213具有一定的弹性，避免对碳化硅换热管120造成挤压，让其遭到破坏，增加碳化硅换热管120的使用寿命。

第一密封结构210以及第二密封结构220的结构和功能相同，安装位置不同。每个第二密封结构220包括第二压紧螺母、第二防腐垫片和第二防腐密封圈，第二防腐管板160上设置有第二通孔，第二压紧螺母设置于第二通孔内，第二压紧螺母与第二防腐管板160之间设置第二防腐垫片，碳化硅换热管120的远离第一压紧螺母211的一端设置于第二压紧螺母内，碳化硅换热管120与第二压紧螺母之间设置第二防腐密封圈。高温蒸汽从第一压紧螺母211处的螺母孔和第二压紧螺母处的螺母孔进入或流出碳化硅换热管120，使蒸汽和冷凝水进行流通。或高温导热油从第一压紧螺母211处的螺母孔和第二压紧螺母处的螺母孔进入或流出碳化硅换热管120，使高温导热油进行流通。

本实施例中，第一防腐垫片212和第二防腐垫片可以为各种防腐材料制成的垫片，如：聚四氟乙烯垫片、改性聚四聚乙烯垫片、增强聚丙烯垫片、聚氯乙烯垫片等。同样地，第一防腐密封圈213和第二防腐密封圈可以为各种防腐材料制成的密封圈，如：氟橡胶密封圈、全氟醚密封圈、硅橡胶密封圈等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (10)

1.一种水平蒸发器，适用于硫酸的浓缩，其特征在于，包括防腐壳体、多根用于蒸汽或导热油流通的碳化硅换热管、第一封头、第二封头、第一防腐管板和第二防腐管板，所述防腐壳体的两端分别设置所述第一防腐管板和所述第二防腐管板，所述第一防腐管板的远离所述防腐壳体的一端设置所述第一封头，所述第二防腐管板的远离所述防腐壳体的一端设置所述第二封头，每根所述碳化硅换热管的两端分别设置于所述第一防腐管板和所述第一防腐管板使所述第一封头与所述第二封头连通。

2.根据权利要求1所述的水平蒸发器，其特征在于，每根所述碳化硅换热管的一端通过第一密封结构固定于所述第一防腐管板，另一端通过第二密封结构固定于所述第二防腐管板。

3.根据权利要求2所述的水平蒸发器，其特征在于，每个所述第一密封结构包括第一压紧螺母、第一防腐垫片和第一防腐密封圈，所述第一防腐管板上设置有第一通孔，所述第一压紧螺母设置于所述第一通孔内，所述第一压紧螺母与所述第一防腐管板之间设置所述第一防腐垫片，所述碳化硅换热管一端设置于所述第一压紧螺母内，所述碳化硅换热管与所述第一压紧螺母之间设置所述第一防腐密封圈。

4.根据权利要求3所述的水平蒸发器，其特征在于，每个所述第二密封结构包括第二压紧螺母、第二防腐垫片和第二防腐密封圈，所述第二防腐管板上设置有第二通孔，所述第二压紧螺母设置于所述第二通孔内，所述第二压紧螺母与所述第二防腐管板之间设置所述第二防腐垫片，所述碳化硅换热管的远离所述第一压紧螺母的一端设置于所述第二压紧螺母内，所述碳化硅换热管与所述第二压紧螺母之间设置所述第二防腐密封圈。

5.根据权利要求1所述的水平蒸发器，其特征在于，所述水平蒸发器还包括第一固定结构和第二固定结构，所述第一固定结构用于固定所述第一封头和所述防腐壳体，所述第二固定结构用于固定所述第二封头和所述防腐壳体。

6.根据权利要求5所述的水平蒸发器，其特征在于，所述第一固定结构包括第一法兰和第二法兰，所述第一法兰设置于所述第一封头，所述第二法兰设置于所述防腐壳体，所述第一法兰和所述第二法兰之间通过螺栓固定。

7.根据权利要求1-6任一项所述的水平蒸发器，其特征在于，所述防腐壳体与所述碳化硅换热管均水平设置，所述防腐壳体设置有蒸汽出口、稀硫酸进口和浓硫酸出口，所述蒸汽出口位于所述防腐壳体的上端，所述浓硫酸出口位于所述防腐壳体的下端，所述稀硫酸进口位于所述蒸汽出口与所述浓硫酸出口之间。

8.根据权利要求7所述的水平蒸发器，其特征在于，所述防腐壳体具有沿所述防腐壳体长度方向的第一端和第二端，所述第一端设置有所述第一防腐管板，所述稀硫酸进口靠近所述第一端，所述第二端设置有所述第二防腐管板，所述浓硫酸出口靠近所述第二端。

9.根据权利要求8所述的水平蒸发器，其特征在于，所述第一封头设置有热蒸汽进口，所述第二封头设置有冷凝水出口，所述热蒸汽进口与所述冷凝水出口通过所述碳化硅换热管连通。

10.根据权利要求8所述的水平蒸发器，其特征在于，所述水平蒸发器还包括多个防腐折流板，多个所述防腐折流板沿所述第一端至所述第二端的方向依次间隔设置于所述防腐壳体的下端。