CN2382456Y - 高效节能蒸发器 - Google Patents

Abstract

高效节能蒸发器的板式换热器是由多块平板分隔成2—4个段,每段又分隔成5—7个小隔,流蒸汽与流物料的小隔是互相交替的,换热器与蒸发罐可安装在同一个地平线上,也可异位安装。异位安装时,在换热器与蒸发罐之间接上一根2—4米长的升液压头管。板式换热器装有独立的清洗水进出管,所以可单独清洗;清洗时不必停蒸汽,可连续进行蒸发操作。高效节能蒸发器结构简单,无辅助设备,生产能力可变,可用于不同性质的物料蒸发,且传热系数高,蒸发效率高。

Description

高效节能蒸发器

本实用新型涉及一种用于两种热交换介质的固定板状通道的热交换设备。

当前盐化工生产系统使用的蒸发器有列管式强制循环蒸发器、自然循环蒸发器和中间标准式循环蒸发器。这类蒸发器的热交换设备以列管加热器为主，其待加热物料是在列管内由下向上方向流动，而蒸汽在列管外由上向下流动。为了强化物料在管内的循环流动，就在蒸发设备中附加强制循环泵，以迫使物料加速上下循环流动，以提高其传热系数。

自然循环蒸发器是依靠蒸发器的沸腾室的沸腾段和降液段结构上的变化，不用强制循环泵使两段间的物料形成温度差，造成两段内的物料液体密度的不同，形成推动力使上下流动的物料能不断地循环蒸发，最后达到使物料脱水的目的。

这类蒸发器的换热器需要多根钢管、紫铜管或合金钢管按等边三角形、同心圆排列并焊接在相应的孔板上而成的。由于加热管长达5米以上，通常只能装在相应高度的楼房内方可操作。

这类蒸发器的物料是在管内流动，蒸汽是在管外流动，则会因管外温度高于管内物料温度，使管子的内壁在较短的运转期内结垢。从而降低了金属管的传热系数，使金属管的热传导能力下降。为此必需在运转一段时间后，要对换热器进行洗刷。由于蒸发器与换热器是连接为一体的，所以洗刷只能是整体清洗，通常称为洗罐。洗罐操作是周期性的，虽然对提高蒸发器的传热效率有利，但必然会因洗罐所消耗的时间而使总生产效率有所下降。

此外由于蒸发器的换热装置的金属管的管径与数量，以及孔板的设计是根据要求的物料最大蒸发能力来决定的，则当设备加工完成后其生产能力的大小是不能任意增减的。同时这类蒸发设备的结构庞大、配套厂房过高、物料及能源损耗大的缺点也是客观存在的。

本实用新型的目的是要针对原有技术的不足，提供一种板式换热器，这种板式换热器的板间距较小，物料与蒸汽的流动方向可随需而变，板式换热器的数量也可随需而增减，将这种板式换热器与蒸发罐可一并平置在地面上，或是在距蒸发罐2-4米范围内的地面上设置换热器，从而降低了厂房的高度；这种高效节能蒸发器有较高的传热系数和热利用率，且对不同的物料和生产能力增减具有较强的适应性。

本实用新型是这样实施的：

高效节能蒸发器的板式换热器是将换热器壳体由多块平板分隔成2-4段，每段内由多块平板分隔成5-7个小隔。其中一半的小隔内流物料，另一半的小隔内流蒸汽，流蒸汽与流物料的小隔是互相交替的。若以设三段物料流动的换热器为例，其中第一段内的新鲜蒸汽是从上向下流，残留蒸汽流至第二段是由下向上流动，流至第三段时必是从上向下流动，直至排出换热器外。而物料是从第三段的上面进入，从下面流出进入第二段，再从第二段的上面流入第一段，最后从第一段的下面流出，流出的温度最高的物料，立即进入蒸发罐内蒸发水份并析出结晶。

板式换热器内的物料与热源的流动方向是以相同方向或相反方向流动的，即是随时可以变动的。这给不同性质的物料蒸发工艺提供了方便。由于换热器各段的小隔之板间距较小，使物料在小隔内形成小湍流，所以其传热系数较高，热利用率也必然大为提高。

高效节能蒸发器的安装有两种方式：

两器平置式：适用于在换热过程中无结晶析出的物料蒸发工艺。如氯化钙溶液的蒸发浓缩工艺。可将换热器与蒸发罐一并安装在同一个地平线上。这样可使用平房作蒸发车间，从而大大减少了厂房的基建投资。

两器异位设置式：适用于在换热过程中有结晶析出的工艺，如盐饱和卤水的浓缩、氯化钾溶液的蒸发浓缩。为了防止换热过程中待蒸发的物料中析出结晶，可以将换热器放置在地面，而将蒸发罐安装在换热器的上方，两器之间接上一根2-4米长的升液压头管，此升液压头管内的液柱压头可使换热器内的水蒸汽不会逸至换热器外，使蒸汽封闭在换热器内形成高蒸汽压下的动态循环中，则物料的晶体就不会因溶液的浓缩而析出；在平板的受热面上也不会结垢，则可保持传热效率不变。这种过热的物料溶液流经升液压头管而流入蒸发罐内即可将过热的蒸汽逸出，则立即析出结晶，从而加快了物料的蒸发速度，缩短了物料的蒸发时间。

蒸发罐与换热器平置安装时，蒸发罐是平底的，换热器的出料管插入蒸发罐的侧壁，蒸发罐的蒸发完成液出口设在蒸发罐的近底处。

换热器的右侧上部设进料管与清洗进水管，左侧上部设升液压头管与清洗出水管和控制阀。控制阀通常是开启的，只有在需清洗换热器时需关闭此阀，将淡水从进水管输入，而从出水管排出。

蒸发罐与换热器异位设置时，蒸发罐设有锥形底部，排料口设在锥底。在蒸发罐与换热器间设一根长为2-4米的升液压头管，升液压头管一端与换热器的控制阀相连接，另一端与蒸发器的大锥形底的侧面相连接。而换热器的左右两侧的上部装有进出料、进出水管与控制阀。

采用高效节能蒸发器具有以下优点：

1、效率高：蒸发工序可从换热器至蒸发罐一次性完成，不再循环；此因换热器的传热效率高，所以蒸发器的整体工作效率高。

2、节能：蒸发器不含循环装置，不需外加循环动力，大大减少能源消耗。

3、结构简单：蒸发器系统仅含板式换热器和蒸发罐，再无其他辅助装置，

所以结构极其简单。

4、安装方便：板式换热器一般为地面安装，蒸发罐根据换热器操作时是否会有结晶析出的现象来决定是否要装升液压头管，方可决定是否要提高蒸发罐的安装位置。即使装了升液压头管，也不再需要高大的厂房。

5、操作方便：操作时只需控制物料流量、蒸汽温度，就能正常生产；不存在以往强制循环蒸发器操作时必须注意物料液面的变化，以免影响物料循环的问题；更不必关注跑料现象。

采用高效节能蒸发器可免除整体清洗操作，只需定期对板式换热器进行淡水冲洗，清洗时不必停产；在保持蒸发罐继续通蒸汽加热的条件下，关闭升液压头管下端的控制阀，开启板式换器左右两侧的淡水进出口阀，即可对板式换热器的流动物料的小隔进行清洗。

6、适应性强：板式换热器是由多块平板分隔而成，平板的增减即是加热面积的增减；平板间物料与蒸汽的流向可随需而变动。因此可使一台蒸发器具有给多种性质不同的物料进行蒸发、浓缩、结晶之功效。

下面将根据附图对本实用新型所指的高效节能蒸发器作详细的阐述。

附图1是高效节能蒸发器的板式换热器的内部结构与物料、蒸汽流向示意图；

附图2是高效节能蒸发器的异位安装示意图；

附图3是高效节能蒸发器的平置安装示意图；

附图4是列管式强制循环蒸发器的结构示意图。

参照附图1：

高效节能蒸发器的板式换热器3是将换热器壳体由多块平板10分隔成2-4段，每段内由多块平板10分隔成5-7个小隔11，其中一半的小隔11内流物料M，另一半的小隔11内流蒸汽S，流蒸汽S与流物料M的小隔11是互相交替的。若以设三段(1)(2)(3)物料M的换热器为例，其中第一段内的新鲜蒸汽S是从上向下流，残留蒸汽流S至第二段是由下向上流动，流至第三段时必是从上向下流动，直至排出换热器3外。而物料M是从第三段的上面进入，从下面流出进入第二段，再从第二段的上面流入第一段，最后从第一段的下面流出换热器3，流出的温度最高的物料M，立即进入蒸发罐同5内蒸发水份并析出结晶。

板式换热器内的物料与蒸汽S的流动方向是可以相同方向、相反方向流动的，也可随时按需变动的。这给不同性质的物料蒸发工艺提供了方便。由于换热器3各段的小隔11之板间距较小，使物料M在小隔11内形成湍流，所以其传热系数较高，热利用率也必然大为提高。

高效节能蒸发器的安装有两种方式：

参照附图3：

两器平置式：适用于在换热过程中无结晶析出的物料蒸发工艺。如氯化钙溶液的蒸发浓缩工艺。可将换热器3与蒸发罐5一并安装在同个地平线上。这样可使用平房作蒸发车间，从而大大减少了厂房的基建投资。

参照附图2：

两器异位设置式：适用于在换热过程中有结晶析出的工艺，如盐饱和卤水的浓缩、氯化钾溶液的蒸发浓缩。为了防止换热过程中待蒸发的物料中析出结晶，可以将换热器3放置在地面，面将蒸发罐5安装在换热器3的上方，两器3、5间接上2-4米长的升液压头管4，此升液压头管4内的液柱压头可使换热器3内的水份蒸汽不挥发至换热器3之外，使蒸汽封闭在换热器3内形成低蒸汽压下的动态循环中，则物料的晶体就不会因溶液的浓缩而析出结晶，平板的受热面上也不会结垢，则可保持传热效率不变。这种过热的物料溶液流经升液压头管4而流入蒸发罐5内即可将过热的蒸汽挥发，则立即析出结晶，从而加快了物料的蒸发速度，缩短了物料的蒸发时间。

蒸发罐5与换热器3平置安装时，其蒸发罐5是平底的，换热器3的出料管即升液压头管4缩短经控制阀8插入蒸发罐5的侧壁，蒸发罐5的蒸发完成液出口7设在蒸发罐的近底处。换热器3的右侧上部设进料管1与清洗进水管2，左侧上部设待蒸发液出口管即是升液压头管4与清洗出水管9和控制阀8。控制阀8通常是开启的，只有在需清洗换热器3时需关闭此控制阀8，将淡水从进水管2输入，而从出水管9排出，此时物料进口阀1关闭，二次蒸汽从排汽口6排出。

蒸发罐5与换热器3异位设置时，蒸发罐5设有锥形底部，排料口7设在锥底。在蒸发罐5与换热器3间设一根长为2-4米的升液压头管4，升液压头管4一端与换热器3的控制阀8相连接，另一端与蒸发器5的大锥形底的侧面相连接。而换热器3的左右两侧的也装有管道、阀门1、2、9；二次蒸汽从排汽口6排出。

参照附图4，可见采用高效节能蒸发器具有以下优点：

1、效率高：蒸发工序可从换热器至蒸发罐一次性完成，不再循环；此因换热器的传热效率高，所以蒸发器的整体工作效率高。

2、节能：蒸发器不含循环装置，不需外加循环动力，大大减少能源消耗。

3、结构简单：蒸发器系统仅含板式换热器和蒸发罐，再无其他辅助装置，

所以结构极其简单。

4、安装方便：板式换热器一般为地面安装，蒸发罐根据换热器操作时是否会有结晶析出的现象来决定是否要装升液压头管，方可决定是否要提高蒸发罐的安装位置。即使装了升液压头管，也不再需要高大的厂房。

5、操作方便：操作时只需控制物料流量、蒸汽温度，就能正常生产；不存在以往循环蒸发器操作时必须注意物料液面的变化，以免影响物料循环的问题；更不必关注跑料现象。免除整体清洗操作，只需定期对板式换热器进行淡水冲洗，清洗时不必停产；在保持蒸发罐继续通蒸汽加热的条件下，关闭升液压头管下端的控制阀，开启板式换器左右两侧的淡水进出口阀，即可对流动物料的小隔进行清洗。

6、适应性强：板式换热器是由多块平板分隔而成，平板的增减即是加热面积的增减；平板间物料与蒸汽的流向可随需而变动。因此可使一台蒸发器用于多种性质不同的物料的蒸发、浓缩、结晶之功效。

Claims (6)

1、高效节能蒸发器是由换热器、蒸发罐构成的，其特征在于其板式换热器(3)是将换热器壳体由平板(10)分隔成2-4段，每段内由平板(10)分隔成5-7个小隔(11)，流蒸汽(S)与流物料(M)的小隔(11)是互相交替的。

2、根据权利要求1所述的高效节能蒸发器，其特征在于将换热器(3)与蒸发罐(5)一并安装在同一个地平线上。

3、根据权利要求1所述的高效节能蒸发器，其特征在于将换热器(3)放置在地面，而将蒸发罐(5)安装在换热器(3)的上方，在换热器(3)和蒸发罐(5)之间接上一根2-4米长的升液压头管(4)。

4、根据权利要求1所述的高效节能蒸发器，其特征在于蒸发罐(5)与换热器(3)平置安装时，其蒸发罐(5)是平底的，换热器(3)的出料管即升液压头管(4)缩短经控制阀(8)插入蒸发罐(5)的侧壁，蒸发罐(5)的蒸发完成液出口(7)设在蒸发罐(5)的近底处。

5、根据权利要求1所述的高效节能蒸发器，其特征在于换热器(3)的右侧上部设进料管(1)与清洗进水管(2)，左侧上部设待蒸发液出口管即是升液压头管(4)与清洗出水管(9)和控制阀(8)。

6、根据权利要求1所述的高效节能蒸发器，其特征在于蒸发罐(5)与换热器(3)异位设置时，蒸发罐(5)设有锥形底部，排料口(7)设在锥底；其升液压头管(4)的一端与换热器(3)的控制阀(8)相连接，另一端与蒸发器(5)的大锥形底的侧面相连接。

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