CN201105168Y - 连续扩容蒸发器 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于一种蒸馏浓缩化工液体并回收利用化学产品的设备，具体地说是一种可以将废淡碱浓缩后再利用的连续扩容蒸发器。按照本实用新型提供的技术方案，在扩容本体内有若干个扩容单元，在扩容本体的一侧设置排热室，排热室的输出端连接二次加热器，在沸腾室上设置大捕液器及浓碱出口；在每个扩容单元内及排热室内的上部设置冷凝器；在每个扩容单元上有落水斗，在第一级扩容单元的冷凝器上设置与外加热器连通的进液管，外加热器的排液管与第一级扩容单元的蒸发盘连通，外加热器采用疏水器把加热器内冷凝水排出。本实用新型可以回收并利用化工液体，减少环境污染。

Description

连续扩容蒸发器

技术领域

本实用新型属于一种蒸馏浓缩化工液体并回收利用化学产品的设备，具体地说是一种可以将废淡碱浓缩后再利用的连续扩容蒸发器。

背景技术

PH型连续扩容蒸发器是一种负压蒸发浓缩设备。适用于印染企业废淡碱浓缩再利用及化工蒸馏浓缩化工液体。所谓扩容，就是其主要作用是某种液体在特定的条件下，通过加压后突然释放，产生扩容效果，蒸发器是在一定条件下产生汽化，使水蒸气蒸发，水汽分离，使液体浓缩到理想的浓度。

印染企业在生产过程中，有一道必经工艺——丝光，通过丝光后才能达到布面的工艺要求，产品质量才会提高。然而在丝光过程中会产生大量的废液碱，如不进行及时回收，既浪费能源，又造成了环境污染，而且增加了污水处理的pH值超标用酸中和及处理难度，不利于社会与环境保护。

发明内容

本实用新型的目的在于设计一种连续扩容蒸发器，以便回收并利用化工液体，减少环境污染。

按照本实用新型提供的技术方案，在扩容本体内有若干个扩容单元，在扩容本体的一侧设置排热室，排热室的输出端连接二次加热器，在沸腾室上设置大捕液器及浓碱出口；在每个扩容单元内及排热室内的上部设置冷凝器，在每个扩容单元内的下部设置蒸发盘，相邻两个扩容单元的冷凝器间利用冷凝管相互连通，相邻两个扩容单元的蒸发盘利用导流管相互连通；在每个扩容单元上有落水斗，落水斗上设置与冷凝水桶连通的冷凝水管，在排热室下设置废淡碱进口管，在第一级扩容单元的冷凝器上设置与外加热器连通的进液管，外加热器的排液管与第一级扩容单元的蒸发盘连通，外加热器采用疏水器把加热器内冷凝水排出。

在大捕液器的输出端利用管道连接水喷射器，该水喷射器的进口与喷射泵连接，出口设置用于连接水池的管道，大捕液器的输出端与其负压口连接。在沸腾室上利用管道连接喷淋泵与浓碱循环桶，喷淋泵与浓碱循环桶相互连接。

在每个扩容单元的底部设置排污管道；每个扩容单元的冷凝器从左至右依次利用冷凝管相互连接；每个扩容单元的蒸发盘利用导流管从右至左依次连接；在相邻两个扩容单元间设置真空串联管，在每根真空串联管上安装用于调节真空度的调节片。

在扩容单元内，冷凝器的一侧设置挡水板，在扩容单元的内壁、挡水板的上方设置收集冷凝水的受水槽，在受水槽与挡水板间设置起引导水流作用的导流板，在挡水板后设置落水斗。导流管的一端指向扩容单元的底部，并且该端的端部低于蒸发盘的底部；导流管的上端与下一级扩容单元中的蒸发盘连接；在蒸发盘的底部设置小孔。在排热室下部利用管道连接循环泵与冷凝器入口端连接。

本实用新型的优点是：利用本装置后，可有效提高处理废碱的能力和减少环境污染。

附图说明

图1是本实用新型的立体示意图。

图2是本实用新型的侧面示意图。

图3是扩容单元示意图。

具体实施方式

如图所示：在扩容本体8内有若干个扩容单元14，在扩容本体8的一侧设置排热室5，排热室5的输出端连接二次加热器4，在沸腾室2上设置大捕液器3及浓碱出口25；在每个扩容单元14内及排热室5内的上部设置冷凝器28，在每个扩容单元14内的下部设置蒸发盘32，相邻两个扩容单元14的冷凝器28间利用冷凝管7相互连通，相邻两个扩容单元14的蒸发盘32利用导流管33相互连通；在每个扩容单元14上有落水斗36，落水斗36上设置与冷凝水桶18连通的冷凝水管30，在排热室5下设置废淡碱进口管16，在第一级扩容单元14的冷凝器28上设置与外加热器11连通的进液管12，外加热器11的排液管9与第一级扩容单元14的蒸发盘32连通，外加热器采用疏水器把加热器内冷凝水排出。

在大捕液器3的输出端利用管道连接水喷射器1，该水喷射器1的进口与喷射泵23连接，出口设置用于连接水池24的管道，大捕液器3的输出端与其负压口连接。在沸腾室2上利用管道连接喷淋泵21与浓碱循环桶20，喷淋泵21与浓碱循环桶20相互连接。

在每个扩容单元14的底部设置排污管道34；每个扩容单元14的冷凝器28从左至右依次利用冷凝管7相互连接；每个扩容单元14的蒸发盘32利用导流管33从右至左依次连接；在相邻两个扩容单元14间设置真空串联管31，在每根真空串联管31上安装用于调节真空度的调节片。

在扩容单元14内，冷凝器28的一侧设置挡水板29，在扩容单元14的内壁、挡水板29的上方设置收集冷凝水的受水槽27，在受水槽27与挡水板29间设置起引导水流作用的导流板35，在挡水板29后设置落水斗36。

导流管33的一端指向扩容单元14的底部，并且该端的端部低于蒸发盘32的底部；导流管33的上端与下一级扩容单元中的蒸发盘32连接；在蒸发盘32的底部设置小孔。在排热室5下部利用管道连接循环泵19与冷凝器28入口端连接。

上述各构件的作用如下：

1、挡水板，在设计挡水板29的基础上，考虑到受汽化后汽流上升速度与流量以及碱与水蒸汽的分离高度、阻力、死角等因素，合理设计出一定的高度使碱液不随汽化后蒸发外跑。并减少了75％以上死角，使气流上升阻力减之最小。液体汽化后会产生上升汽流，挡水板29的作用是在一定高度时使水蒸汽进入挡水板29的内槽，碱液由于比重关系挡在挡水板29外，回落到箱体底部。

2、检修人孔，各级蒸发室通过使用一段时间热交换后，会产生结垢，定期打开人孔进入蒸发室维护保养是必要的，在这方面我公司设计生产的PH型连续扩容蒸发器各蒸发室均有维修人孔，方便维护保养及维修，使设备使用寿命大大延长。蒸发器的工作效率由于经常维修保养而不会降低。

3、排热室5，各级蒸发室的液体经汽化后进行蒸发，但有部分汽化后汽水没有进入挡水板29，随着空气气流而未凝结成冷凝水排出。多级蒸发器是用外加冷水进行冷却，使汽化后的冷凝气体冷凝成水后外排。本发明采用了汽化的余汽水再加热的原理，把该气体送入温度低于该汽化气体的需热量的末级沸腾室，排热室5的温度80℃，沸腾室温度48℃，加热至55℃，得到充分利用余热的目的而节约能源。并且在排热室改造成减少气流死角的排热室。

4、沸腾室2，原来的沸腾室2的工作原理是在真空度0.09MPe时，温度在48℃，虽然达到沸腾效果，但是由于跑热等其它原因，达不到原定理想设计要求。本发明的沸腾室2中加装了余热利用装置，使沸腾室2内的沸腾室温度在原48℃基础上，提高到55℃，保证满足温度范围18℃。

5、冷凝器28，要求冷凝水不带碱。针对原来的冷凝水带碱问题进行着重设计，因为汽化后的冷凝水在稀液碱中蒸发，计算时对挡水板29的安装高度又相对较严格。计算时万一出错或安装不妥又会产生严重带碱现象，这样既浪费能源，又污染环境。冷凝水的pH值为7.8，且确定冷凝水接收合理。并每级装有视镜玻璃，使其能够方便观察每级冷凝水出水质量。

6、扩容本体，扩容本体8的主要作用是在通过水喷射器1抽真空产生负压，同时在外加热器11作用下加热，使温度升高成正压情况下进行汽化，达到汽水分离的作用。

具体工作过程如下：

1、预处理：由丝光机产出的废碱用泵送入储碱罐。储碱罐一般为立式，每个罐根据用户场地安排容积大小。再用泵送入过滤器进行过滤处理，使碱液比较干净进入扩容蒸发器。淡碱进入PH型连续扩容蒸发器时用流量计控制流量，进碱量按机台设计处理量为准。

2、抽真空：用喷射泵23将高压水输送给水喷射器1，高压水在水喷射器1上部的喷嘴喷射入文氏管，依据射流原理，把空气带走，产生负压。目的是使PH型连续扩容蒸发器设备产生负压，在负压状态下，温度沸点可降低很多，节约能源。负压数值最高时应为0.09MPe以上。

由于设备内通过水喷射器1抽真空后产生一定的真空，通过调节使第一级扩容单元至最后级扩容单元间依次产生一定的真空差，离水喷射器距离越近，真空度越高，越远真空度越低，在每个扩容单元14中的真空串联管31上安装调节片，通过转动调节片，以改变真空串联管31的通流面积，使各级扩容单元14具有一定的真空差。

在抽真空前应先调节真空度：扩容蒸发器内通过水喷射器1抽真空后产生一定的真空，通过调节使第一级扩容单元至末级扩容单元间依次产生一定的真空差；并且，离水喷射器1距离越近，真空度越高，越远真空度越低。

3、冷凝：淡碱液在负压的作用下进入第七级扩容单元14内。通过循环泵19送入冷凝器28中，然后依次逐个通过冷凝管7进入下级冷凝器28中，再通过加热后进入扩容单元14内进行蒸发，产生的冷凝水收集后送入冷凝水桶18内；

4、加热：经冷凝器28预热的淡碱液在排出冷凝水后，在第一级扩容单元14上，利用外加热器11把液体温度升高到100℃；由于液体在常温情况下，温度一般为20℃，要将常温20℃的液体进行蒸发，则仍然要加温，温度到100℃以上时才能蒸发。

5、蒸发：加热后的淡碱液被送入第一级扩容单元14下部的蒸发盘32内，蒸发盘32的底部有若干小孔，使蒸发了一部分水后的碱液在蒸发盘32的小孔中流入扩容单元14的底部；并依次逐个经由导流管33进入相邻的下一级扩容单元14的蒸发盘32中；主要作用是由于循环泵的作用，液体在流动时蒸发面积越大越容易蒸发，蒸发器就是为增加蒸发面积而设，蒸发器的底部有很多小孔，使液体在蒸发器小孔中流出，液体流动时的液体与空间接触面积可扩大几倍。

6、排热：经过蒸发后的碱液在最后级扩容单元14的输出端被其导流管33引入排热室5内，在排热室5内进行排热；同时将部分汽化后并未凝结成冷凝水的蒸汽送入二次加热器4内；各级蒸发室的液体经汽化后进行蒸发，但有部分汽化后汽水没有进入挡水板，随着空气气流而未凝结成冷凝水排出。多级蒸发器是用外加冷水进行冷却，使汽化后的冷凝气体冷凝成水后外排。本扩容采用了汽化的余汽水再加热的原理，把该气体送入温度低于该汽化气体的、而需热量的末级沸腾室，排热室温度80℃，沸腾室温度48℃，加热至55℃，得到充分利用余热的目的而节约能源。并且在排热室改造成减少气流死角的排热室。

7、沸腾：利用排热室5内70～90℃不凝结气体加热沸腾室2内的碱液；早期设计的沸腾室工作原理是在真空度0.09MPe时，温度在48℃，虽然达到沸腾效果，但是由于跑热等其它原因，达不到原定理想设计要求。现我公司设计时加装了余热利用装置，使沸腾室温度在原48℃基础上，提高到55℃，保证满足温度范围18℃。

8、捕液：经过沸腾后的水蒸汽进入旋风分离捕液器3内，利用碱与水的比重原理，将碱与水相互分离，其中水被水喷射器1带至水池24内，留下的浓碱经浓碱出口25回流至沸腾室2；蒸汽同时随着水向外跑出，没有分离的碱液则回流进沸腾室2内。在蒸发过程中，汽化后的水汽及部分碱液同时向上蒸发，由于在抽真空抽汽，把部分碱液也会带到外边，捕液器的作用是不使碱液向外跑出，它产生一种螺旋即旋风，利用碱与水的比重原理，使水蒸气随着抽真空向外跑出，碱液则通过旋风分离后回流进沸腾室2内。

9、循环：利用循环泵19将经过最后级扩容单元14的蒸发器蒸发后的碱液再次输送至第一级扩容单元14的冷凝器入口，使碱液在扩容本体8内的各个扩容单元中再次逐个循环流动，在每个循环中均通过外加热器11进行加热处理；主要作用是液体在一定工作范围内用循环泵19强制提升，送到外加热器11进行加热处理。经加热后的液体进入扩容单元14的第一级内，由于真空差的作用，回流到最后级扩容单元14内，再经过管道进入循环泵19的进口，不断循环。由于液体在循环流动，各级扩容单元14的蒸发速度比静态热交换要高出许多。

10、浓碱循环：在捕液后再进行浓碱循环，在蒸发时，对于未达到所需浓度的碱液，再次通过喷淋泵21与浓碱循环桶及沸腾室2进行喷淋蒸发，以提高碱液的浓度，达到浓度的碱液则由浓碱出口25排出。

Claims (7)

1、连续扩容蒸发器，包括位于扩容本体(8)内的若干个扩容单元(14)，在扩容本体(8)的一侧设置排热室(5)，排热室(5)的输出端连接二次加热器(4)，在沸腾室(2)上设置大捕液器(3)及浓碱出口(25)；在每个扩容单元(14)内及排热室(5)内的上部设置冷凝器(28)，在每个扩容单元(14)内的下部设置蒸发盘(32)，相邻两个扩容单元(14)的冷凝器(28)间利用冷凝管(7)相互连通，相邻两个扩容单元(14)的蒸发盘(32)利用导流管(33)相互连通；在每个扩容单元(14)上有落水斗(36)，落水斗(36)上设置与冷凝水桶(18)连通的冷凝水管(30)，在排热室(5)下设置废淡碱进口管(16)，在第一级扩容单元(14)的冷凝器(28)上设置与外加热器(11)连通的进液管(12)，外加热器(11)的排液管(9)与第一级扩容单元(14)的蒸发盘(32)连通，外加热器采用疏水器把加热器内冷凝水排出。

2、如权利要求1所述的连续扩容蒸发器，其特征是：在大捕液器(3)的输出端利用管道连接水喷射器(1)，该水喷射器(1)的进口与喷射泵(23)连接，出口设置用于连接水池(24)的管道，大捕液器(3)的输出端与其负压口连接。

3、如权利要求1所述的连续扩容蒸发器，其特征是：在沸腾室(2)上利用管道连接喷淋泵(21)与浓碱循环桶(20)，喷淋泵(21)与浓碱循环桶(20)相互连接。

4、如权利要求1所述的连续扩容蒸发器，其特征是：在每个扩容单元(14)的底部设置排污管道(34)；每个扩容单元(14)的冷凝器(28)从左至右依次利用冷凝管(7)相互连接；每个扩容单元(14)的蒸发盘(32)利用导流管(33)从右至左依次连接；在相邻两个扩容单元(14)间设置真空串联管(31)，在每根真空串联管(31)上安装用于调节真空度的调节片。

5、如权利要求1所述的连续扩容蒸发器，其特征是：在扩容单元(14)内，冷凝器(28)的一侧设置挡水板(29)，在扩容单元(14)的内壁、挡水板(29)的上方设置收集冷凝水的受水槽(27)，在受水槽(27)与挡水板(29)间设置起引导水流作用的导流板(35)，在挡水板(29)后设置落水斗(36)。

6、如权利要求1或4所述的连续扩容蒸发器，其特征是：导流管(33)的一端指向扩容单元(14)的底部，并且该端的端部低于蒸发盘(32)的底部；导流管(33)的上端与下一级扩容单元中的蒸发盘(32)连接；在蒸发盘(32)的底部设置小孔。

7、如权利要求1所述的连续扩容蒸发器，其特征是：在排热室(5)下部利用管道连接循环泵(19)与冷凝器(28)入口端连接。

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