CN211836345U - 一种用于降膜蒸发器的布膜器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于降膜蒸发器的布膜器，涉及化工机械设备技术领域；其包括固定设置在加热室上部的一组液体分布盘和位于液体分布盘下方的管板，液体分布盘底部带有筛孔，以使液体通过筛孔均匀分散在管板上；在管板是上表面设置有螺旋布膜头，螺旋布膜头的数量与换热管的数量相同，在螺旋布膜头的侧向开设有一定数量的溢流槽，以使分散在管板上的液体经过溢流槽沿切向均匀流入换热管，并形成一种呈螺旋状下降、厚度均匀的液膜；通过实施本技术方案，可有效解决现有布膜器成膜效果差的技术问题，以使液体均匀流入所有换热管，成膜效果好；并可有效提高降膜蒸发器的蒸发分离效率、节能降耗及降低运行成本，在实践中具有较好的实用性。

Description

一种用于降膜蒸发器的布膜器

技术领域

本实用新型涉及化工机械设备技术领域，尤其涉及一种用于降膜蒸发器的布膜器。

背景技术

在石油化工装置中，为了将提高传热效率，采用降膜蒸发器是一个解决办法，降膜蒸发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，被壳程加热介质加热汽化，产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室，汽液经充分分离，蒸汽进入冷凝器冷凝或进入下一效蒸发器作为加热介质，从而实现多效操作，液相则由分离室排出。而降膜蒸发器的核心元件就是这个布膜器，布膜器的作用是将流体均匀的分布到每根换热管，使流体沿着管壁下流，通过壳程的蒸汽加热，促使低沸物蒸发。布膜器设置的不合理，将造成换热管干壁，降低蒸发分离效率，增加能耗等不利影响；由此可见，布膜器在蒸发设备中的关键作用，布膜器设计的好，会大大提高蒸发器的传热性能和蒸发效率，对工程投资和节能降耗都具有重要的意义。

目前常见应用在降膜蒸发器上的布膜器主要包括插入式导流管型布膜器和分布盘式布膜器，其中插入式导流管型布膜器一般采用开口半径增大的导流管插入降液管内，用以保证液体在单根换热管内布膜均匀，但不易保证液体均匀分配到所有换热管上，且流动阻力大，易阻塞，加工、安装要求高；一般用于处理清洁物料的小型降膜蒸发器。分布盘式布膜器一般由初始分布装置和分布盘组组成，初始分布装置往往是圆盘状的齿形的分散盘或莲蓬型的喷头，它的作用是实现料液的初始分布；此种布膜器可以保证液体比较均匀的到达管板，但不易保证液体能够在每根换热管均匀分布，成膜效果也一般。

由此亟需本领域技术人员研究设计一种更为合理、料液分布均匀、成膜效果更好的布膜器来解决上述技术问题。

实用新型内容

为解决上述现有布膜器成膜效果差的技术问题，本实用新型的目的在于提供一种用于降膜蒸发器的布膜器，其目的在于巧妙地采用新型螺旋成膜的布膜器以使液体能够均匀流入所有换热管，并使得液体在换热管呈螺旋状下降，成膜均匀；该新型螺旋成膜的布膜器具有结构简单、安装检修方便的特点，可有效提高降膜蒸发器的蒸发分离效率、节能降耗及降低运行成本，在实践中具有较好的实用性。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种用于降膜蒸发器的布膜器，包括固定设置在加热室上部的一组液体分布盘和位于液体分布盘下方的管板，所述液体分布盘底部带有筛孔，以使液体通过所述筛孔均匀分散在管板上；在管板是上表面设置有螺旋布膜头，所述螺旋布膜头的数量与换热管的数量相同并一一对应，且所述螺旋布膜头的下端与对应的所述换热管密封连接，在所述螺旋布膜头的侧向开设有一定数量的溢流槽，以使分散在管板上的液体经过溢流槽沿换热管内壁边缘切向均匀流入换热管，在换热管内形成一种呈螺旋状下降、厚度均匀的液膜。

可选地，所述液体分布盘的层数根据具体工况确定，其中，最底层液体分布盘的筛孔与其下方的换热管交错布置；以使液体不直接落入换热管而是均匀分散落入管板上，而是达到溢流槽液位高度后由溢流槽经螺旋布膜头内壁均匀流入换热管。

可选地，当所述液体分布盘的层数≥2时，相邻两层液体分布盘的筛孔交错布置。如此设置分布盘的目的是为了使液体进入设备时，能够缓冲液体的冲击，并能够均匀的将液体分散在管板上。

可选地，所述螺旋布膜头上的所述溢流槽的数量为2～4。溢流槽沿螺旋布膜头的侧向均匀布置，以使位于螺旋布膜头周向的液体能够均匀通过溢流槽进入换热管，尤其针对粘度较大的介质同样具有较好的成膜效果。

可选地，所述溢流槽的底部距离所述管板有一段距离，且每个所述螺旋布膜头上的溢流槽的底部与所述管板的距离相同。如此位于管板上的液体达到溢流槽的液位高度后由溢流槽经螺旋布膜头内壁进入换热管，控制液体的流动，以实现进入换热管内壁各处液膜厚度均匀，不容易发生偏流现象。

可选地，所述溢流槽沿所述螺旋布膜头侧壁呈螺旋倾斜状设置，以使液体从溢流槽经布膜器内壁沿切向流入换热管。即可控制液体的流动方向，在换热管内形成一层厚度均匀，流型平稳的液膜。

可选地，所述管板呈水平设置，所述管板上表面螺旋布膜头的开槽数量及所述溢流槽的形状尺寸相同。该布膜器适合多种类型工艺介质，尤其适合粘度较大的介质，控制液体均匀流动分布，实现较好的成膜效果。

可选地，所述螺旋布膜头由上而下包括变径段和直筒段，所述变径段靠近直筒段的直径逐渐减小，所述溢流槽位于所述变径段；所述直筒段安装在换热管内并保持与换热管密封连接。具体地，螺旋布膜头直筒段与换热管内壁可采用焊接的连接方式达到密封连接，如此螺旋布膜头结构简单、加工方便，且安装要求低并可达到较好的密封效果，以显著降低布膜器的制造成本。

可选地，所述螺旋布膜头的侧壁呈直筒圆环状，所述溢流槽沿螺旋布膜头侧壁上端等角度均匀布置。其结构简单，加工方便。

可选地，所述管板呈水平设置，位于所述管板上表面边缘的多个所述螺旋布膜头的溢流槽开槽高度与所述管板的上表面在同一水平面上。该技术方案的设计可有效解决杂质堆积在上管板，可选择性的在管板上表面边缘选择几个螺旋布膜头，保证溢流槽开槽高度与管板上表面在同一水平面上，如此可有效保证管板上表面不积料。

如上所述，本实用新型相对于现有技术至少具有如下有益效果：

1.本实用新型新型螺旋成膜的布膜器能够使得液体均匀流入所有换热管，使得液体在换热管呈螺旋状下降，成膜效果好；且该新型螺旋成膜的布膜器具有结构简单、加工方便、安装检修方便的特点，可有效提高降膜蒸发器的蒸发分离效率、节能降耗及降低运行成本，在实践中具有较好的实用性。

2.本实用新型布膜器中液体分布盘的设计能够缓冲液体的冲击，并能够均匀的将液体分散在管板上，以使液体不直接落入换热管而是均匀分散落入管板上，而是达到溢流槽液位高度后由溢流槽经螺旋布膜头内壁均匀流入换热管，有效控制液体的流动状态，以实现较好的成膜效果。

3.本实用新型溢流槽沿螺旋布膜头的侧向均匀布置，位于管板上的液体达到溢流槽的液位高度后由溢流槽经螺旋布膜头内壁进入换热管，控制料液的方向及流量，以实现进入换热管内壁各处液膜厚度均匀，不容易发生偏流现象，形成流型平稳的液膜，适合多种类型工艺介质，尤其适合粘度较大的介质，可有效避免降膜蒸发器发生干壁、蒸发分离效果差等现象。

4.本实用新型螺旋布膜头安装在换热管内并保持与换热管密封连接，其结构简单，加工方便、安装要求低，可显著减低成本，由此其可提高蒸发器的传热性能和蒸发效率，对工程投资和节能降耗具有重要意义。

5.本实用新型布膜器在管板上表面边缘选择几个螺旋布膜头用以保证溢流槽开槽高度与管板上表面在同一水平面上，如此可有效解决杂质堆积在上管板，保证管板上表面不积料，进而不易堵塞、不易结垢，便于清洗，同时在实践中应用具有较好的经济性。

附图说明

本实用新型将通过具体实施例并参照附图的方式说明，其中

图1是本实用新型实施例用于降膜蒸发器的布膜器的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一中螺旋布膜头的安装示意图；

图3是本实用新型实施例图2中螺旋布膜头A向的示意图；

图4是本实用新型实施例二中螺旋布膜头的安装示意图；

图5是本实用新型实施例图4中螺旋布膜头B向的示意图。

附图标记说明：10-液体分布盘；20-螺旋布膜头；30-换热管；40-管板。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的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，均可以以任何方式组合。

本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例一

实施例基本如图1至图2所示：本实施例提供了一种用于降膜蒸发器的布膜器，包括固定设置在加热室上部的一组液体分布盘10和位于液体分布盘10下方的管板40，液体分布盘10底部带有筛孔，以使液体通过筛孔均匀分散在管板40上；液体分布盘10的层数根据具体工况确定，当液体分布盘10的层数≥2时，相邻两层液体分布盘10的筛孔交错布置，如此设置分布盘的目的是为了使液体进入设备时，能够缓冲液体的冲击，并能够均匀的将液体分散在管板40上；且最底层液体分布盘10的筛孔与其下方的换热管30交错布置，以使液体不直接落入换热管30而是均匀分散落入管板40上，而是达到溢流槽液位高度后由溢流槽经螺旋布膜头20内壁均匀流入换热管30。

在管板40是上表面设置有螺旋布膜头20，螺旋布膜头20的数量与换热管30的数量相同并一一对应，且螺旋布膜头20的下端与对应的换热管30密封连接，在螺旋布膜头20的侧向开设有一定数量的溢流槽，以使分散在管板40上的液体经过溢流槽沿换热管30内壁边缘切向均匀流入换热管30，在换热管30内形成一种呈螺旋状下降、厚度均匀的液膜。

具体地，螺旋布膜头20上的溢流槽的数量为2～4，本实施例以提供四个溢流槽为例，且溢流槽沿螺旋布膜头20的侧向均匀布置，以使位于螺旋布膜头20周向的液体能够均匀通过溢流槽进入换热管30，尤其针对粘度较大的介质同样具有较好的成膜效果；本实施例中螺旋布膜头20的下端安装在换热管30内，螺旋布膜头20上溢流槽的底部距离管板40有一段距离，且每个螺旋布膜头20上的溢流槽的底部与管板40的距离相同；如此位于管板40上的液体达到溢流槽的液位高度后由溢流槽经螺旋布膜头20内壁进入换热管30，控制液体的流动，以实现进入换热管30内壁各处液膜厚度均匀，不容易发生偏流现象。

作为本实施例的优选方案，管板40呈水平设置，管板40上表面螺旋布膜头20的开槽数量及溢流槽形状尺寸相同，溢流槽沿螺旋布膜头20侧壁呈螺旋倾斜状设置，以使液体从溢流槽经布膜器内壁沿切向流入换热管30，在换热管30内呈现一种近似螺旋状下降，在换热管30内形成均匀的液膜；同时每个螺旋布膜头20的开槽数量及溢流槽形状尺寸相同，故液体进入每个螺旋布膜头20的流量是一样的，且开槽的形状尺寸和结构，可以使液体切向流入换热管30，在换热管30内形成一层厚度均匀，流型平稳的液膜。

请参考图2和图3所示，本实施例提供的螺旋布膜头20由上而下包括变径段21和直筒段22，变径段靠近直筒段的直径逐渐减小，呈螺旋状的溢流槽开设于变径段上，其A向视图中变径段21沿直筒段22侧壁方向显示呈突出的螺旋结构，具体地，图2中a1是指本实施例中螺旋布膜头20上溢流槽的开槽高度，图3中b1是指本实施例中螺旋布膜头20上溢流槽的开槽宽度；直筒段安装在换热管30内并保持与换热管30密封连接；具体地，螺旋布膜头20直筒段与换热管30内壁可采用焊接的连接方式达到密封连接，如此螺旋布膜头20便于开槽宽度的设计，尤其适合粘度较大的介质；且安装要求低并可达到较好的密封效果，以显著降低布膜器的制造成本。

实施例二

实施例二与实施例一基本相同，其不同之处在于：上述实施例螺旋布膜头的形状结构设计以实现在换热管内呈现一种近似螺旋状下降，在换热管内形成均匀液膜的一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，例如该螺旋布膜头可直接由换热管上端向管板上方延伸以形成上述形状结构的螺旋布膜头，或区别于上述开槽结构，以实现液体沿切向方向进入换热管内即可，其目的均在于实现在换热管内呈现一种近似螺旋状下降，在换热管内形成厚度均匀、流型平稳的液膜。

作为本实施例的优选方案，请参考图4和图5所示，本实施例中将螺旋布膜头的侧壁设计成直筒圆环状，具体地，图4中a2是指本实施例中螺旋布膜头上溢流槽的开槽高度，图5中b2是指本实施例中螺旋布膜头上溢流槽的开槽宽度；溢流槽沿螺旋布膜头侧壁呈螺旋倾斜状设置，以使液体从溢流槽经布膜器内壁沿切向流入换热管，在换热管内呈现一种近似螺旋状下降，在换热管内形成均匀的液膜；溢流槽的数量为四个，四个溢流槽沿螺旋布膜头侧壁上端等角度均匀布置，结构简单，加工方便。

为解决杂质堆积在上管板，本实施例优选位于管板上表面边缘的多个螺旋布膜头的溢流槽开槽高度与管板的上表面在同一水平面上，由此可有效保证管板上表面不积料，进而不易堵塞、不易结垢，便于清洗。

综上所述，本实施例新型新型螺旋成膜的布膜器能够使得液体均匀流入所有换热管，使得液体在换热管呈螺旋状下降，成膜效果好；且控制料液的方向及流量，以实现进入换热管内壁各处液膜厚度均匀，不容易发生偏流现象，形成流型平稳的液膜，适合多种类型工艺介质，尤其适合粘度较大的介质，可有效避免降膜蒸发器发生干壁、蒸发分离效果差等现象；同时该新型螺旋成膜的布膜器具有结构简单、加工方便、安装检修方便的特点，可有效提高降膜蒸发器的蒸发分离效率、节能降耗及降低运行成本，在实践中具有较好的实用性；相对于传统布膜器可有效提高蒸发器的传热性能和蒸发效率，对工程投资和节能降耗具有重要意义，经济性好。

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，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：包括固定设置在加热室上部的一组液体分布盘和位于液体分布盘下方的管板，所述液体分布盘底部带有筛孔，以使液体通过所述筛孔均匀分散在管板上；在管板是上表面设置有螺旋布膜头，所述螺旋布膜头的数量与换热管的数量相同并一一对应，且所述螺旋布膜头的下端与对应的所述换热管密封连接，在所述螺旋布膜头的侧向开设有一定数量的溢流槽，以使分散在管板上的液体经过溢流槽沿换热管内壁边缘切向均匀流入换热管，在换热管内形成一种呈螺旋状下降、厚度均匀的液膜。

2.根据权利要求1所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：所述液体分布盘的层数根据具体工况确定，其中，最底层液体分布盘的筛孔与其下方的换热管交错布置。

3.根据权利要求2所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：当所述液体分布盘的层数≥2时，相邻两层液体分布盘的筛孔交错布置。

4.根据权利要求1所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：所述螺旋布膜头上的所述溢流槽的数量为2～4。

5.根据权利要求4所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：所述溢流槽的底部距离所述管板有一段距离，且每个所述螺旋布膜头上的溢流槽的底部与所述管板的距离相同。

6.根据权利要求5所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：所述溢流槽沿所述螺旋布膜头侧壁呈螺旋倾斜状设置，以使液体从溢流槽经布膜器内壁沿切向流入换热管。

7.根据权利要求1-6任一项所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：所述管板呈水平设置，所述管板上表面螺旋布膜头的开槽数量及所述溢流槽的形状尺寸相同。

8.根据权利要求7所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：所述螺旋布膜头由上而下包括变径段和直筒段，所述变径段靠近直筒段的直径逐渐减小，所述溢流槽位于所述变径段；所述直筒段安装在换热管内并保持与换热管密封连接。

9.根据权利要求7所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：所述螺旋布膜头的侧壁呈直筒圆环状，所述溢流槽沿螺旋布膜头侧壁上端等角度均匀布置。

10.根据权利要求4所述的用于降膜蒸发器的布膜器，其特征在于：位于所述管板上表面边缘的多个所述螺旋布膜头的溢流槽开槽高度与所述管板的上表面在同一水平面上。

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