CN214105842U - 塔式多效蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种塔式多效蒸发器，至少设有两个效蒸发器单元和一个中间筒体，所述相邻效蒸发器单元通过中间筒体串联形成上下叠加的双层或多层结构；对应相连的上层效蒸发器单元所述中间筒体的上部设有中间封头以及效母液出料口；对应相连的下层效蒸发器单元所述中间筒体的下部设有除沫器，所述除沫器上方在中间筒体的侧壁上设有效蒸汽出口，在除沫器下方在中间筒体的侧壁上设有效母液进口；设有缓冲罐，所述缓冲罐与末端的效蒸发器单元相连，并对应设有隔离封头和出料口组件。本实用新型提高了土地使用率，减少了设备采购成本，降低了项目投资成本，最终运行时还降低了运行能耗，显著提升了生产经济效益。
Description
技术领域
本实用新型属于化工装备技术领域，具体涉及一种多效蒸发器，用于除去其中被汽化部分，得到浓缩溶液部分或者是通过蒸发得到纯净的溶剂。
背景技术
工业上的蒸发操作过程一般分为间断式操作和连续式操作两种，而规模化工业生产中的蒸发过程一般为连续、稳定的操作过程。
我们通常把作为热源的蒸汽称之为一次蒸汽，通过一次蒸汽加热溶液后而导致溶液产生的蒸汽称之为二次蒸汽。
工业上把不利用二次蒸汽的蒸发过程称为单效蒸发。而把二次蒸汽导入另一个操作压力较低的容器作为热源，并把多个类似的蒸发器串联起来使用的操作方式称为多效蒸发。多效蒸发可以有效的利用二次蒸汽，达到节能减排的目的。
以三效蒸发器为例，普通的三效蒸发器是把需要蒸发的物料（溶液）经过进料泵打入换热器（一效蒸发器）进行加热，然后进入一效蒸发室进行蒸发，在一效分离室进行气液分离，分离后的溶液从一效分离室底部进入循环泵，通过循环泵再送入多效加热器、多效蒸发室、多效分离室进行加热、蒸发、分离，以此循环。而蒸发出来的蒸汽也进入下级加热器，最终经过冷凝器冷凝。
在换热器（一效蒸发器）内，外接蒸汽液化产生汽化潜热对物料（溶液）进行加热。由于换热器（一效蒸发器）内压力高于大气压，因此物料（溶液）会被加热至过热状态。过热状态的物料（溶液）进入一效蒸发室后，由于压力急剧降低，物料（溶液）会产生闪蒸或者沸腾，产生二次蒸汽。
二次蒸汽进入换热器（二效蒸发器）后作为换热器的热源，而未蒸发的物料（溶液）则留在一效蒸发室内。一效蒸发室与二效、三效蒸发室采用平衡管联通，通过负压作用，一效蒸发器内产生的高浓度物料（溶液）会由一效向二效、三效依次流动，物料（溶液）被不断蒸发，物料（溶液）中盐的浓度会不断升高，当物料（溶液）中盐的浓度超过饱和状态时，物料（溶液）中的盐会析出，通过分离室底部进入结晶室进行结晶。上述过程周而复始，可以实现物料（溶液）中的溶液与溶剂分离。
三效蒸发器管程后端连接的冷凝器需要设置真空系统。真空系统会抽取蒸发器管程产生的未凝蒸汽，使冷凝器与蒸发器管程均处于负压状态，提高蒸发器的蒸发效率。蒸发器产生的未凝蒸汽通过冷凝器冷凝成水，流入循环水槽，可回收利用。
普通三效蒸发器一般采用水平放置型式，各效之间通过循环泵连接。而蒸发结晶一般处于最后提取工段或者废水回收工段，因此一些老旧装置技改需要增加蒸发结晶工序时，经常由于场地过于紧凑原因不能安置整套三效装置而不得不放弃或降低技改要求。同时，由于各效之间循环泵的存在，整套装置的能耗是比较高的。
发明内容
为解决上述问题，本发明设计了一种塔式多效蒸发器结构，可减少场地使用面积约70%以上，同时减少设备投资约20-30%，能耗成本减少约70-80%。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：
一种塔式多效蒸发器，至少设有两个效蒸发器单元和一个中间筒体，所述相邻效蒸发器单元通过中间筒体串联形成上下叠加的双层或多层结构；所述效蒸发器单元包括换热室和贯穿换热室的中心通道管；所述换热室壳体上设有效蒸汽进口与蒸汽冷凝液出口；
对应相连的上层效蒸发器单元所述中间筒体的上部设有中间封头以及位于中间封头下方的效母液出料口，所述中间封头与效母液出料口通过效母液出料管联通；对应相连的下层效蒸发器单元所述中间筒体的下部设有除沫器，所述除沫器上方在中间筒体的侧壁上设有效蒸汽出口，在除沫器下方在中间筒体的侧壁上设有效母液进口；所述同一中间筒体上的效母液出料口与效母液进口通过管道相连；所述效母液进口通过管道与下方相连的效蒸发器单元的中心通道管相连；所述中间筒体的效蒸汽出口与下一级效蒸发器单元的效蒸汽进口相连；
所述一效蒸发器单元设有上封头并与上封头之间形成上管箱，所述上管箱壁上设有母液进口和一效蒸汽出口，所述母液进口通过管道与中心通道管相连；
设有缓冲罐，所述缓冲罐与末端的效蒸发器单元相连，并对应设有隔离封头和出料口组件。
作为本实用新型的进一步改进：所述中心通道管的两端为喇叭口结构。这样使得母液在通道管内的流速加快，这样可以增强换热管内母液的蒸发效果。
本实用新型的优势在于：
1、节省土地：整个塔式多效蒸发器采用塔式结构，减少了各效蒸发器向配套的蒸发室等辅助设备，因此只占用同样规模分体式多效蒸发器系统不到30%的使用面积。
2、节能：系统中只需要配备一台进料泵把原始母液打入一效蒸发器，不需要传统分体式三效蒸发器配置的各效蒸发器之间的循环泵；由于系统中只有一台进料泵，取消了循环泵，系统内物料利用自身密度差进行循环，体系能耗可以降低约70~80%。
3、降低设备成本：取消了循环泵，蒸发室等辅助设备，使系统设备的采购成本可以下降约20~30%。
附图说明
图1为实施例一涉及的塔式二效蒸发器结构示意图；
图2为实施例二涉及的塔式三效蒸发器结构示意图。
具体实施方式
实施例一，如图1所示：本实用新型涉及一种塔式多效蒸发器，本实施例以塔式二效蒸发器为例进行具体说明：其设有两个效蒸发器单元1、一个中间筒体2和一个缓冲罐4；两个效蒸发器单元1通过中间筒体2串联形成上下叠加的双层结构；效蒸发器单元1包括换热室15和贯穿换热室的中心通道管16；换热室壳程设有效蒸汽进口13与蒸汽冷凝液出口14。
如图1所示：一效蒸发器单元设有上封头3并与上封头之间形成上管箱，上管箱壁上设有母液进口11和一效蒸汽出口12，所述母液进口11通过管道与中心通道管16相连；一效蒸发器单元下端通过法兰与中间筒体2的上端相连；对应一效蒸发器单元所述中间筒体的上部设有中间封头21以及位于中间封头下方的一效母液出料口22，中间封头21与一效母液出料口22通过效母液出料管联通。
如图1所示：二效蒸发器单元上端通过法兰与中间筒体2的下端相连；而对应二效蒸发器单元所述中间筒体的下部设有除沫器24，在除沫器24上方所述中间筒体的侧壁上设有二效蒸汽出口25，在除沫器下方在中间筒体的侧壁上设有二效母液进口23；所述同一中间筒体上的一效母液出料口22与二效母液进口23通过管道相连；二效母液进口23通过管道与二效蒸发器单元的中心通道管相连；一效蒸汽出口13通过管道与二效蒸发器单元的效蒸汽进口相连。如图1所示：二效蒸发器单元下端通过法兰与缓冲罐4相连，所述缓冲罐设有隔离封头41及出料口组件。
本实施例中的中心通道管16的两端为喇叭口结构。
实施例二，如图2所示：本实用新型涉及一种塔式多效蒸发器，本实施例以塔式三效蒸发器为例进行具体说明：其设有三个效蒸发器单元、两个中间筒体和一个缓冲罐；相邻效蒸发器单元通过中间筒体串联形成上下叠加的三层结构；其中效蒸发器单元和中间筒体结构与实施例一相同，区别在于通过增设中间筒体连接三效蒸发器单元，两个中间筒体结构相同。
如图2所示：第二个中间筒体对应二效蒸发器单元设置二效母液出料口，对应三效蒸发器单元设有三效母液进口和三效蒸汽出口，二效母液出料口和三效母液进口管道相连；二效蒸汽出口通过管道与三效蒸发器单元的效蒸汽进口相连。
如图2所示：三效蒸发器单元下端通过法兰与缓冲罐相连，所述缓冲罐上部设有隔离封头、下部设有下封头及出料口组件。
本实用新型的工作原理为：需要蒸发的母液从一效蒸发器单元形成的上管箱进入，从中心通道管内往下流至中间封头；部分母液再通过热虹吸被吸入换热室的换热管内，在换热管内被加热及蒸发；中心通道管上部喇叭口的缩节结构使母液在通道管内的流速加快，增强了换热管内母液的蒸发效果；另一部分母液混合了一次浓缩液后形成一效母液出料，并通过管道和阀控制进入二效蒸发器单元对应效母液进口形成二效母液。外界蒸汽通过效蒸汽进口进入一效蒸发器单元的壳程，对换热管内的母液进行加热蒸发，产生的蒸汽凝液通过蒸汽冷凝液出口排入外部循环系统。一效蒸发器单元换热管内母液被加热蒸发形成的二效蒸汽通过一效蒸汽出口进入二效蒸发器单元的效蒸汽进口，最后进入壳程作为热源加热二效蒸发器单元的二效母液，二效蒸汽经过二效母液冷凝后形成蒸汽凝液进入外部循环系统。二效母液在二效蒸发器单元内经过与一效蒸发器单元同样的过程，产生部分三效蒸汽及形成三效母液。产生的三效蒸汽则同样作为三效蒸发器单元的热源加热三效母液，而产生的蒸汽凝液同样进入外部循环系统。最终三效蒸发器单元形成的高浓度浓缩液则通过阀流入浓缩液缓冲罐内，最后进入结晶系统。
本实用新型各效蒸发器单元间通过调节阀调节各效蒸发器单元内物料液位高度，满足工艺要求。本实用新型提高了土地使用率，减少了设备采购成本，降低了项目投资成本，最终运行时还降低了运行能耗，显著提升了生产经济效益。
Claims (2)
1.一种塔式多效蒸发器，其特征在于：至少设有两个效蒸发器单元和一个中间筒体，所述相邻效蒸发器单元通过中间筒体串联形成上下叠加的双层或多层结构；所述效蒸发器单元包括换热室和贯穿换热室的中心通道管；所述换热室壳体上设有效蒸汽进口与蒸汽冷凝液出口；对应相连的上层效蒸发器单元所述中间筒体的上部设有中间封头以及位于中间封头下方的效母液出料口，所述中间封头与效母液出料口通过效母液出料管联通；对应相连的下层效蒸发器单元所述中间筒体的下部设有除沫器，所述除沫器上方在中间筒体的侧壁上设有效蒸汽出口，在除沫器下方在中间筒体的侧壁上设有效母液进口；同一中间筒体上的效母液出料口与效母液进口通过管道相连；所述效母液进口通过管道与下方相连的效蒸发器单元的中心通道管相连；所述中间筒体的效蒸汽出口与下一级效蒸发器单元的效蒸汽进口相连；一效蒸发器单元设有上封头并与上封头之间形成上管箱，所述上管箱壁上设有母液进口和一效蒸汽出口，所述母液进口通过管道与中心通道管相连；设有缓冲罐，所述缓冲罐与末端的效蒸发器单元相连，并对应设有隔离封头和出料口组件。
2.根据权利要求1所述的塔式多效蒸发器，其特征在于：所述中心通道管的两端为喇叭口结构。
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| CN114044551A (zh) * | 2021-12-07 | 2022-02-15 | 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 | 用于处理凝结水的分离塔及其方法 |
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2020
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| WO2023103284A1 (zh) * | 2021-12-07 | 2023-06-15 | 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 | 用于处理凝结水的分离塔及其方法 |
| CN114044551B (zh) * | 2021-12-07 | 2024-04-12 | 天华化工机械及自动化研究设计院有限公司 | 用于处理凝结水的分离塔及其方法 |
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