CN103203113B - 一种多效节能浓缩蒸发器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多效节能浓缩蒸发器，其包括外壳体以及同轴设于外壳内的至少两个不同直径的传热筒；在一效传热筒的轴线上部设有加热蒸汽进口、下部设有主凝结水出口；在每效传热筒的外壁上部设有与进料口连通的喷射式成膜布料器，在相邻两效传热筒之间设有用于分离物料和凝结水的隔离挡板，在隔离挡板的上方定位有捕滴丝网；在隔离挡板左侧空间下部设有凝结水出口、右侧空间下部设有出料口，上一效出料口通过管路连通下一效传热筒上的进料口。本发明采用了热管工作原理，其物料蒸发、汽液分离、飞沫捕捉，二次蒸汽冷凝放热均在同一空间里完成，各效蒸发器结合于一体，结构紧凑；采用喷射成膜技术，使得物料在加热面上形成更均匀的膜。
Description
技术领域
本发明涉及一种浓缩蒸发设备，尤其是一种节能浓缩蒸发器，其广泛应用于化工、医药、食品等行业的物料浓缩。
背景技术
蒸发器是一种广泛应用于化工、医药、食品等行业的一种物料浓缩设备，而且也是主要的耗能设备之一。目前生产中使用较多和比较典型的蒸发器是管壳式加热器结构形式的蒸发器，主要形式有自然循环蒸发器、强制循环蒸发器和膜式蒸发器，其中以膜式蒸发器应用最为广泛。膜式蒸发器中又分为升膜蒸发器、降膜蒸发器、升降膜式蒸发器和离心薄膜式蒸发器等几种，其中应用比较广泛的是多效降膜蒸发器。传统的多效降膜蒸发器结构与特点:
由一个加热器和一个汽液分离组成一效蒸发器。多效蒸发器由二个以上蒸发器、热泵、各效进出料泵、抽真空装置、检测仪表、管道及阀门组成。加热室主要由壳体、对流加热管束、布料装置及接管组成，汽液分离室则主要由壳体，扑沫器组成。各效之间的物料及蒸汽经过管道连接。根据蒸发物料性质及蒸发目标不同，可组合成双效、三效、四效及五效蒸发系统。每效的蒸发器的加热面积基本上为等面积，其基本原理是采用等面积、等蒸发量的设计方法。这种结构的蒸发器占地面积比较大、传热系数低、投资比较大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构紧凑、传热系数高、占地面积小的多效节能浓缩蒸发器。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种多效节能浓缩蒸发器，其关键技术在于：其包括壳体以及同轴设置于壳体内的至少两个不同直径的高效传热筒，形成从里到外的多效浓缩通道；每效蒸发器为一个大型热管；
在第一效传热筒的上部设有加热蒸汽进气口、下部设有主凝结水出口；在每效传热筒的外壁上部设有与进料口连通的喷射式成膜布料器，在相邻两效传热筒之间设有用于分离物料和凝结水的隔离挡板，在所述隔离挡板的上方定位有捕滴丝网；
在所述隔离挡板左侧空间下部设有凝结水出口、右侧空间下部设有出料口，上一效出料口通过管路连通下一效传热筒上的进料口。
所述外壳体包括上壳体、中壳体和下壳体三部分，各部分之间通过法兰连接，从而便于检修更换及清洗换热面。
所述的各效传热筒为便于拆卸更换的采取了强化传热措施的拟平板。
所述喷射式成膜布料器为与传热筒外壁形状相匹配的环形管，在所述环向管上均布有若干个布料孔。
所述传热筒的抽真空装置为射水式真空泵。
采用上述技术方案所产生的有益效果在于：
1、本发明从设计机理上改变了传统的设计方式，各效蒸发器不再是采用列管式管壳换热器的加热方式，而是采用了强化传热技术的拟平板传热原理，并采用降膜蒸发的原理，由于其特殊的结构形式使得物料在整个蒸发过程中始终处于膜式传热状态，并且是通过拟平板方式传热，因此其传热系数将比传统的对流管束冲刷传热系数高出许多，从而可以大大提高热效率。这样使其更加适合加工浓缩比大、热敏性强的物料。
2、本发明实质采用了热管工作原理，其物料蒸发、汽液分离、飞沫捕捉，二次蒸汽冷凝放热均在同一空间里完成，各效蒸发器结合于一体，结构十分紧凑，结构较简单，便于维修更新和清洗，从而克服了传统多效蒸发器由多台单效蒸发器组合在一起所带来的系统繁复、散热损失大、占地面积大、设备投资大、土建设施投资大的缺点。
3、本发明采用喷射成膜技术，使得物料在加热面上形成更均匀的膜。
4、本真空装置采用射水式真空泵或其他抽真空设备来保证各效的真空度。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
其中，1、上壳体；2、一效进料口；3、加热蒸汽进气口；4、安全阀接口；5、二效进料口；6、喷射式成膜布料器；7、一效传热筒；8、二效传热筒；9、中壳体；10、出料口；11、主凝结水出口；12、一效凝结水出口；13、二效出料口；14、隔离挡板；15、捕滴丝网；16、乏汽出口；17、下壳体。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
参见附图1，本实施例为节能浓缩二效蒸发器，其包括壳体以及同心设置于壳体内的两个不同直径的传热筒，形成从里到外的二效浓缩通道，二效传热筒8直径大于一效传热筒7的直径；其中壳体由上壳体1、中壳体9和下壳体17构成。
在一效传热筒7的上部设有加热蒸汽进气口3、下部设有主凝结水出口11，该加热蒸汽进口3与一效传热筒7同轴设置，一效传热筒7的内部空间形成一效蒸发器的加热通道；在一效传热筒7和二效传热筒8的外壁上部设有分别与一效进料口2和二效进料口5连通的喷射式成膜布料器6，在一效传热筒7和二效传热筒8之间设有用于分离物料和凝结水的隔离挡板14，在所述隔离挡板14的上方固定有捕滴丝网15。
一效传热筒7和二效传热筒8的筒壁之间形成第二效蒸发器的加热通道，其中在隔离挡板14左侧空间下部设有一效凝结水出口12、右侧空间下部设有一效出料口10，一效出料口10通过管路连通二效传热筒8上的二效进料口5。当然在实际生产中可根据需要设置为三效、四效或其他多效蒸发器，原理是一样的，只不过是多增加几个同心的换热筒。加热蒸汽或二次蒸汽在传热筒的一侧冷凝放热，物料在传热筒的另一侧被蒸发浓缩。
以上所述喷射式成膜布料器6为与传热筒外壁形状相匹配的环形管，在所述环向管上均布有若干个布料孔。所述传热筒的抽真空装置为射水式真空泵。
本发明多效节能浓缩蒸发器在设计方法、以及设备结构上作了较大的变更和革新。设计方法上该多效节能浓缩蒸发器打破了传统的设计理念和计算方法，不再采用等面积、等蒸发量的计算方法，而采用比例面积法及等传热量法进行设计。结构上该蒸发器采用了强化传热技术的拟平板传热原理和热管传热原理，因此其传热系数比传统的列管蒸发器高出许多，热效率大大高于传统的列管式蒸发器；同时该蒸发器独特的结构形式使其具有结构紧凑、易于拆装检修、散热损失小、占地面积小、节约能源、节省投资等特点。
Claims (4)
1.一种多效节能浓缩蒸发器，其特征在于：其包括外壳体以及同轴设置于外壳体内的至少两个不同直径的传热筒，形成从里到外的多效浓缩通道；
在一效传热筒（7）的上部设有加热蒸汽进气口（3）、下部设有主凝结水出口（11）；在每效传热筒的外壁上部设有与进料口连通的喷射式成膜布料器（6），在相邻两效传热筒之间设有用于分离物料和凝结水的隔离挡板（14），在所述隔离挡板（14）的上方定位有捕滴丝网（15）；
在所述隔离挡板（14）左侧空间下部设有凝结水出口、右侧空间下部设有出料口，上一效出料口通过管路连通下一效传热筒上的进料口；
所述喷射式成膜布料器（6）为与传热筒外壁形状相匹配的环形管，在所述环形管上均布有若干个布料孔。
2.根据权利要求１所述的一种多效节能浓缩蒸发器，其特征在于：所述外壳体包括上壳体（1）、中壳体（9）和下壳体（17）三部分，各部分之间通过法兰连接。
3.根据权利要求2所述的一种多效节能浓缩蒸发器，其特征在于：所述的各效传热筒为便于拆卸更换的能强化传热的拟平板。
4.根据权利要求１或3所述的一种多效节能浓缩蒸发器，其特征在于：所述传热筒的抽真空装置为射水式真空泵。
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