CN211302111U - 物料梯级蒸发浓缩装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种物料梯级蒸发浓缩装置，包括外壳、溢流板、物料循环桶和两套横管蒸发机构，所述外壳为长方体结构，外壳的顶部设置有蒸汽出口，外壳的两侧壁上分别设置有用于向两套横管蒸发机构送料的物料循环进料口；所述溢流板和横管蒸发机构均沿外壳长度方向固定在外壳内，且溢流板位于外壳的底面中部，横管蒸发机构位于溢流板的上方两侧；所述物料循环桶分别固定在两套横管蒸发机构的下方，且物料循环桶分别通过带泵管路与物料循环进料口相连。本实用新型能够解决现有圆形横管降膜蒸发装置所存在的不够紧凑、空间利用率低、安装占地面积较大、强度较低、不便于安装、以及多级蒸发浓缩时需要依次串联布置的技术问题。

Description

物料梯级蒸发浓缩装置

技术领域

本实用新型涉及热交换技术领域，尤其涉及一种物料梯级蒸发浓缩装置。

背景技术

横管降膜蒸发技术是将料液自降膜蒸发器加热室上管箱加入，经液体分布及成膜装置，均匀分配到各换热管内，在重力和真空诱导及气流作用下，成均匀膜状自上而下流动。流动过程中，料液与内部通有蒸汽的横管热交换，达到蒸发浓缩的目的。目前横管降膜蒸发技术因蒸发浓缩效果好而被广泛应用于医药、食品、化工、轻工等行业的流体物料水蒸发浓缩，以及钢铁、催化剂制造、矿山等行业的污水处理。

目前，众多的蒸发器均采用圆筒形蒸发器，例如强制循环蒸发器，海水淡化蒸发器；目前这类圆筒型蒸发器均能满足物料蒸发功能要求，但其结构不够紧凑，空间利用率低，安装占地大，制造成本高等不足。且这些蒸发器为实现能源的梯级利用，采用了将蒸发器串联起来的多效多级蒸发器，但多效多级蒸发器将耗用更高的蒸汽压力和温度梯度，这与目前使用蒸汽热压缩提供蒸发动力的技术不能融合。

公开号为CN102107091A的文献在2011年6月29日公开了一种多级高效横管降膜蒸发器，其包括两级或两级以上的换热管束，在所述换热管束之间设有分离箱，所述两级或两级以上的换热管束在蒸汽的流速方向上管束所包含的换热管数量逐级减少20~70%。该文献利用了分离箱将凝结液和蒸汽分离，达到了提高凝结传热系数的效果。并且，分离箱前后管束的换热管束沿管束蒸汽流动方向，分离箱前管子数量较多，分离箱后管子数量较少。由此可以保证管内流速可以达到相对稳定的合理值。但在实际应用过程中，由于多级换热管束依次布置，导致其整体长度较长，空间占用较大。分离箱的数量较多，导致结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种物料梯级蒸发浓缩装置，本实用新型能够解决现有圆形横管降膜蒸发装置所存在的不够紧凑、空间利用率低、安装占地面积较大、强度较低、不便于安装、以及多级蒸发浓缩时需要依次串联布置的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：包括外壳、溢流板、物料循环桶和两套横管蒸发机构，所述外壳为长方体结构，外壳的顶部设置有蒸汽出口，外壳的两侧壁上分别设置有用于向两套横管蒸发机构送料的物料循环进料口；所述溢流板和横管蒸发机构均沿外壳长度方向固定在外壳内，且溢流板位于外壳的底面中部，横管蒸发机构位于溢流板的上方两侧；所述物料循环桶分别固定在两套横管蒸发机构的下方，且物料循环桶分别通过带泵管路与物料循环进料口相连。

所述横管蒸发机构包括进汽室、换热组件和集水室，所述换热组件包括前端管板、后端管板、侧板和横管，横管呈多排均匀固定在前端管板和后端管板之间，侧板固定在外壳内，前端管板和后端管板均垂直固定在侧板与外壳的侧壁之间；所述进汽室由前端管板与固定在外壳内的盖板组合形成，所述集水室固定在后端管上。

所述外壳的底部固定有同时与两套横管蒸发机构的进汽室相通的冷凝水收集桶。

所述的两套横管蒸发机构的进汽室之间设置有不凝气连通管，且任一进汽室连接有带阀门的排气管。

所述外壳内的换热组件之间固定设置有丝网除沫器。

所述外壳内在设置有集水室的一端固定有封板，封板上开设有人孔。

所述外壳的底部对称固定有支撑槽钢，外壳的外表面均布有加强筋，且加强筋的两端分别焊接在支撑槽钢上。

所述加强筋为焊接在外壳外表面上的I型刚、L型钢、H型钢或工字钢。

采用本实用新型的优点在于：

1、本实用新型在外壳内设置了通过溢流板分隔的两套横管蒸发机构，同时在外壳的底部分别设置了物料循环桶，在外壳的侧壁上设置了分别与物料循环桶相通的物料循环进料口。通过上述结构的配合，使得物料经外壳内其中一侧的横管蒸发机构浓缩后，能够经溢流板进入外壳内另一侧的横管蒸发机构进行浓缩。又由于外壳为长方体结构，因此达到了在空间占用小的前提下实现物料梯级浓缩的目的。另外，由于外壳为长方体结构，因此还使得整个蒸发浓缩装置具有结构紧凑、安装占地面积小、空间利用率低、制造成本低、便于安装、以及可以叠放等优点。

2、本实用新型中的横管蒸发机构包括进汽室、换热组件和集水室，其中换热组件包括前端管板、后端管板、侧板和横管，横管呈多排均匀固定在前端管板和后端管板之间，侧板固定在外壳内，前端管板和后端管板均垂直固定在侧板与外壳的侧壁之间，进汽室由前端管板与固定在外壳内的盖板组合形成，集水室固定在后端管上。该结构的优点在于使得两套横管蒸发机构相互独立，浓缩时互不干扰，对物料的浓缩效果更好。

3、本实用新型通过设置在外壳底部的冷凝水收集桶同时与两个进汽室相通，有利于减少冷凝水收集桶的数量以及简化装置的整体结构。

4、本实用新型在进汽室之间设置有不凝气连通管，且使任一进汽室连接有带阀门的排气管。该结构在使用时，通过带阀门的排气管能够控制不凝气的排量，进而控制蒸汽不会被排出，有利于完全利用蒸汽的热量。

5、本实用新型在换热组件之间固定设置有丝网除沫器，通过丝网除沫器能够分离蒸汽里的雾滴，避免物料损失。

6、本实用新型通过封板有利于对外壳内的设备进行保护，提高设备的安全性。通过封板上的人孔有利于对外壳内的设备快速检修。

7、本实用新型通过支撑槽钢和均布在外壳外表面上的加强筋，大幅提高了外壳的钢性强度和承重强度，使得外壳的稳固性更好。

8、本实用新型中的加强筋可为I型刚、L型钢、H型钢或工字钢，加强筋的结构多种多样，具有便于制备和成本较低的优点。

附图说明

图1为本实用新型的立体结构示意图；

图2为本实用新型无盖板时的立体结构示意图；

图3为本实用新型的主视平面结构示意图；

图4为图1的侧面剖视结构示意图；

图5为图3的A—A剖视结构示意图；

图6为本实用新型中横管蒸发机构在外壳内的右视结构示意图；

图7为本实用新型的俯视结构示意图；

图中标记为：1、外壳，2、溢流板，3、进汽室，4、集水室，5、换热组件，6、蒸汽出口，7、冷凝水收集桶，8、物料循环桶，9、物料循环进料口，10、带泵管路，11、前端管板，12、侧板，13、横管，14、后端管板，15、盖板，16、排气管，17、不凝气连通管，18、蒸汽输入管，19、支撑槽钢，20、加强筋，21、封板，22、人孔，23、丝网除沫器。

具体实施方式

本实用新型公开了一种物料梯级蒸发浓缩装置，包括外壳1、溢流板2、物料循环桶8和两套横管蒸发机构，其中，各组所的具体结构及连接关系如下：

所述外壳1为长方体结构，外壳1的底部对称焊接固定有支撑槽钢19，外壳1的外表面均布有加强筋20，且加强筋20的两端分别焊接在支撑槽钢19上。进一步的，加强筋20为焊接在外壳1外表面上的I型刚、L型钢、H型钢或工字钢。加强筋20之间的间距为40-60cm，加强筋20的宽度为10-18cm。

所述外壳1的顶部中间设置有蒸汽出口6，且该蒸汽出口6位于两套横管蒸发机构之间，物料热交换后产生的蒸汽通过蒸汽出口6排出。。所述外壳1的两侧壁上分别设置有两个物料循环进料口9，两个物料循环进料口9均位于两套横管蒸发机构的上方，用于向两套横管蒸发机构送料。

所述溢流板2和横管蒸发机构均沿外壳1长度方向固定在外壳1内，且溢流板2位于外壳1的底面中部，横管蒸发机构位于溢流板2的上方两侧。

所述物料循环桶8为两个，两个物料循环桶8分别固定在两套横管蒸发机构的下方，且物料循环桶8分别通过带泵管路10与物料循环进料口9相连。使用时，两个物料循环桶8分别用于收集经两套横管13降膜蒸发装置浓缩后的物料。

所述横管蒸发机构包括进汽室3、换热组件5和集水室4，所述换热组件5包括前端管板11、后端管板14、侧板12和横管13，横管13呈多排均匀固定在前端管板11和后端管板14之间，侧板12固定在外壳1内，前端管板11和后端管板14均垂直固定在侧板12与外壳1的侧壁之间。所述集水室4固定在后端管上,所述进汽室3由前端管板11与固定在外壳1内的盖板15组合形成，且两个进汽室3均由同一根蒸汽输入管18供汽。两套横管蒸发机构分别固定在两块侧板12与外壳1的两面侧壁之间。

所述外壳1的底部固定有同时与两套横管蒸发机构的进汽室3相通的冷凝水收集桶7，即两个进汽室3内产生的冷凝水均进入冷凝水收集桶7，并统一由冷凝水收集桶7排出。实际生产时，冷凝水收集桶7中需要保留一定的液位，以防止蒸汽排出。进一步的，集水室4中也会产生一定量的冷凝水，因此可通过管道将集水室4与冷凝水收集桶7连通。

所述的两套横管蒸发机构的进汽室3之间设置有不凝气连通管17，且任一进汽室3连接有带阀门的排气管16。在实际使用过程中，热交换后部分蒸汽变成不凝气，由阀门控制排出。

所述外壳1内在设置有集水室4的一端固定有封板21，封板21上开设有便于检修的人孔22。

所述外壳1内的换热组件5之间固定设置有丝网除沫器23, 物料经横管13热交换后产生的蒸汽经过丝网除沫器23时，蒸汽中的雾滴被分离出来，避免物料被蒸汽带出排出。

为了便于区分，以图6所示视角来说明本实用新型的工作原理，具体如下：

将物料输送至左侧的物料循环桶8中，物料经左侧的带泵管路10和左侧的物料循环进料口9进入左侧的横管蒸发机构上方，然后在重力的作用下下落并与左侧的横管13发生一次热交换，一次热交换后的小部分浓缩液进入左侧的物料循环桶8继续循环，而大部分浓缩液则通过溢流板2进入右侧的物料循环桶8中，并通过右侧的带泵管路10和右侧的物料循环进料口9进入右侧的横管蒸发机构上方，然后在重力的作用下下落并与右侧的横管13发生二次热交换，二次热交换后浓缩液继续进入右侧的物料循环桶8中进行循环浓缩，直至经左侧横管蒸发机构浓缩后的物料量不足以通过溢流板2进入右侧为止，最后浓缩后的物料从右侧的物料循环桶8中取出。上述过程中，物料浓缩时产生的蒸汽经丝网除沫器23分离出物料雾滴后通过外壳1顶部的蒸汽出口6排出。外部的蒸汽输入管18同时向两个进汽室3输送蒸汽，进入进汽室3的蒸汽通过横管13与物料进行热交换后成为冷凝水进入集水室4。整个过程中产生的不凝气则由阀门控制从排气管16排出。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，本说明书中所公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的替代特征加以替换；所公开的所有特征、或所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以任何方式组合。

Claims (8)

1.物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：包括外壳（1）、溢流板（2）、物料循环桶（8）和两套横管蒸发机构，所述外壳（1）为长方体结构，外壳（1）的顶部设置有蒸汽出口（6），外壳（1）的两侧壁上分别设置有用于向两套横管蒸发机构送料的物料循环进料口（9）；所述溢流板（2）和横管蒸发机构均沿外壳（1）长度方向固定在外壳（1）内，且溢流板（2）位于外壳（1）的底面中部，横管蒸发机构位于溢流板（2）的上方两侧；所述物料循环桶（8）分别固定在两套横管蒸发机构的下方，且物料循环桶（8）分别通过带泵管路（10）与物料循环进料口（9）相连。

2.根据权利要求1所述的物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：所述横管蒸发机构包括进汽室（3）、换热组件（5）和集水室（4），所述换热组件（5）包括前端管板（11）、后端管板（14）、侧板（12）和横管（13），横管（13）呈多排均匀固定在前端管板（11）和后端管板（14）之间，侧板（12）固定在外壳（1）内，前端管板（11）和后端管板（14）均垂直固定在侧板（12）与外壳（1）的侧壁之间；所述进汽室（3）由前端管板（11）与固定在外壳（1）内的盖板（15）组合形成，所述集水室（4）固定在后端管上。

3.根据权利要求2所述的物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：所述外壳（1）的底部固定有同时与两套横管蒸发机构的进汽室（3）相通的冷凝水收集桶（7）。

4.根据权利要求2所述的物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：所述的两套横管蒸发机构的进汽室（3）之间设置有不凝气连通管（17），且任一进汽室（3）连接有带阀门的排气管（16）。

5.根据权利要求2—4中任一项所述的物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：所述外壳（1）内的换热组件（5）之间固定设置有丝网除沫器（23）。

6.根据权利要求2所述的物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：所述外壳（1）内在设置有集水室（4）的一端固定有封板（21），封板（21）上开设有人孔（22）。

7.根据权利要求1、2、3、4或6中任一项所述的物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：所述外壳（1）的底部对称固定有支撑槽钢（19），外壳（1）的外表面均布有加强筋（20），且加强筋（20）的两端分别焊接在支撑槽钢（19）上。

8.根据权利要求7所述的物料梯级蒸发浓缩装置，其特征在于：所述加强筋（20）为焊接在外壳（1）外表面上的I型刚、L型钢、H型钢或工字钢。

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