CN219290624U - 一种管式降膜蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于蒸发浓缩技术领域，提供了一种管式降膜蒸发器，包括自下而上依次密封固定连接的下管箱、筒体和上管箱，上管板和下管板间均匀穿设有若干换热管，换热管顶端与布液室相连通，换热管底端与分离室相连通；布液室内设有布液器，布液器位于上管板的上方，上管板上还设有若干辅助成膜件，辅助成膜件分别与换热管对应设置，且辅助成膜件具有一喇叭口状的均液部，均液部延伸至换热管的顶部内，且均液部的底部边缘与换热管的内壁间具有成膜间隙。本实用新型能够实现对料液的均匀布液，确保料液能够均匀的分配到各换热管，且成膜效果好，避免了料液呈支流流下或结晶产生结垢现象的发生，进而大大提高了对料液的蒸发浓缩效率及蒸发浓缩效果。

Description

一种管式降膜蒸发器

技术领域

本实用新型属于蒸发浓缩技术领域，尤其涉及一种管式降膜蒸发器。

背景技术

机械式蒸汽再压缩技术(Mechanical Vapour Recompressor,MVR)是利用蒸发系统自身产生的二次蒸汽及其能量，将低品位的蒸汽经压缩机的机械做功提升为高品味蒸汽热源，如此循环，向蒸发系统提供热能，从而减少对外界能源需求的一项节能技术。

立式降膜蒸发器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，蒸发浓缩，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(单效操作)或进入下一效蒸发器作为加热介质，在设备底部得到浓缩液。但目前的MVR系统用降膜蒸发器，在蒸发浓缩过程中，普遍存在布液不均的现象。换热管内壁料液较多处，会形成多束小支流并快速流下，使得料液受热不均匀，蒸发浓缩效果差；换热管内壁料液较少处，在被加热介质加热汽化后，易导致料液浓度快速升高，最后结晶产生结垢，影响换热管的导热性能，进而降低蒸发浓缩效率。

专利号为202022300941.0的中国实用新型专利，公开了一种布液均匀的三效降膜蒸发器，其包括布液室和蒸发室，蒸发室中竖直设置有若干加热管，布液室的底壁上开设有将布液室与加热管连通的通孔，还包括内管，内管穿设在加热管内，内管的外径小于加热管的内径，加热管上设置有用于连接内管的固定件，内管上开设有穿孔。通过固定件固定内管于加热管内，原液流向加热管的内壁，内管设置有效防止原液呈柱状从加热管中迅速流出，从而使得原液在内壁上呈现液膜状向下流动，液膜在流动过程中与热蒸汽发生热交换而进行薄膜蒸发，原液蒸发产生的蒸汽从穿孔中进入内管的内腔中。本申请具有提高蒸发器的蒸发浓缩效率的效果。

上述结构的三效降膜蒸发器，通过在加热管中设置内管，使得原液在加热管的内壁上形成均匀的液膜，均匀的液膜与热蒸汽发生热交换进行蒸发，虽使得原液的蒸发浓缩效率得以提高，但结构复杂，成本高，且内管的安装使用及维护不便，此外，其通过均布有若干个开孔的第一隔板实现对原液的布液，第一隔板中间位置及边缘位置的分液量相对较少，存在分液不均的现象，进而导致分到各加热管中的原液量不均匀，原液于各加热管内壁上形成的液膜厚度有较大差异，甚至存在不成膜的现象，对原液的蒸发浓缩效率仍有待进一步提高。

实用新型内容

为了克服上述所指出的现有技术的缺陷，本发明人对此进行了深入研究，在付出了大量创造性劳动后，从而完成了本实用新型。

具体而言，本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种管式降膜蒸发器，以解决目前的降膜蒸发器，结构复杂，成本高，对料液的布液均匀性差，且成膜效果存在较大差异，进而导致对料液的蒸发浓缩效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种管式降膜蒸发器，包括自下而上依次密封固定连接的下管箱、筒体和上管箱，所述筒体的顶部固定安装有上管板，所述筒体的底部固定安装有下管板，所述上管板的上方形成布液室，所述上管板与所述下管板之间形成加热室，所述下管板的下方形成分离室，所述上管板和所述下管板间沿竖直方向均匀穿设有若干换热管，所述换热管的顶端与所述布液室相连通，所述换热管的底端与所述分离室相连通；

所述上管箱的顶部设有料液进口，所述筒体上设有与所述加热室相连通的加热介质入口，所述筒体的顶部设有不凝气上出口，所述筒体的底部设有不凝气下出口和冷凝液出口，所述下管箱的底部设有料液出口，且所述下管箱上还设有蒸汽出口，所述蒸汽出口靠近所述筒体设置；

所述布液室内设有布液器，所述布液器位于所述上管板的上方、并靠近所述上管板设置，所述上管板上还设有若干辅助成膜件，所述辅助成膜件分别与所述换热管对应设置，且所述辅助成膜件具有一喇叭口状的均液部，所述均液部延伸至所述换热管的顶部内，且所述均液部的底部边缘与所述换热管的内壁间具有供料液流下的成膜间隙。

作为一种改进的技术方案，所述布液室内设有与所述料液进口对应设置的挡料板。

作为一种改进的技术方案，所述布液器包括水平安装于所述布液室内的布液板，所述布液板上均匀设有若干溢流管，所述溢流管分别与所述换热管交错设置，所述溢流管的两端分别延伸至所述布液板的上下两侧，且所述溢流管位于所述布液板上方的部分高度一致。

作为一种改进的技术方案，所述溢流管的上方还设有伞状挡帽，所述伞状挡帽利用撑杆固定安装于所述溢流管的顶端，且与所述溢流管的进液口对应设置。

作为一种改进的技术方案，所述筒体内壁上沿周向设有用以实现所述布液板承托的托板，所述托板上开设有条孔限位孔，所述托板利用穿过所述条孔限位孔的安装螺栓固定安装于所述筒体内壁上。

作为一种改进的技术方案，所述辅助成膜件还包括定位放置部，所述均液部利用连接杆固定安装于所述定位放置部上，所述上管板上开设有与所述定位放置部外径相相适配的定位放置槽，所述辅助成膜件通过所述定位放置部和所述定位放置槽定位安装于所述上管板上。

作为一种改进的技术方案，所述筒体内还设有预热管，所述预热管位于所述筒体顶部，且所述预热管呈螺旋状环绕所述换热管设置，所述筒体上设有分别与所述预热管两端相连通的料液预热进口和料液预热出口。

作为一种改进的技术方案，所述筒体内固定安装有加热介质挡板，所述加热介质挡板位于所述加热介质入口和所述换热管之间，且与所述加热介质入口对应设置，所述筒体内还设有折流板，所述折流板水平设置。

作为一种改进的技术方案，所述筒体的底部一侧还设有真空压力测量表和视镜接口。

作为一种改进的技术方案，所述筒体的顶部固定安装有上支座，所述筒体的底部固定安装有下支座，所述下支座和所述筒体间还固定安装有支座加强板。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

(1)该管式降膜蒸发器，使用时，加热介质自加热介质入口进入加热室，料液自料液进口进入布液室，料液进入布液室后，通过布液器实现对料液的布液，确保将料液均匀分配到各换热管，料液流入换热管后，在辅助成膜件的均液部作用下，使得料液沿换热管的内壁呈均匀的膜状自上而下流动，并在流动的过程中，被加热介质加热汽化，蒸发浓缩，产生的蒸汽与液相共同进入分离室，经充分分离后，蒸汽自蒸汽出口排出，浓缩液自料液出口流出，筒体内的加热介质在换热后分别由不凝气上出口和不凝气下出口排出，冷凝的加热介质自冷凝液出口排出，从而完成对料液的蒸发浓缩。

通过该管式降膜蒸发器，能够实现对料液的均匀布液，确保料液能够均匀的分配到各换热管，此外，辅助成膜件不但结构简单，安装使用方便，且喇叭口状的均液部与换热管的内壁间形成的成膜间隙，使得料液于换热管内壁均匀成膜，成膜效果好，避免了料液呈支流流下或结晶产生结垢现象的发生，进而大大提高了对料液的蒸发浓缩效率及蒸发浓缩效果，方便实用。

(2)布液室内设有的与料液进口对应设置的挡料板，在料液进入布液室后，能够将料液进行均匀分散至布液器。

(3)设有的该布液器，料液流到布液板上后，只有当料液的高度达到溢流管顶端的高度后，才通过各溢流管同时溢流至下方的上管板，从而实现对料液的均匀布液，确保将料液均匀分配至各换热管；此外，溢流管上方利用撑杆固定安装有的伞状挡帽，确保料液在未达到布液器的溢流高度前，经挡料板分散的料液不会通过溢流管进入到上管板，进一步确保了布液器对料液的布液均匀性。

(4)通过托板实现对布液器的承托，且托板利用穿过其条孔限位孔的安装螺栓固定安装于筒体内壁上，松开安装螺栓可实现对托板安装高度的微调，进而为实现布液器的水平安装提供了可靠保障。

(5)设有的该辅助成膜件，不但结构简单，通过定位放置部和定位放置槽实现其定位安装，安装使用方便，流入换热管内的料液，在到达均液部底部边缘后，会自动均布，从而使得料液在通过成膜间隙时，沿换热管的内壁形成均匀的膜状，成膜效果好。

(6)筒体内设有的预热管，能够实现对料液的预热，经预热后的料液，在进入换热管内后，更容易被加热介质加热汽化，从而大大提高了对料液的蒸发浓缩效果。

(7)筒体内设有的与加热介质入口对应设置的加热介质挡板，能够防止热源直接冲击换热管，确保各换热管对料液的蒸发效果均匀；筒体内设有的折流板，用于改变加热介质的流向，起到提到传热效果、支撑换热管的作用。

(8)筒体底部设有的真空压力测量表，用以检测设备内的工作压力；筒体底部设有的视镜接口，用于连接视镜，观测设备内情况。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型管式降膜蒸发器的结构示意图；

图2为本实用新型筒体顶部的剖视结构示意图；

图3为图2中I部位的放大结构示意图；

图4为本实用新型布液器的结构示意图；

图5为图4中II部位的放大结构示意图；

图6为本实用新型辅助成膜件于上管板上的安装结构示意图；

图7为本实用新型辅助成膜件和换热管的配合结构示意图；

附图标记：1-下管箱；2-筒体；3-上管箱；4-上管板；5-下管板；6-换热管；7-料液进口；8-加热介质入口；9-不凝气上出口；10-不凝气下出口；11-冷凝液出口；12-料液出口；13-蒸汽出口；14-布液器；1401-布液板；1402-溢流管；1403-撑杆；1404-伞状挡帽；15-辅助成膜件；1501-定位放置部；1502-连接杆；1503-均液部；16-挡料板；17-托板；18-预热管；19-料液预热进口；20-料液预热出口；21-加热介质挡板；22-折流板；23-真空压力测量表；24-视镜接口；25-上支座；26-下支座；27-支座加强板。

具体实施方式

下面结合具体的实施例对本实用新型进一步说明。但这些例举性实施方式的用途和目的仅用来例举本实用新型，并非对本实用新型的实际保护范围构成任何形式的任何限定，更非将本实用新型的保护范围局限于此。

如图1至图7共同所示，本实施例提供了一种管式降膜蒸发器，包括自下而上依次密封固定连接的下管箱1、筒体2和上管箱3，筒体2的顶部固定安装有上管板4，筒体2的底部固定安装有下管板5，上管板4的上方形成布液室，上管板4与下管板5之间形成加热室，下管板5的下方形成分离室，上管板4和下管板5间沿竖直方向均匀穿设有若干换热管6，换热管6的顶端与布液室相连通，换热管6的底端与分离室相连通。

上管箱3的顶部设有料液进口7，筒体2上设有与加热室相连通的加热介质入口8，筒体2的顶部设有不凝气上出口9，筒体2的底部设有不凝气下出口10和冷凝液出口11，下管箱1的底部设有料液出口12，且下管箱1上还设有蒸汽出口13，蒸汽出口13靠近筒体2设置。

布液室内设有布液器14，布液器14位于上管板4的上方、并靠近上管板4设置，上管板4上还设有若干辅助成膜件15，辅助成膜件15分别与换热管6对应设置，且辅助成膜件15具有一喇叭口状的均液部1503，均液部1503延伸至换热管6的顶部内，且均液部1503的底部边缘与换热管6的内壁间具有供料液流下的成膜间隙。

本实施例中，布液室内设有与料液进口7对应设置的挡料板16，挡料板16固定安装于进液管上，靠近进液管的管口设置。设有的挡料板16，在料液进入布液室后，能够将料液进行均匀分散至布液器14。

布液器14包括水平安装于布液室内的布液板1401，布液板1401上均匀设有若干溢流管1402，溢流管1402分别与换热管6交错设置，溢流管1402的两端分别延伸至布液板1401的上下两侧，且溢流管1402位于布液板1401上方的部分高度一致；设有的该布液器14，料液流到布液板1401上后，只有当料液的高度达到溢流管1402顶端的高度后，才通过各溢流管1402同时溢流至下方的上管板4，从而实现对料液的均匀布液，确保将料液均匀分配至各换热管6。

本实施例中，溢流管1402的上方还设有伞状挡帽1404，伞状挡帽1404利用撑杆1403固定安装于溢流管1402的顶端，且与溢流管1402的进液口对应设置；安装有的伞状挡帽1404，确保料液在未达到布液器14的溢流高度前，经挡料板16分散的料液不会通过溢流管1402进入到上管板4，进一步确保了布液器14对料液的布液均匀性。

本实施例中，筒体2内壁上沿周向设有用以实现布液板1401承托的托板17，托板17上开设有条孔限位孔，托板17利用穿过条孔限位孔的安装螺栓固定安装于筒体2内壁上；通过托板17实现对布液器14的承托，且托板17利用穿过其条孔限位孔的安装螺栓固定安装于筒体2内壁上，松开安装螺栓可实现对托板17安装高度的微调，进而为实现布液器14的水平安装提供了可靠保障。

辅助成膜件15还包括定位放置部1501，均液部1503利用连接杆1502固定安装于定位放置部1501上，上管板4上开设有与定位放置部1501外径相相适配的定位放置槽，辅助成膜件15通过定位放置部1501和定位放置槽定位安装于上管板4上；设有的该辅助成膜件15，不但结构简单，通过定位放置部1501和定位放置槽实现其定位安装，安装使用方便，流入换热管6内的料液，在到达均液部1503底部边缘后，会自动均布，从而使得料液在通过成膜间隙时，沿换热管6的内壁形成均匀的膜状，成膜效果好。

本实施例中，定位放置部1501的中间略高于四周边缘，确保料液仅能够从换热管6的内壁流下。

本实施例中，筒体2内还设有预热管18，预热管18位于筒体2顶部，且预热管18呈螺旋状环绕换热管6设置，筒体2上设有分别与预热管18两端相连通的料液预热进口19和料液预热出口20；筒体2内设有的预热管18，能够实现对料液的预热，经预热后的料液，在进入换热管6内后，更容易被加热介质加热汽化，从而大大提高了对料液的蒸发浓缩效果。

本实施例中，筒体2内固定安装有加热介质挡板21，加热介质挡板21位于加热介质入口8和换热管6之间，且与加热介质入口8对应设置；筒体2内设有的加热介质挡板21，能够防止热源直接冲击换热管6，确保各换热管6对料液的蒸发效果均匀。

本实施例中，筒体2内还设有折流板22，折流板22水平设置；筒体2内设有的折流板22，用于改变加热介质的流向，起到提到传热效果、支撑换热管6的作用。

本实施例中，筒体2的底部一侧还设有真空压力测量表23和视镜接口24。设有的真空压力测量表23，用以检测设备内的工作压力；筒体2底部设有的视镜接口24，用于连接视镜，观测设备内情况。

本实施例中，筒体2的顶部固定安装有上支座25，筒体2的底部固定安装有下支座26，下支座26和筒体2间还固定安装有支座加强板27；通过上支座25和下支座26实现该管式降膜蒸发器的安装固定。

基于上述结构的该管式降膜蒸发器，使用时，加热介质自加热介质入口8进入加热室，料液自料液进口7进入布液室，料液进入布液室后，通过布液器14实现对料液的布液，确保将料液均匀分配到各换热管6，料液流入换热管6后，在辅助成膜件15的均液部1503作用下，使得料液沿换热管6的内壁呈均匀的膜状自上而下流动，并在流动的过程中，被加热介质加热汽化，蒸发浓缩，产生的蒸汽与液相共同进入分离室，经充分分离后，蒸汽自蒸汽出口13排出，浓缩液自料液出口12流出，筒体2内的加热介质在换热后分别由不凝气上出口9和不凝气下出口10排出，冷凝的加热介质自冷凝液出口11排出，从而完成对料液的蒸发浓缩。

通过该管式降膜蒸发器，能够实现对料液的均匀布液，确保料液能够均匀的分配到各换热管6，此外，辅助成膜件15不但结构简单，安装使用方便，且喇叭口状的均液部1503与换热管6的内壁间形成的成膜间隙，使得料液于换热管6内壁均匀成膜，成膜效果好，避免了料液呈支流流下或结晶产生结垢现象的发生，进而大大提高了对料液的蒸发浓缩效率及蒸发浓缩效果，方便实用。应当理解，这些实施例的用途仅用于说明本实用新型而非意欲限制本实用新型的保护范围。此外，也应理解，在阅读了本实用新型的技术内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动、修改和/或变型，所有的这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管式降膜蒸发器，包括自下而上依次密封固定连接的下管箱、筒体和上管箱，所述筒体的顶部固定安装有上管板，所述筒体的底部固定安装有下管板，所述上管板的上方形成布液室，所述上管板与所述下管板之间形成加热室，所述下管板的下方形成分离室，所述上管板和所述下管板间沿竖直方向均匀穿设有若干换热管，所述换热管的顶端与所述布液室相连通，所述换热管的底端与所述分离室相连通，其特征在于：

所述上管箱的顶部设有料液进口，所述筒体上设有与所述加热室相连通的加热介质入口，所述筒体的顶部设有不凝气上出口，所述筒体的底部设有不凝气下出口和冷凝液出口，所述下管箱的底部设有料液出口，且所述下管箱上还设有蒸汽出口，所述蒸汽出口靠近所述筒体设置；

所述布液室内设有布液器，所述布液器位于所述上管板的上方、并靠近所述上管板设置，所述上管板上还设有若干辅助成膜件，所述辅助成膜件分别与所述换热管对应设置，且所述辅助成膜件具有一喇叭口状的均液部，所述均液部延伸至所述换热管的顶部内，且所述均液部的底部边缘与所述换热管的内壁间具有供料液流下的成膜间隙。

2.如权利要求1所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述布液室内设有与所述料液进口对应设置的挡料板。

3.如权利要求1所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述布液器包括水平安装于所述布液室内的布液板，所述布液板上均匀设有若干溢流管，所述溢流管分别与所述换热管交错设置，所述溢流管的两端分别延伸至所述布液板的上下两侧，且所述溢流管位于所述布液板上方的部分高度一致。

4.如权利要求3所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述溢流管的上方还设有伞状挡帽，所述伞状挡帽利用撑杆固定安装于所述溢流管的顶端，且与所述溢流管的进液口对应设置。

5.如权利要求4所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述筒体内壁上沿周向设有用以实现所述布液板承托的托板，所述托板上开设有条孔限位孔，所述托板利用穿过所述条孔限位孔的安装螺栓固定安装于所述筒体内壁上。

6.如权利要求4所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述辅助成膜件还包括定位放置部，所述均液部利用连接杆固定安装于所述定位放置部上，所述上管板上开设有与所述定位放置部外径相适配的定位放置槽，所述辅助成膜件通过所述定位放置部和所述定位放置槽定位安装于所述上管板上。

7.如权利要求1-6任一项所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述筒体内还设有预热管，所述预热管位于所述筒体顶部，且所述预热管呈螺旋状环绕所述换热管设置，所述筒体上设有分别与所述预热管两端相连通的料液预热进口和料液预热出口。

8.如权利要求7所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述筒体内固定安装有加热介质挡板，所述加热介质挡板位于所述加热介质入口和所述换热管之间，且与所述加热介质入口对应设置，所述筒体内还设有折流板，所述折流板水平设置。

9.如权利要求8所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述筒体的底部一侧还设有真空压力测量表和视镜接口。

10.如权利要求9所述的管式降膜蒸发器，其特征在于：所述筒体的顶部固定安装有上支座，所述筒体的底部固定安装有下支座，所述下支座和所述筒体间还固定安装有支座加强板。

Images