CN214059971U - 一种刮板式薄膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种刮板式薄膜蒸发器，所述刮板式薄膜蒸发器包括：筒体，其包括至少一个筒节，每个筒节外侧设有加热装置；设置于筒体上的物料入口和出气口，以及设置于筒体底部的下料斗，物料入口用于接收待蒸发的物料，出气口用于排出蒸发产生的气体，下料斗用于排出蒸发后剩余的物料；旋转轴，设置在筒体中，用于搅拌筒体中的物料，旋转轴上设置有随所述旋转轴转动的刮板，刮板包括第一刮板和第二刮板，第一刮板贯穿所述旋转轴，第二刮板的长度小于所述第一刮板的长度；机械密封，设置在所述旋转轴和所述筒体的相对转动面处。本实用新型提供的刮板式薄膜蒸发器解决了传统蒸发器存在的堵塞、结垢、流体泄露的问题，而且提高了换热效率。

Description

一种刮板式薄膜蒸发器

技术领域

本实用新型涉及废弃物处理技术领域，具体地，本实用新型涉及一种刮板式薄膜蒸发器。

背景技术

石油化工、煤化工、垃圾渗滤液、危废处置等行业的高盐废水，若未经处理直接排放，势必会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水生产极大的危害。但常规处理方法中盐水浓度不能过高，亟待开发处理更高浓度的高盐废水的工艺技术和设备。直接采用常规蒸发器处理会造成蒸发器结垢堵塞、设备腐蚀以及冷凝水不达标等问题。

针对这一类高盐废水，常采用生化与物化结合的方式协同处理，例如采用预处理+生化+深度处理+蒸发手段，不仅可以降低COD(化学需氧量)和氨氮，还可以对高盐组分进水蒸发处理。直接采用预处理+蒸发处理方式也可以对该类水进行处理，通过控制蒸发条件和后续的物化或生化处理实现冷凝水达标。

目前适用于高浓度含盐废水处理的蒸发器有强制循环型、降膜型等蒸发器。此外浸没式燃烧蒸发器也可适用于高浓度含盐废水的处理，该蒸发器采用天然气燃烧产生的高温烟气作为热源，直接通入高盐废水中实现蒸发浓缩过程。采用传统蒸发器处理高浓度含盐废水有望实现盐组分的完全去除，但常规的蒸发方法由于采用间壁式换热模式，金属换热面上容易产生结垢，高有机物浓度会造成换热管堵塞，影响蒸发器稳定运行。浸没式燃烧蒸发器可适用于高浓度含盐废水处理，但该过程一方面需要天然气耗量高，运行成本高，另一方面会产生大量不凝气需要合理处置，增加运行成本。

因此，有必要提出一种新的蒸发器，以解决上述问题。

实用新型内容

在实用新型内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本实用新型的实用新型内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

针对现有技术的不足，本实用新型一方面提供了一种刮板式薄膜蒸发器，所述刮板式薄膜蒸发器包括：

筒体，所述筒体包括至少一个筒节，每个所述筒节外侧设有加热装置；

设置于所述筒体上的物料入口和出气口，以及设置于所述筒体底部的下料斗，所述物料入口用于接收待蒸发的物料，所述出气口用于排出蒸发产生的气体，所述下料斗用于排出蒸发后剩余的物料；

旋转轴，所述旋转轴设置在所述筒体中，用于搅拌所述筒体中的物料，所述旋转轴上设置有随所述旋转轴转动的刮板，所述刮板包括第一刮板和第二刮板，所述第一刮板贯穿所述旋转轴，所述第二刮板的长度小于所述第一刮板的长度；

机械密封，设置在所述旋转轴和所述筒体的相对转动面处。

示例性地，所述筒体上方设有减速机支座，用于固定电机减速机，所述电机减速机通过联轴器与所述旋转轴的顶部连接，以带动所述旋转轴旋转，所述旋转轴的底部设有轴承支架，以对所述旋转轴进行轴向定位。

示例性地，所述旋转轴对应于所述物料入口的位置处设有布料器，用于分散进入所述筒体的物料。

示例性地，所述筒节包括至少两个，所述物料入口设置在顶部筒节之下的筒节上。

示例性地，所述加热装置包括设置在每个所述筒节外侧的蒸汽盘管，以及设置在每个所述筒节上方的蒸汽分配器，高温蒸汽通过所述蒸汽分配器分配到所述蒸汽盘管中，所述高温蒸汽冷凝形成的冷凝液通过设置在每个所述筒节下方的冷凝液收集器汇聚并排出。

示例性地，所述下料斗处设有围绕所述下料斗的蒸汽盘管。

示例性地，所述第二刮板包括直刮板和斜刮板，所述直刮板和所述第一刮板与所述旋转轴平行，所述斜刮板与所述旋转轴之间呈预设夹角。

示例性地，沿平行于所述旋转轴的方向上自下而上分别设置有一个所述直刮板和多个所述斜刮板。

本实用新型提供的刮板式薄膜蒸发器通过优化设置在薄膜蒸发器旋转轴上的刮板结构，解决了物料易堵塞、易结垢等问题；通过优化密封设计，解决了薄膜蒸发器泄露严重的问题，开发了一种环境友好型设备；通过优化筒体和加热装置设计，提高了加热效率，解决了能量利用率低的问题。

附图说明

本实用新型的下列附图在此作为本实用新型的一部分用于理解本实用新型。附图中示出了本实用新型的实施例及其描述，用来解释本实用新型的装置及原理。在附图中，

图1为本实用新型的一个实施例中的刮板式薄膜蒸发器的结构示意图；

图2为本实用新型的一个实施例中的旋转轴和刮板的结构示意图。

附图标记：

101：电机减速机； 102：减速机支座；

103：联轴器； 104：蒸汽分配器；

105：蒸汽入口接管； 106：机械密封；

107：筒节； 108：蒸汽盘管；

109：出气口； 110：冷凝液收集器；

111：冷凝液排出接管； 112：物料入口；

113：布料器； 114：旋转轴；

115：轴承支架； 116：下料斗；

117：蒸汽入口接管； 118：冷凝液出口接管；

119：直刮板； 120：斜刮板；

121：第一刮板。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底理解本实用新型，将在下列的描述中提出详细的步骤，以便阐释本实用新型提出的刮板式薄膜蒸发器。显然，本实用新型的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。本实用新型的较佳实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本实用新型还可以具有其他实施方式。

应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。

下面结合附图对本实用新型的刮板式薄膜蒸发器做进一步的说明。

如图1、图2所示，本实用新型实施例的刮板式薄膜蒸发器包括筒体，所述筒体包括至少一个筒节107，每个所述筒节107外侧设有加热装置；设置于所述筒体上的物料入口112和出气口109，以及设置于所述筒体底部的下料斗116，所述物料入口112用于接收待蒸发的物料，所述出气口109用于排出蒸发产生的气体，所述下料斗116用于排出蒸发后剩余的物料；旋转轴114，所述旋转轴114设置在所述筒体中，用于搅拌所述筒体中的物料，所述旋转轴上设置有刮板，所述刮板包括第一刮板121和第二刮板，所述第一刮板121贯穿所述旋转轴114，所述第二刮板的长度小于所述第一刮板121的长度；机械密封106，设置在所述旋转轴114和所述筒体的相对转动面处。

本实用新型实施例所提供的刮板式薄膜蒸发器通过优化设置在薄膜蒸发器旋转轴114上的刮板结构，解决了物料易堵塞、易结垢等问题；通过优化密封设计，解决了薄膜蒸发器泄露严重的问题，开发了一种环境友好型设备；通过优化筒体和加热装置设计，提高了加热效率，解决了能量利用率低的问题。根据本实用新型实施例的刮板式薄膜蒸发器因而具有了传热效率高、适应物料广等优点，可用于高粘度、易结晶、易结垢和热敏性等物料的蒸发浓缩，因而完全适用于处理高盐废水。

具体地，待蒸发的物料从设置在筒体上的物料入口112进入筒体，由旋转轴114带动刮板旋转搅拌，物料在旋转轴114的离心力作用下沿筒体内壁形成一层薄膜，并不断呈螺旋状向下运动，在此期间，物料中的水分在设置在每个筒节107外侧的加热设备的加热作用下蒸发；蒸发产生的气体通过筒体上部的出气口109排出，其余无法蒸发的固体物料夹带少量水分由筒体底部的下料斗116排出。

本实用新型实施例的刮板式薄膜蒸发器采用蒸汽式加热设备。在一个实施例中，为了保证加热蒸汽品质，提高加热效率，筒体包括至少两个筒节107，筒节的数目可以根据实际需要进行设计。每个筒节107外侧均设有加热设备，即蒸汽在每个筒节外侧独立循环，以提高加热效率。同时，为了减少蒸发后的气体中夹带的水分，物料入口112可以设置在顶部筒节之下的某一个筒节上，较佳地可以设在上数第二个筒节上，从而使蒸发后的气体可以在经过其上方的第一个筒节时再次干燥。

具体地，对于每个筒节107来说，加热装置包括设置在每个所述筒节107外侧的蒸汽盘管108，以及设置在每个所述筒节107上方的蒸汽分配器104，高温蒸汽通过蒸汽入口接管105进入蒸汽分配器104，并由所述蒸汽分配器104均匀分配到和筒体轴线方向平行的蒸汽盘管108中，高温蒸汽冷凝形成的冷凝液通过设置在每个所述筒节107下方的冷凝液收集器110汇聚，并通过与冷凝液收集器110连接的冷凝液排出接管111排出。作为示例，为了提高加热效率，蒸汽盘管108可以采用半管形式，即其横截面为半圆形，且与筒体以焊接方式相连接。

在一个实施例中，为了防止浓缩液粘接在下料斗116上，下料斗116处也设有围绕下料斗116的蒸汽盘管。高温蒸汽通过蒸汽入口接管117进入蒸汽盘管，高温蒸汽冷凝形成的冷凝液由冷凝液出口接管118排出。

进入筒体的物料在旋转轴114的离心作用下分散到筒体的内壁上。在一个实施例中，旋转轴114对应于物料入口112的位置处设有布料器113，用于分散进入所述筒体的物料。经由物料入口112进入筒体的物料在布料器113的搅拌作用下均匀分散在筒壁上，在筒壁外侧加热装置的加热作用下蒸发浓缩。

旋转轴114上设有不同形式的刮板，刮板随着旋转轴114高速旋转，使物料在筒体内壁上形成薄膜，同时防止浓缩后的物料粘接在筒体内壁上。刮板的边缘与筒体内壁之间具有较小的间隙，示例性地，刮板的边缘和筒体的间隙设置为1mm～2mm。

本实用新型实施例对刮板结构进行了优化：参见图2，旋转轴114上设置的刮板包括至少一个较长的第一刮板121，第一刮板121贯穿整个旋转轴，保证刮料无死角。具体地，旋转轴114上可以设有相对设置的两个第一刮板121。

所述刮板还包括长度小于第一刮板121的至少一个第二刮板。示例性地，旋转轴114上可以具有相对设置的两列第二刮板，每一列第二刮板包括至少一个直刮板119和至少一个斜刮板120，所述直刮板119和所述第一刮板121均与所述旋转轴114平行，所述斜刮板120与所述旋转轴114之间呈预设夹角。

进一步地，沿平行于所述旋转轴114的方向上自下而上分别设置有一个直刮板119和多个斜刮板120。直刮板119设在旋转轴114上方，即靠近出气口的位置，其长度约为所述旋转轴114的一半，用于保证筒体上部刮料无死角。在直刮板119下方设有数量不等的斜刮板120，斜刮板120既能起到刮料作用，又能起到导流的作用，保证蒸发浓缩后的浓缩物料沿着斜刮板120的方向落下，方便排料。

旋转轴114和筒体的相对转动面处设有机械密封106，用于阻止流体和异味泄漏。机械密封是靠一对或数对垂直于旋转轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力或磁力的作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。示例性地，机械密封由静止环、旋转环、弹性元件弹簧座、紧定螺钉、旋转环辅助密封圈和静止环辅助密封圈等元件组成，防转销固定在压盖上以防止静止环转动。

除此之外，筒体上方设有减速机支座102，用于固定电机减速机101，所述电机减速机101通过联轴器103与所述旋转轴114的顶部连接，以带动所述旋转轴114旋转。旋转轴114的底部还设有轴承支架115，用于对所述旋转轴114进行轴向定位。

基于以上描述，本实用新型实施例所提供的刮板式薄膜蒸发器至少具有以下优点：

1、本实用新型实施例提出的刮板式薄膜蒸发器通过设在旋转轴和筒体相对转动面处的机械密封，有效地降低了阻止流体和异味泄漏；

2、本实用新型实施例提出的刮板式薄膜蒸发器通过把整个加热筒体分成数量不等的若干筒节，有效地保证了加热蒸汽的品质，提高加热效率；

3、本实用新型实施例提出的刮板式薄膜蒸发器通过设在旋转轴上且贯穿整个旋转轴上的长刮板，保证刮料无死角，有效地防止了结垢和堵塞现象；

4、本实用新型实施例提出的刮板式薄膜蒸发器通过设在旋转轴下方斜刮板，既能起到刮料作用，又能保证物料沿着斜挂板落下，方便排料。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施例中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施例，除非该特征在该另一个实施例中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施例进行了说明，但应当理解的是，上述实施例只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施例范围内。此外本领域技术人员可以理解的是，本实用新型并不局限于上述实施例，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。本实用新型的保护范围由附属的权利要求书及其等效范围所界定。

Claims (8)

1.一种刮板式薄膜蒸发器，其特征在于，所述刮板式薄膜蒸发器包括：

筒体，所述筒体包括至少一个筒节，每个所述筒节外侧设有加热装置；

设置于所述筒体上的物料入口和出气口，以及设置于所述筒体底部的下料斗，所述物料入口用于接收待蒸发的物料，所述出气口用于排出蒸发产生的气体，所述下料斗用于排出蒸发后剩余的物料；

旋转轴，所述旋转轴设置在所述筒体中，用于搅拌所述筒体中的物料，所述旋转轴上设置有随所述旋转轴转动的刮板，所述刮板包括第一刮板和第二刮板，所述第一刮板贯穿所述旋转轴，所述第二刮板的长度小于所述第一刮板的长度；

机械密封，设置在所述旋转轴和所述筒体的相对转动面处。

2.根据权利要求1所述的刮板式薄膜蒸发器，其特征在于，所述筒体上方设有减速机支座，用于固定电机减速机，所述电机减速机通过联轴器与所述旋转轴的顶部连接，以带动所述旋转轴旋转，所述旋转轴的底部设有轴承支架，以对所述旋转轴进行轴向定位。

3.根据权利要求1所述的刮板式薄膜蒸发器，其特征在于，所述旋转轴对应于所述物料入口的位置处设有布料器，用于分散进入所述筒体的物料。

4.根据权利要求1或3所述的刮板式薄膜蒸发器，其特征在于，所述筒节包括至少两个，所述物料入口设置在顶部筒节之下的筒节上。

5.根据权利要求1所述的刮板式薄膜蒸发器，其特征在于，所述加热装置包括设置在每个所述筒节外侧的蒸汽盘管，以及设置在每个所述筒节上方的蒸汽分配器，高温蒸汽通过所述蒸汽分配器分配到所述蒸汽盘管中，所述高温蒸汽冷凝形成的冷凝液通过设置在每个所述筒节下方的冷凝液收集器汇聚并排出。

6.根据权利要求5所述的刮板式薄膜蒸发器，其特征在于，所述下料斗处设有围绕所述下料斗的蒸汽盘管。

7.根据权利要求1所述的刮板式薄膜蒸发器，其特征在于，所述第二刮板包括直刮板和斜刮板，所述直刮板和所述第一刮板与所述旋转轴平行，所述斜刮板与所述旋转轴之间呈预设夹角。

8.根据权利要求7所述的刮板式薄膜蒸发器，其特征在于，沿平行于所述旋转轴的方向上自下而上分别设置有一个所述直刮板和多个所述斜刮板。

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