專利名稱：并流旋液式蒸汽冷凝器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種蒸汽冷凝技術(shù)，特別涉及一種在真空蒸發(fā)系統(tǒng)中用于二次蒸汽冷凝并自行排出不凝氣的裝置，屬于蒸汽冷凝設(shè)備領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在化工、制藥、石油、食品、廢水處理等領(lǐng)域常應(yīng)用真空蒸發(fā)過程來實現(xiàn)溶液的蒸發(fā)濃縮。蒸發(fā)過程中產(chǎn)生的二次蒸汽需要用冷卻水來冷凝，并排出不凝性氣體，以此來維持蒸發(fā)過程的真空操作。目前廣泛使用的冷凝器有列管式間接冷凝器、多層多孔板式直接冷凝器等。使用列管式間接冷凝器時，二次蒸汽中夾帶的物料液滴不會污染冷卻水，適合物料腐蝕性強(qiáng)的場合，但冷凝器需要的換熱面積大，體積龐大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，冷卻水耗量大，還需要另外配置真空泵以抽取不凝性氣體，動力消耗高。多層多孔板式直接冷凝器采用冷卻水與二次蒸汽直 接接觸冷凝，冷凝效果較好，但多孔板上開孔的孔徑較小，長期操作時容易堵塞。該直接冷凝器逆流操作時容易造成液泛，或者冷卻水返混到蒸發(fā)室中，達(dá)不到冷凝和抽真空的效果，也需要配置真空泵抽取不凝氣?！盎ぱb備技術(shù)”1997 :18(1)報道了陳曉祥等介紹的“自排不凝氣大氣冷凝器的設(shè)計與應(yīng)用”，但他們所采用的汽液接觸元件仍是多層多孔板，并流操作時二次蒸汽容易造成短路，蒸汽分布效果不好，與冷卻水接觸狀況較差。本發(fā)明就是要克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種并流旋液式蒸汽冷凝器，達(dá)到冷凝效果好、不堵塞、自排不凝氣、產(chǎn)生高真空的目的，以加大真空蒸發(fā)系統(tǒng)的傳熱推動力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種并流旋液式蒸汽冷凝器，達(dá)到冷凝效果好、不堵塞、自排不凝氣、產(chǎn)生高真空的目的，以加大真空蒸發(fā)系統(tǒng)的傳熱推動力。在真空蒸發(fā)操作過程中，需要將末效蒸發(fā)出的二次蒸汽用冷卻水冷凝，產(chǎn)生真空，并排出不凝氣體。本發(fā)明在圓筒形空間內(nèi)，設(shè)置旋液式汽液混合元件，待冷凝的二次蒸汽由冷凝器的上部進(jìn)入，冷卻水經(jīng)過分布器分布后也從上部與蒸汽同向進(jìn)入，在第一層旋液式汽液混合元件上接觸換熱，一起進(jìn)到下層反向布置的旋液式汽液混合元件上再次接觸換熱，以達(dá)到充分混合、接觸、冷凝的效果。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的待冷凝的二次蒸汽通過進(jìn)汽管從蒸汽冷凝器的上部圓筒部分進(jìn)入蒸汽冷凝器(附圖I)，冷卻水通過上部蓋板上設(shè)置的進(jìn)水管進(jìn)入液體分布器，二次蒸汽和冷卻水一起并流進(jìn)入旋液式汽液混合元件(附圖2)，在旋液式混合元件上充分混合、接觸，二次蒸汽將熱量傳給冷卻水，部分冷凝。在汽液混合進(jìn)入旋液式混合元件的過程中，二次蒸汽與冷卻水在旋液式汽液混合元件的葉片表面做旋轉(zhuǎn)運動，并可通過葉片上開設(shè)的小孔流動，汽水沖擊作用大，可以有效分散二次蒸汽。旋液式汽液混合元件安裝間距為150 450mm，蒸汽冷凝器內(nèi)安裝旋液式汽液混合元件的個數(shù)為3 8塊，每兩個旋液式汽液混合元件正反方向混合安裝，這樣在蒸汽和冷卻水同向流動的過程中，汽水反復(fù)反向流動剪切，沖擊加劇，促進(jìn)小氣泡形成，接觸更加充分，混合更加均勻，實現(xiàn)充分的換熱使蒸汽冷凝，避免出現(xiàn)較大氣泡聚集上浮。最下邊一塊旋液式汽液混合元件與蒸汽冷凝器下部出水管的間距不小于0. 8 I. 5m,以提高冷卻水下降的速度，出水管上部空間保持一定液位，在蒸汽冷凝器下部的圓錐形空間內(nèi)，被冷凝的二次蒸汽和冷卻水一起，夾帶不凝氣體從下部出水管排出，達(dá)到自排不凝氣的效果。旋液式汽液混合元件上裝設(shè)開有孔的葉片，葉片形狀為梯形或弧面形，葉片個數(shù)8 20片，葉片間距15 80mm ;葉片與底面的傾斜角度為5 35°，與垂直面的傾斜角度為6 25° ;葉片上的開孔的形狀為圓形、正方形、長方形、菱形、8字形等，開孔大小為3 25mm,開孔間距5 45mm,孔的排列方式為正三角形、正方形。本發(fā)明所述的并流旋液式蒸汽冷凝器，冷凝效果好，用水量少，可減小冷凝器的直徑，無液泛和氣體短路，防止泥沙堵塞，可以自排不凝氣，省去真空泵，節(jié)約動力消耗。



附圖I并流旋液式蒸汽冷凝器附圖2旋液式汽液混合元件I-冷凝器、2-旋液式汽液混合元件、3-進(jìn)氣管、4-液體分布器、5-進(jìn)水管、6-出水管、7-閥門、8-泵2-1內(nèi)圈、2-2葉片、2-3外圈
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明并流旋液式蒸汽冷凝器進(jìn)行較詳細(xì)介紹。從一個兩效真空蒸發(fā)系統(tǒng)第二效蒸發(fā)室蒸出的1000kg/h 二次蒸汽，經(jīng)過進(jìn)氣管3進(jìn)入并流旋液式蒸汽冷凝器1，所用蒸汽冷凝器I的直徑為300_，設(shè)置3塊旋液式汽液混合元件2，第一塊和第三塊混合元件的葉片順時針安裝，第二塊的葉片逆時針安裝，安裝間距200mm，最下邊的第三塊旋液式汽液混合元件到冷凝器下部出水口的距離是1000mm。旋液式汽液混合元件2的葉片個數(shù)8片，葉片間距20mm ;葉片與底面的傾斜角度為10°，與垂直面的傾斜角度為12° ;葉片上的開孔的形狀為圓形，開孔大小為5mm，開孔間距10mm，孔的排列方式為正三角形。冷卻水從由泵8經(jīng)由閥門7調(diào)節(jié)從進(jìn)水管5進(jìn)入液體分布器4，經(jīng)液體分布器4均勻分布后噴淋到旋液式汽液混合元件2上，水形成液膜在旋液式汽液混合元件2的葉片上流動，并有部分水穿過葉片上的小孔做穿流流動，進(jìn)一步增強(qiáng)湍動效果。在旋液式汽液混合元件2上，二次蒸汽和冷卻水反復(fù)沖擊、混合接觸，強(qiáng)化了傳熱，蒸汽冷凝效果好，在二次蒸汽冷凝過程中，沒有不凝氣聚集引起的大氣泡出現(xiàn)并上浮的現(xiàn)象發(fā)生，小氣泡分散于冷凝I底部液相中，隨著冷卻水一起從出水管6排出，省去了真空泵，真空度達(dá)到 0. 09MPa。最后應(yīng)說明的是以上實施例僅用以說明本發(fā)明而并非限制本發(fā)明所描述的技術(shù)方案；因此，盡管本說明書參照上述的實施例對本發(fā)明已進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但是，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對本發(fā)明進(jìn)行修改或者等同替換；而一切不脫離本發(fā)明的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
1.并流旋液式蒸汽冷凝器，由旋液式汽液混合元件、圓柱形筒體、蓋板、圓錐形下封頭、進(jìn)汽管、進(jìn)水管、分布器、出水管組成。其特征是蒸汽與冷卻水以同向并流的方式通過旋液式汽液混合元件和冷卻水充分混合、換熱，蒸汽被冷凝，蒸汽中的不凝性氣體隨高速流動的水流一起流出。
2.如權(quán)利要求I所述的并流旋液式蒸汽冷凝器，其特征是旋液式汽液混合元件由圓筒形外圈、帶有開孔的葉片、圓形內(nèi)圈組成。
3.如權(quán)利要求I所述的并流旋液式蒸汽冷凝器，其特征是旋液式汽液混合元件安裝間距為150 450mm，每兩個旋液式汽液混合元件正反方向混合安裝，蒸汽冷凝器內(nèi)安裝旋液式汽液混合元件的個數(shù)為3 8塊。
4.如權(quán)利要求2所述的旋液式汽液混合元件，其特征是帶有開孔的葉片上的開孔形狀為圓形、正方形、長方形、菱形、8字形等,開孔大小為3 25mm,開孔間距5 45mm,孔的排列方式為正三角形、正方形。
5.如權(quán)利要求2所述的旋液式汽液混合元件，其特征是葉片與底面的傾斜角度為5 35°，與垂直面的傾斜角度為6 25°。
6.如權(quán)利要求2所述的旋液式汽液混合元件，其特征是葉片形狀為梯形或弧面形，葉片個數(shù)8 20片，葉片間距15 80mm。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種并流旋液式蒸汽冷凝器，由旋液式汽液混合元件、圓柱形筒體、蓋板、圓錐形下封頭、進(jìn)汽管、進(jìn)水管、分布器、出水管組成。蒸汽與冷卻水以同向并流的方式通過旋液式汽液混合元件和冷卻水充分混合、換熱，蒸汽被冷凝，蒸汽中的不凝性氣體隨高速流動的水流一起流出。本發(fā)明具有冷凝效果好、結(jié)構(gòu)簡單、自排不凝氣的特點，可用于化工、制藥、石油、食品、廢水處理等領(lǐng)域真空蒸發(fā)過程末效二次蒸汽的冷凝和真空系統(tǒng)。
文檔編號F28B3/08GK102679758SQ20111021762
公開日2012年9月19日 申請日期2011年8月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月1日
發(fā)明者王麗媛, 趙會蘭, 邱亞娟, 郭成鐵 申請人:天津聚賢達(dá)科技有限公司