CN2496567Y

CN2496567Y - 超声波防除蒸发罐积垢装置

Info

Publication number: CN2496567Y
Application number: CN 01255386
Authority: CN
Inventors: 丘泰球; 刘石生; 胡爱军; 刘晓艳
Original assignee: South China University of Technology SCUT
Current assignee: South China University of Technology SCUT
Priority date: 2001-08-30
Filing date: 2001-08-30
Publication date: 2002-06-26
Anticipated expiration: 2011-08-30

Abstract

一种超声波防除蒸发罐积垢装置,是在蒸发罐前的反应器管道外侧安装换能头,换能头与超声波发生器电连接。本实用新型适用于蒸发系统各蒸发罐汽鼓中加热管子内壁积垢的防除,具有结构简单、可靠性高、维护管理方便、方向性好、电声转换率高,能在较高温度下连续、长期在线工作。

Description

超声波防除蒸发罐积垢装置

技术领域

本实用新型涉及超声波在化工领域的应用技术，更详细地是制糖、造纸、制盐、化肥、农副产品加工、橡胶等化工领域的超声波防除蒸发罐积垢装置。

背景技术

在化工生产过程中，对物料进行加热与蒸发是不可缺少的工艺操作过程，目的是为了使物料能达到一定的温度与浓度，使之有利于后续工序的进行。物料在蒸发过程中，由于水分不断蒸发，使溶解于物料中的杂质的浓度不断增大，至超过其溶解度时，就会生成沉淀物析出，这些沉淀物有的成微粒悬浮于物料中，大部分则附着蒸发罐的加热管内壁而形成积垢。

蒸发罐结垢是化工生产中较为严重的问题，它妨碍着蒸发系统的正常运行。蒸发罐加热管内壁结垢之后，蒸发罐热传递效率大为降低，蒸发能力迅速下降，严重时会影响生产，甚至造成停产。

目前化工生产中普遍采用化学与机械相结合的防除积垢措施，此法对设备腐蚀性强，且消耗高，劳动强度大，辅助时间长，操作麻烦，污染环境与介质。现有技术也曾采用过电磁防垢器，但作用效果不稳定。后来采用高压泵喷射法清除积垢，也只是治标不治本，仍存在劳动强度大，操作不安全，对设备磨损等弊病。

中国专利CN2222015Y介绍了一种蒸发系统用的超声波处理器，由超声波电源传输电缆、超声波转换器组成。通过向管道内发射超声波，降低液体粘度，提高蒸发效率，达到新垢不结，老垢逐渐脱落的目的。该种防垢器不能保证发声主体内的真空度，易造成超声波损耗，再者耦合介质的更换也十分不便。

中国专利CN2293396Y公开了一种旨在改进专利CN2222015Y所介绍的蒸发系统用的超声波处理器，提供一种更换耦合介质方便，电、机、声转换效率可达70-90％的超声波管道防垢器。

上述二种专利所公开的超声波防除积垢装置，虽也具有一定的除防积垢效果，但是在针对石油管道堵塞设计基础上援引过来的，结构复杂，维护管理麻烦。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种超声波防除蒸发罐积垢装置，适用于蒸发系统各蒸发罐汽鼓中加热管子内壁积垢的防除，具有结构简单、可靠性高、维护管理方便、方向性好、电声转换率高，能在较高温度下连续、长期在线工作。

本实用新型的超声波防除蒸发罐积垢装置是在蒸发罐前的反应器管道外侧安装换能头，换能头与超声波发生器电连接。

所述反应器管道外侧包括顶部、底部、左侧、右侧。发明人经过不断探索发现，换能头安装在反应器管道底部时，超声波对反应物的发射效果最好，能最有效地防除反应物在反应器管道反应后形成的反应产物到达蒸发罐时积垢，同时也能有效地促进反应物充分反应。

所述反应器管道可以呈圆形、棱形、矩形，包括方形，其中矩形管道最容易加工，发射效果也最好。

换能头可以采用现有技术通用的各类压电陶瓷片，例如锆钛酸铅压电陶瓷片

换能头与超声波发生器一般通过高频电缆连接。

反应器管道要承受反应器内压力高达0.1MPa，为了加强反应器管道管壳的承受能力，可以在反应器管道的外侧安装加强筋。加强筋安装在矩形管道的四侧最合适。

本实用新型具有结构简单、维护管理方便、可靠性高、方向性好、电声转换效率高、成本较低的优点。经工厂生产试验和运行，证明该装置能提高蒸发系统传热系数40％以上，提高生产能力15％以上，不必再用化学清洗剂煮罐，减少了对蒸发罐加热管的腐蚀，延长蒸发罐等设备使用寿命，减少设备维修费。适用于制糖、制浆造纸、橡胶、农副产品加工、化肥等相关行业。

附图说明

图1是本实用新型的超声波防除蒸发罐积垢装置主视图；

图2是图1的俯视图；

图3是图1中超声波发生器的结构方框图；

图4是对应图3的超声波发生器的电路原理图。

下面结合实施例和附图说明本实用新型的最佳实施方案。

具体实施方式

如图1所示，反应器管道1的外侧底部安装若干个换能头2，换能头2与超声波发生器3通过高频电缆连接，所述换能头采用锆钛酸铅压电陶瓷片。

图1、图2所示，反应器管道呈矩形，其上、下、左、右四侧焊接加强筋4。

图3所示，超声波发生器由电源输入电路、整流滤波电路、功率振荡器、阻抗匹配及输出电路、超声换能器等部分组成。

图4所示，市电交流电压220伏，经变压器B₁降压，D₁整流和C₁滤波后，得到功率振荡器所需的直流电压。功率振荡器由大功率NPN晶体管T₁、T₂和高频变压器B₂构成推挽式自激振荡器，其中R₅、C₂、D₂和R₆、C₃、D₃分别是T₁和T₂的偏置电路。振荡器的输出经匹配电感L₂，加到超声波换能器E上，便可得到高强度的超声波。

本实用新型超声波防除蒸发罐积垢装置的工作原理是：超声波发生器把市电转换成超声波频率的电能传输给换能器；由换能器把电能转换成超声频的机械能；向送往蒸发系统流经反应器的溶液发射超声波。进入蒸发罐前的溶液中有超声波传播时，溶液中各点就存在着交替变化的声压。当声压为正时，溶液受到压缩；当声压为负时，溶液受到拉伸。如果拉伸的力超过溶液的抗张强度，溶液出现破裂，从而形成空泡，这种现象叫做空化。在超声空化效应影响下，溶液中生成垢晶的各种成垢物质(钙镁等盐类及二氧化硅等非盐类)的诱导期缩短，迅速生成晶垢核，溶液中析出的沉淀物沉积在晶垢核上，继续悬浮在溶液中，使其变软，疏松而不致于强烈吸附在管壁上。另外，由于空化泡的内外压力差十分悬殊，在空化泡崩溃时具有很大的冲击力，当蒸发罐加热管表面受到这个压力冲击时，粘附在其表面的老垢就被剥落，从而使蒸发系统各蒸发罐加热管达到新垢不结，老垢逐渐脱落的效果。

本实用新型的实施方式可按如下步骤进行：

超声波反应器矩形管道按GB150-98《钢制压力容器》进行制造，为降低成本下板采用1Cr18Ni9Ti材质，其余用Q235-A材质，焊接采用电弧焊，焊条牌号：碳钢之间用J427，碳钢与不锈钢之间用A302，焊缝经射线探伤检查。为确保安全，矩形管道上下板及侧板焊有用Q235材质制的加强筋。锆钛酸铅压电陶瓷片直径可选Φ50mm；

按图4绘制印刷电路板，并选购和筛选元器件。把元器件安装于电路板并经简单调试后，把印刷电路板固装于已装有电源开关及输出插头的机壳内，便完成了超声波发生器的实施。

通过防水高频电缆分别与超声波发生器的输出插头及反应器换能头进行连接，便能较好地实施本超声波防除蒸发罐积垢装置。

Claims

1、一种超声波防除蒸发罐积垢装置，其特征是在蒸发罐前的反应器管道外侧安装换能头，换能头与超声波发生器电连接。

2、根据权利要求1所述的超声波防除蒸发罐积垢装置，其特征是换能头安装在反应器管道外侧底部。

3、根据权利要求1或2所述的超声波防除蒸发罐积垢装置，其特征是所述反应器管道呈矩形。

4、根据权利要求3所述的超声波防除蒸发罐积垢装置，其特征是在反应器管道的外侧安装加强筋。

5、根据权利要求3所述的超声波防除蒸发罐积垢装置，其特征是加强筋安装在管道的四侧。