CN219558731U - 一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，包括蒸发室，蒸发室内设置有多根换热管，蒸发室的上方连通有布液室，布液室内设置有连接板，所述连接板上方设置有进液口，连接板的外侧面与布液室的内壁之间设置有多个分液孔连接板下方设置有上装式分布器；上装式分布器包括分布盘，所述分布盘上均布多根升气管，每根升气管均同轴连通一根换热管，分布盘上在升气管以外的区域设置有多个第一通孔，第一通孔的直径小于升气管的直径。该装置有效地降低了浓缩液中泡沫的数量。成功解决了传统分布器依赖分布头的普遍现状、分布器安装繁琐，对孔安装难度大、分布器分布盘易堵，检修周期短及出料口易结晶等问题。

Description

一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置

技术领域

本实用新型涉及蒸发浓缩技术领域，具体涉及一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置。

背景技术

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，在重力或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，从而实现多效操作，浓缩液相则由分离室排出送至下一工序。

分布器是降膜蒸发器的关键部件，降膜蒸发器的热交换强度和生产能力取决于料液沿换热管分布的均匀程度。所谓均匀分布不仅是指液体要均匀地分配到每一根换热管中，还要沿每根管圆周均匀分布，并在整根管长度方向上保持均匀性。如果料液分布不均，会直接影响成膜效果，缺液和少液会导致换热管内表面因蒸干而结垢。一旦结垢，污垢会阻碍液膜的正常流动，导致结垢面积越来越大，影响蒸发换热效果。

降膜头(或称布膜器)样式繁多，结构复杂，制造加工工作量大，成本高。

有文献提及正压喷射式液体分布装置，据其文献所述需再额外设置动力设施，相对能耗高。

有文献提及下装式多层分布盘结构分布器，其分布器安装在上管箱内，然后随上管箱一起与管板组装。此方案下分布盘盘面易变形，导致边缘分布盘固定螺栓拆装困难；分布器被管箱箱体遮挡，安装时很难保证分布孔与换热管一一对应，影响降膜效果。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型提供一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，该装置降膜蒸发过程中料液前后无压差、无外加动力，料液全重力流动、低温差蒸发；降膜蒸发过程中液面平稳无冲击，有效地降低了浓缩液中泡沫的数量。成功解决了传统分布器依赖分布头的普遍现状、分布器安装繁琐，对孔安装难度大、分布器分布盘易堵，检修周期短及出料口易结晶等问题。

为实现目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，包括蒸发室，所述蒸发室内设置有多根换热管，所述蒸发室的上方连通有布液室，所述布液室内设置有连接板，所述连接板上方在布液室侧壁上设置有进液口，所述连接板的外侧面与布液室的内壁之间设置有多个分液孔，所述连接板下方设置有上装式分布器；所述上装式分布器包括分布盘，所述分布盘上均布多根升气管，每根升气管均同轴连通一根换热管，所述分布盘上在升气管以外的区域设置有多个第一通孔，第一通孔的直径小于升气管的直径。

优选的，第一通孔呈六芒星状分布于升气管的周围。

优选的，所述连接板的中心设置有第二通孔，在第二通孔上方连通有第一稳液筒，在第二通孔下方连通有第二稳液筒，所述第一稳液筒与第二稳液筒同轴设置，所述升气管位于第二稳液筒内。

优选的，所述第一稳液筒的内径小于第二稳液筒的内径。

优选的，所述第二稳液筒下端连接有分布盘，所述分布盘设置于蒸发室的上端。

优选的，所述蒸发室的上端设置有上管板，所述分布盘与上管板之间相隔设定间隙。

优选的，所述分布盘与上管板之间设置有密封圈。

优选的，所述第二稳液筒的下端与分布盘的下端平齐，所述换热管的上端与上管板的上表面平齐。

优选的，每个分液孔下方均连通一个导流半管，所述导流半管向下延伸至蒸发室。

优选的，所述蒸发室内自上至下依次间隔布置有多个折流板，相邻折流板不位于同一竖直平面内。

本实用新型的有益效果是：

1、该装置的工艺介质自上部布液室侧向进入，通过所述分布器外侧导流半管，漫过分布器稳液筒进入分布器分布盘，通过分布盘分布作用，液体降至上管板表面，成膜进入下方的蒸发室，经过蒸发提浓，再经浓品室收集后送入下一工序。整个过程利用重力液体自由下降成膜，无需设置降膜头，节能环保。

2、所述分布器代替了同类降膜蒸发装置的降膜头，无降膜头加工环节，节省了制造成本。

3、分布器与蒸发室通过螺栓安装，结构简单，安装操作方便直观，为后期生产和检修提供了便利。

4、蒸发器结构紧凑，占地面积小；支撑结构经多处截面校核计算，稳定安全。

5、降膜蒸发过程中料液前后无压差，无外加动力，料液全重力流动，低温差蒸发。

6、降膜蒸发过程中液面平稳无冲击，降低了浓缩液中泡沫的数量。

7、能广泛应用于多种化工生产领域，例如有机合成化工生产、提纯，无机盐水浓缩、精制等。

附图说明

为了更清楚地说明本专利实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。需指出的是，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，便于本领域技术人员理解和应用。所述实例仅为本专利的较佳实施例，并不用以限制本专利，凡在本专利的方案和结构范围之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利的保护范围之内。

图1是本实用新型整体结构示意图

图2是布液室和分布器结构示意图

图3是图2中I的放大图；

图4是稳液筒和连接板结构示意图

图5是升气管和分布盘结构示意图

图6是分布盘布孔示意图

图7是换热管与上管板结构示意图

图8是放空/排净口接管焊接结构示意图；

图9是图8中的剖面图；

图10是浓品室结构示意图

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步的阐述，应该说的是，下述说明仅是为了解释本实用新型，并不对其内容进行限定。

如图1-10所示，本实用新型公开一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，该蒸发装置包括自下至上依次连接的底座1、浓品室2、蒸发室3、布液室4、上装式分布器5，其中上装式分布器5位于布液室4内。

上装式分布器5包括：定距管51，升气管52，连接螺栓54，分布盘55，密封圈56。

布液室4的底部设置分布盘55，所述分布盘林立设置多根升气管52，多根升气管52分布于第二稳液筒44内部，第二稳液筒44上端连接中间带通孔的连接板43，连接板上方设置与第二稳液筒同轴的第一稳液筒42，该第二稳液筒的内径与连接板的通孔直径相同。在布液室的上管箱41侧壁上设置进料口，并设置测温口和备用口；如图4所示，连接板43边缘圆周均布n件半圆形分液孔，每件分液孔下部安装导流半管，导流半管向下延伸至蒸发室内，分液孔流通面积之和不小于2倍的进料口流通面积。

上装式分布器5安装在蒸发室上管板36上部。定距管51支撑在分布盘55与下方的上管板36之间，均匀分布。定距管51布置处，管板不应开换热管孔。定距管51数量不宜过少或过多：过少，对分布盘的支撑不稳、不匀；过多，则会减少换热管的数量。定距管51的优选数量为6件。升气管52数量与换热管数量相同，且一一对应布置。为防止升气管52弯曲变形，升气管52与分布盘55优选点焊焊接，且组装完成后外侧切割齐头(见图5)。连接螺栓54圆周均布，数量为4的倍数；布液室上管箱41直径φX、分布盘55直径φA、螺栓分布中心圆φB的大小关系为：φX略大于φA略大于φB(见图3)。所述分布盘55表面规则设置2种规格孔，小孔围绕大孔呈六芒星分布(见图6)。密封圈56的高度根据分布盘与上管板之间的间距D确定，密封圈安装于上管板36上表面的密封槽内，并加装垫片(见图3)。

小孔孔径之和与布液室进口通径按1：0.8～2.5的比例关系设置，以实现分布盘上表介质液面能够保持一定高度。

中部蒸发室3包括：折流板31，保温支撑32，膨胀节33，换热管34，吊耳35，上管板36，下管板37，以及热媒进出口，放空/排净口。蒸发室3的结构和计算按现行换热器标准规范相关要求执行。

折流板31沿蒸发室内壁自上至下交错布置，用于增加热媒在壳程内的湍流程度，提高换热效果。所述上管板36的公称直径大于所述下管板37的公称直径(以配对容器法兰的公称直径计)。上管板36表面平整度较高加工要求，上管板与换热管采用胀焊并用连接形式，并且在焊接完以后，将焊接接头打磨圆滑(见图7)。热媒进口设置防冲板；放空/排净口接管采用半管焊接在管板背面的结构，达到排空排净的目的(见图8和图9)。吊耳35采用轴式吊耳，承重能力强，能同时满足整体吊装和分段吊装需求。

所述上管板36与所述下管板37的结构、尺寸不同，但换热管管孔布置相同。

所述上管板有内外2道密封面，所述下管板只有1道密封面。所述上管板36道密封面之间周向均布螺纹孔，用于分布器与管板固定。

所述换热管与上、下管板的焊接接头焊两遍，第一道终点与第二道起点应相互错开120°。

如图10所示，下部浓品室2热媒进口21，物料放净口22，物料出口23，测温口24，第一备用口25，下箱体26，防涡流板27，热媒出口28，夹套出料管29，第二备用口210。

下箱体26的筒体段设置液位指示口和气相出口，底部安装防涡流板27。为防止浓缩料液出现结晶，料液出口采用夹套出料管29。热媒由下部进入热媒进口21，由上部热媒出口28出。热媒采用中部蒸发室的二次热媒，提高了能源利用率。出料口不易堵，延长了生产运行周期，和设备使用寿命，具有一定的经济和环保效益。

浓品室设置液位指示和两处以上的温度控制连锁；出料管道外置管式夹套，将中部蒸发室热媒二次应用，给夹套管进行加热保温，有效消除出料结晶堵塞管道现象，保证介质出料质量和设备运行稳定。

底座1采用等径支撑结构，占地省，与耳座或腿座相比支撑稳定系数高。裙座设置检查孔、排气孔、静电接地，并设置防火设施。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形扔在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，包括蒸发室，所述蒸发室内设置有多根换热管，所述蒸发室的上方连通有布液室，所述布液室内设置有连接板，所述连接板上方在布液室侧壁上设置有进液口，所述连接板的外侧面与布液室的内壁之间设置有多个分液孔，所述连接板下方设置有上装式分布器；所述上装式分布器包括分布盘，所述分布盘上均布多根升气管，每根升气管均同轴连通一根换热管，所述分布盘上在升气管以外的区域设置有多个第一通孔，第一通孔的直径小于升气管的直径。

2.根据权利要求1所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，所述第一通孔呈六芒星状分布于升气管的周围。

3.根据权利要求1所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，所述连接板的中心设置有第二通孔，在第二通孔上方连通有第一稳液筒，在第二通孔下方连通有第二稳液筒，所述第一稳液筒与第二稳液筒同轴设置，所述升气管位于第二稳液筒内。

4.根据权利要求3所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，所述第一稳液筒的内径小于第二稳液筒的内径。

5.根据权利要求3所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，所述第二稳液筒下端连接有分布盘，所述分布盘设置于蒸发室的上端。

6.根据权利要求5所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，所述蒸发室的上端设置有上管板，所述分布盘与上管板之间相隔设定间隙。

7.根据权利要求6所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，所述分布盘与上管板之间设置有密封圈。

8.根据权利要求5所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，所述第二稳液筒的下端与分布盘的下端平齐，所述换热管的上端与上管板的上表面平齐。

9.根据权利要求1所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，每个分液孔下方均连通一个导流半管，所述导流半管向下延伸至蒸发室。

10.根据权利要求1所述的一种具有降膜分布功能的立式蒸发装置，其特征在于，所述蒸发室内自上至下依次间隔布置有多个折流板，相邻折流板不位于同一竖直平面内。