專利名稱：直接燃燒式蒸發(fā)裝置及其操作工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及蒸發(fā)裝置，也涉及燃燒裝置。
背景技術(shù)：
以往，在諸如化工、食品等行業(yè)中應(yīng)用的蒸發(fā)濃縮裝置，其加熱源大多來自燃油或燃煤鍋爐產(chǎn)生的蒸汽或熱導(dǎo)油，并由通入蒸發(fā)裝置的加熱室的蒸汽或熱導(dǎo)油對待濃縮物料進(jìn)行加熱而蒸發(fā)濃縮，并析出溶質(zhì)。
在此過程中，其總的熱效率是鍋爐熱效率和蒸發(fā)裝置熱效率之積；由于熱效率較低，故其能耗大、生產(chǎn)成本高。尤其是在用單個或少數(shù)幾個蒸發(fā)裝置對無機(jī)鹽的水溶液進(jìn)行蒸發(fā)濃縮時，由于溶液沸點(diǎn)高，需要傳熱介質(zhì)具有更高的溫度，在這種條件下使用高壓蒸汽鍋爐，更將導(dǎo)致設(shè)備成本和能耗成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有高壓蒸汽加熱的蒸發(fā)濃縮裝置存在的上述缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種直接燃燒式蒸發(fā)裝置及其操作工藝，以提高蒸發(fā)裝置的熱效率，降低燃料消耗和設(shè)備成本。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種直接燃燒式蒸發(fā)裝置，包括蒸發(fā)器、用管道與之連接的加熱室和循環(huán)泵，其特征在于它還包括燃燒器和固液分離器；所述加熱室與其下部的燃燒器是連為一體的，燃燒器的焰煙道管貫通加熱室，加熱室中的燃燒器焰煙管道外圍為盛置待濃縮溶液的空間，加熱室的上部與固液分離器之間設(shè)有連接管道，固液分離器與蒸發(fā)器之間設(shè)有連接管道；所述蒸發(fā)器為上部呈圓筒形、下部呈倒置圓錐形的容器，該圓錐頂端接有帶閥門的物料排出管，蒸發(fā)器上設(shè)有從蒸發(fā)器近中心位置引出的與加熱室下部相接的溶液回流管道，該溶液回流管道上設(shè)有循環(huán)泵，固液分離器的下出口與循環(huán)泵到加熱器之間的溶液回流管道之間設(shè)有連接管道。
為了使待濃縮溶液流動順暢，所述加熱室呈圓筒形；所述加熱室與固液分離器的連接管道分別與加熱室和固液分離器內(nèi)壁成切向連接；所述循環(huán)泵到加熱器的連接管道與加熱室內(nèi)壁呈切向連接。為了使從固液分離器分出的固體順利回到加熱室，在循環(huán)泵到加熱室的管道上設(shè)有一縮徑噴咀，固液分離器下出口的連接管道與噴咀流向相垂直地接在噴咀旁側(cè)的管道上。為使在固液分離器中的固體不進(jìn)入蒸發(fā)器，所述固液分離器頂部設(shè)有多孔過濾柵。所述固液分離器是旋流式固液分離器；所述固液分離器也可采用重力式保溫沉降器，該沉降器同蒸發(fā)器同為密閉系統(tǒng)。
由于上述直接燃燒式蒸發(fā)裝置是由燃料直接加熱待濃縮體的，其傳熱溫度差很大，極易在焰煙管外壁生垢和在管壁上形成氣膜層，而使傳熱系數(shù)降低，為避免產(chǎn)生垢層和氣膜層，本直接燃燒式蒸發(fā)裝置的操作工藝如下待濃縮溶液在加熱室中的流動速度高而形成湍流；在加熱室的待濃縮溶液中加有理化性能穩(wěn)定的、比重與待濃縮溶液比重相當(dāng)?shù)墓腆w顆粒，使之隨液流動而破壞垢和氣膜的生成條件，從而提高傳熱系數(shù)。
本發(fā)明的有益效果是，蒸發(fā)器的傳熱差Δt大，傳熱系數(shù)K提高；熱能利用率有較大提高，可節(jié)能15～20％；本直接燃燒式蒸發(fā)裝置低、常壓設(shè)備，投資較低，其運(yùn)行可節(jié)省水處理和鍋爐用水，操作簡單。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
圖1是現(xiàn)有蒸發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明實(shí)施例的直接燃燒式蒸發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意中標(biāo)號說明11蒸發(fā)器12加熱室 13循環(huán)泵14鍋爐P11、P12液體管道P13蒸汽管道21蒸發(fā)器22加熱室 23循環(huán)泵24燃燒器25固液分離器 26縮徑噴咀P20物料排出管P21、P22、P23、P24液體管道P25連接管道具體實(shí)施方式
本所已按上述技術(shù)方案設(shè)計并制作了一臺如圖2所示的直接燃燒式蒸發(fā)裝置，該裝置蒸發(fā)器21的加熱室22接在燃燒器24的上部而形成一體，燃燒器24的焰煙道貫通加熱室，直接對加熱室22中的待濃縮液加熱，故其溫度差Δt較高；由于加熱室22的溶液中加有比重與溶液相當(dāng)?shù)墓腆w顆粒，它隨液體流動碰撞管壁，使管壁不易結(jié)垢和產(chǎn)生氣膜，故其傳熱系數(shù)較高。加熱室22中的溶液經(jīng)上部管道P22與固液分離器21成切向相接，使溶液中的固體顆粒在離心力作用下旋轉(zhuǎn)下沉，使溶液經(jīng)頂部濾過柵經(jīng)管道P21切向進(jìn)入蒸發(fā)器21，在旋轉(zhuǎn)條件下蒸發(fā)濃縮，使析出的溶質(zhì)在離心力作用下迅速沉降進(jìn)入出料管P20，而溶液則從蒸發(fā)器中心部進(jìn)入管道P23入口，并在循環(huán)泵23的作用下，在縮徑噴咀26形成射流，在噴咀的側(cè)向形成一個負(fù)壓，使固液分離器25中下沉的固體顆粒經(jīng)過出口連接管道P25和管道P24切向進(jìn)入加熱器22形成循環(huán)。所述加熱器22內(nèi)的燃燒器24的焰煙管出口與預(yù)熱器(圖中未示)相接，將待濃縮溶液預(yù)熱到延沸點(diǎn)后再進(jìn)入加熱器22；蒸發(fā)器21的上出口接下一效蒸發(fā)器或冷凝器，以充分利用熱能，加速溶液濃縮。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種直接燃燒式蒸發(fā)裝置，包括蒸發(fā)器、用管道與之連接的加熱室和循環(huán)泵，其特征在于它還包括燃燒器和固液分離器；所述加熱室與其下部的燃燒器是連為一體的，燃燒器的焰煙道管貫通加熱室，加熱室中的燃燒器焰煙管道外圍為盛置待濃縮溶液的空間，加熱室的上部與固液分離器之間設(shè)有連接管道，固液分離器與蒸發(fā)器之間設(shè)有連接管道；所述蒸發(fā)器為上部呈圓筒形、下部呈倒置圓錐形的容器，該圓錐頂端接有帶閥門的物料排出管，蒸發(fā)器上設(shè)有從蒸發(fā)器近中心位置引出的與加熱室下部相接的溶液回流管道，該溶液回流管道上設(shè)有循環(huán)泵，固液分離器的下出口與循環(huán)泵到加熱器之間的溶液回流管道之間設(shè)有連接管道。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接燃燒式蒸發(fā)裝置，其特征在于所述加熱室呈圓筒形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接燃燒式蒸發(fā)裝置，其特征在于所述加熱室與固液分離器的連接管道分別與加熱室和固液分離器內(nèi)壁成切向連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接燃燒式蒸發(fā)裝置，其特征在于所述循環(huán)泵到加熱器的連接管道與加熱室內(nèi)壁呈切向連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接燃燒式蒸發(fā)裝置，其特征在于在循環(huán)泵到加熱室的管道上設(shè)有一縮徑噴咀，固液分離器下出口的連接管道與噴咀流向相垂直地接在噴咀旁側(cè)的管道上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的直接燃燒式蒸發(fā)裝置，其特征在于所述固液分離器頂部設(shè)有多孔過濾柵。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或3或5或6所述的直接燃燒式蒸發(fā)裝置，其特征在于所述固液分離器是旋流式固液分離器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或3或5或6所述的直接燃燒式蒸發(fā)裝置，其特征在于所述固液分離器是重力式保溫沉降器，該沉降器與蒸發(fā)器同為密閉系統(tǒng)。
9.一種直接燃燒式蒸發(fā)裝置的操作工藝，其特征在于，待濃縮溶液在加熱室中的流動速度高而形成湍流；在加熱室的待濃縮溶液中加有理化性能穩(wěn)定的、比重與待濃縮溶液比重相當(dāng)?shù)墓腆w顆粒，使之隨液流動而破壞垢和氣膜的生成條件，從而提高傳熱系數(shù)。
全文摘要
一種直接燃燒式蒸發(fā)裝置，包括蒸發(fā)器、用管道與之連接的加熱室和循環(huán)泵，其特征在于它還包括燃燒器和固液分離器；加熱室與其下部的燃燒器是連為一體的，加熱室的上部與固液分離器之間設(shè)有連接管道，固液分離器與蒸發(fā)器之間設(shè)有連接管道；蒸發(fā)器為倒置圓錐形的容器，該圓錐頂端接有帶閥門的物料排出管，蒸發(fā)器上設(shè)有從近中心位置引出的與加熱室下部相接的溶液回流管道，該溶液回流管道上設(shè)有循環(huán)泵，固液分離器與循環(huán)泵到加熱器之間管道上設(shè)有連接管道。由于待濃縮溶液在蒸發(fā)裝置的加熱室中高速流動，且在溶液中加有比重相當(dāng)?shù)墓腆w顆粒，故加熱室內(nèi)壁不易形成垢和氣膜，熱效率高，這種低常壓設(shè)備特別適用于高沸點(diǎn)溶液的濃縮。
文檔編號B01D1/00GK1597035SQ0314429
公開日2005年3月23日 申請日期2003年9月18日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月18日
發(fā)明者李樹生, 李振亮 申請人:中鹽制鹽工程技術(shù)研究院