一種帶分布器的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)及其應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種多相流蒸發(fā)系統(tǒng)，包括設(shè)置有固體顆粒進(jìn)口（15）的循環(huán)管（16）和加熱室（6）、蒸發(fā)分離室（8）、顆粒過(guò)濾器（4）和分布器（19）；循環(huán)管（16）與顆粒過(guò)濾器（4）連接，顆粒過(guò)濾器與加熱室（6）連接，加熱室(6)與蒸發(fā)分離室（8）連接，蒸發(fā)分離室（8）的物料出口與循環(huán)管（16）連接，所述蒸發(fā)分離室（8）還設(shè)置有蒸汽出口。本發(fā)明提出的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，有效地提高蒸發(fā)面積，從面大幅度提高蒸發(fā)效率，節(jié)約了蒸汽消耗。通過(guò)增加分布器，提高了換熱效率，防止了換熱管結(jié)垢或掛壁，延長(zhǎng)了蒸發(fā)器清洗周期。
【專利說(shuō)明】一種帶分布器的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于熱交換領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用蒸汽的熱交換系統(tǒng)及其應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]蒸發(fā)濃縮及結(jié)晶技術(shù)廣泛應(yīng)用于石油、化工、煤化工、氯堿、醫(yī)藥、食品、水處理及海水淡化等領(lǐng)域，蒸發(fā)濃縮及結(jié)晶裝置通常有降膜蒸發(fā)器、刮板薄膜蒸發(fā)器、三相流蒸發(fā)器等多種類型。傳統(tǒng)的三相流蒸發(fā)器由于具有防垢、防掛壁、強(qiáng)化傳熱等優(yōu)點(diǎn)，而被推廣應(yīng)用，尤其適合易結(jié)垢料液的蒸發(fā)。
[0003]傳統(tǒng)的三相流蒸發(fā)器在結(jié)構(gòu)上也有一定限制，具體體現(xiàn)在:
[0004]1.固體顆粒在加熱室內(nèi)分布不均，往往出現(xiàn)外圍加熱管固體顆粒分布較少的現(xiàn)象，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行后，外圍加熱管容易出現(xiàn)結(jié)垢或掛壁現(xiàn)象。
[0005]2.由于傳統(tǒng)蒸發(fā)器的物料蒸發(fā)過(guò)程主要由汽液固分離室完成，而汽液固分離室往往設(shè)計(jì)較小，從而大大影響了蒸發(fā)效果，顯著降低了蒸發(fā)效率。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明的目的是提出一種帶分布器的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)。
[0007]本發(fā)明的另一目的是提出一種應(yīng)用所述帶分布器的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)物料的方法。
[0008]實(shí)現(xiàn)上述目的的具體技術(shù)方案為:
[0009]一種多相流蒸發(fā)系統(tǒng)，包括加熱室和設(shè)置有固體顆粒進(jìn)口的循環(huán)管，該系統(tǒng)還包括蒸發(fā)分離室、顆粒過(guò)濾器和分布器；
[0010]所述循環(huán)管與顆粒過(guò)濾器連接，顆粒過(guò)濾器與加熱室連接，加熱室的與蒸發(fā)分離室連接，蒸發(fā)分離室與循環(huán)管連接，蒸發(fā)分離室還設(shè)置有蒸汽出口。所述加熱室內(nèi)設(shè)置有分布器，分布器設(shè)置有物料進(jìn)口，其內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)豎直放置的旋流組件和導(dǎo)流板，導(dǎo)流板位于旋流組件下方，所述旋流組件由導(dǎo)流筒和螺旋板組成，螺旋板位于導(dǎo)流筒內(nèi)。
[0011]其中，所述顆粒過(guò)濾器的濃縮物料出口與結(jié)晶罐連接。
[0012]其中，所述蒸發(fā)分離室的蒸汽出口與表面冷凝器連接。
[0013]其中，所述蒸發(fā)分離室是圓柱體下連接圓錐體的形狀。
[0014]其中，所述加熱室設(shè)置有蒸汽入口和冷凝液出口，所述蒸汽入口位于加熱室上部，所述冷凝液出口位于加熱室下部。
[0015]其中，所述固體顆粒進(jìn)口是帶觀察口的加料裝置；所述顆粒過(guò)濾器還設(shè)置有濃縮物料出口，濃縮物料出口與結(jié)晶罐連接。
[0016]其中，所述導(dǎo)流板是弧形彎曲的形狀。
[0017]其中，所述旋流組件有5飛00個(gè)。
[0018]一種用本發(fā)明所提出的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)物料的方法，包括步驟:需濃縮物料通過(guò)進(jìn)料口注入到蒸發(fā)分離室，再進(jìn)入循環(huán)管，同時(shí)，固體顆粒通過(guò)固體顆粒進(jìn)口進(jìn)入循環(huán)管，經(jīng)過(guò)顆粒過(guò)濾器后，需濃縮物料和固體顆粒進(jìn)入加熱室，通過(guò)分布器被均勻的分配到加熱室的各換熱管內(nèi)，需濃縮物料被加熱后進(jìn)入蒸發(fā)分離室；當(dāng)蒸發(fā)分離室內(nèi)的物料濃縮后的濃度滿足產(chǎn)品要求時(shí)，濃縮所得物料經(jīng)過(guò)過(guò)濾板的過(guò)濾，進(jìn)入結(jié)晶罐。
[0019]其中，所述通過(guò)分布器被均勻的分配，是需濃縮的物料和固體顆粒通過(guò)物料進(jìn)口進(jìn)入加熱室，首先通過(guò)導(dǎo)流板，使物料和固體顆粒按照導(dǎo)流板的彎曲弧度向中間及四周流動(dòng)，物料和固體顆粒被均勻的分布到各旋流組件內(nèi)，按照螺旋板螺旋方向旋流。
[0020]其中，加熱的蒸汽從加熱室的蒸汽入口進(jìn)入加熱室進(jìn)行換熱，換熱后的蒸汽冷凝液從冷凝液出口排出。
[0021]其中，所述需濃縮物料被加熱后進(jìn)入蒸發(fā)分離室后，汽化產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入表面冷凝器。
[0022]其中，所述蒸發(fā)分離室內(nèi)沒(méi)有被汽化的物料和固體顆粒加上新補(bǔ)充的物料，進(jìn)入循環(huán)管再次的蒸發(fā)分離。
[0023]本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]本發(fā)明的整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊，大大節(jié)約了建筑安裝面積。通過(guò)蒸發(fā)分離室的適當(dāng)設(shè)置，能夠有效的提高蒸發(fā)面積，從而大幅度提高蒸發(fā)效率，節(jié)約了蒸汽消耗。通過(guò)增加分布器，提高了換熱效率，使固體顆粒分布均勻，防止了換熱管結(jié)垢或掛壁，大大延長(zhǎng)了蒸發(fā)器清洗周期。通過(guò)增加絲網(wǎng)除沫器，從而大大提高了汽液分離效果。該系統(tǒng)適用于石油、化工、煤化工等行業(yè)的廢水蒸發(fā)，實(shí)現(xiàn)零排放，也適用于燒堿以及食品等物料的蒸發(fā)濃縮。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1是本發(fā)明的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)；
[0026]圖2是分布器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖1和圖2中，I為結(jié)晶罐,2為第四連接管線,3為過(guò)濾板,4為過(guò)濾器,5為第一連接管線，6為加熱室，7為第二連接管線，8為蒸發(fā)分離室，9為絲網(wǎng)除沫器，10為第三連接管線，11為表面冷凝器，12為真空泵，13為排放口，14為進(jìn)料口，15為固體顆粒入口，16為循環(huán)管，17為蒸汽入口，18為冷凝液出口，19為分布器，20為旋流組件，21為導(dǎo)流筒，22為螺旋板，24為分布器的物料進(jìn)口。
【具體實(shí)施方式】
[0028]現(xiàn)以以下最佳實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本發(fā)明，但不用來(lái)限制本發(fā)明的范圍。
[0029]實(shí)施例中，如無(wú)特殊說(shuō)明，均為本領(lǐng)域常見(jiàn)設(shè)備。
[0030]實(shí)施例1:帶分布器的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)
[0031]參見(jiàn)圖1和圖2。
[0032]一種多相流蒸發(fā)系統(tǒng)，包括布置有加料裝置的固體顆粒進(jìn)口 15的循環(huán)管16、加熱室6、蒸發(fā)分離室8、顆粒過(guò)濾器4、分布器19、絲網(wǎng)除沫器9、表面冷凝器11、和結(jié)晶罐I。加料裝置設(shè)置有觀察口。
[0033]顆粒過(guò)濾器4包括物料入口和物料出口，其內(nèi)部設(shè)置有過(guò)濾板3。加熱室6包括物料入口和物料出口，其內(nèi)部設(shè)置有分布器19和換熱管，分布器位于加熱室下部。換熱管的布置和現(xiàn)有設(shè)備的布置相同。分布器19包括物料進(jìn)口 24，其內(nèi)部設(shè)置有10個(gè)均勻分布的豎直放置的旋流組件20和弧形的導(dǎo)流板23，導(dǎo)流板23位于旋流組件20下方，旋流組件20由導(dǎo)流筒21和螺旋板22組成。
[0034]蒸發(fā)分離室8包括其底部的物料出口、下部的進(jìn)料口 14和頂部的蒸汽出口，蒸發(fā)分離室8上部設(shè)置有絲網(wǎng)除沫器9，表面冷凝器11包括蒸汽入口和冷凝液排放口 13，表面冷凝器11連接有真空泵12，所述顆粒過(guò)濾器4包括物料進(jìn)口、液體出口和濃縮液出口。
[0035]循環(huán)管16與顆粒過(guò)濾器4的物料入口連接，顆粒過(guò)濾器的物料出口通過(guò)第一連接管線5與加熱室6物料入口連接，加熱室6的物料出口通過(guò)第二連接管線7與蒸發(fā)分離室8連接，蒸發(fā)分離室8的物料出口與循環(huán)管16連接，蒸發(fā)分離室8的蒸汽出口通過(guò)第三連接管線10與表面冷凝器11連接，顆粒過(guò)濾器4的濃縮物料出口通過(guò)第四連接管線2與結(jié)晶罐I連接；
[0036]加熱室為圓柱體，蒸發(fā)分離室是圓柱體下連接圓錐體的形狀。
[0037]加熱室6設(shè)置有蒸汽入口 17和冷凝液出口 18，蒸汽入口 17位于加熱室6上部，冷凝汽出口 18位于加熱室下部。實(shí)施例2:使用實(shí)施例1的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)物料
[0038]需濃縮液體為12wt%Na0H+15wt%NaCl混合溶液，通過(guò)進(jìn)料口 14注入到蒸發(fā)分離室8，再進(jìn)入循環(huán)管16，需濃縮液體的進(jìn)料速度為3000Kg/h。蒸發(fā)分離室的體積為15m3。同時(shí)，惰性的剛玉固體顆粒通過(guò)固體顆粒進(jìn)口 15進(jìn)入循環(huán)管16，經(jīng)過(guò)顆粒過(guò)濾器4后，需濃縮物料和惰性固體顆粒(混合的物料)經(jīng)過(guò)第一連接管線5進(jìn)入加熱室6，通過(guò)分布器19物料被均勻的分配到加熱室6的各換熱管內(nèi)，被加熱后通過(guò)第二連接管線7進(jìn)入蒸發(fā)分離室8，汽化產(chǎn)生的蒸汽向上經(jīng)過(guò)絲網(wǎng)除沫器9，通過(guò)第三連接管線10進(jìn)入表面冷凝器11，冷凝液通過(guò)排放口 13排出回收，不凝汽通過(guò)真空泵12抽出。
[0039]用于加熱的蒸汽從加熱室6的蒸汽入口 17進(jìn)入加熱室進(jìn)行換熱，換熱后的蒸汽冷凝液從冷凝液出口 18排出。用于加熱的蒸汽的溫度為200°C。
[0040]沒(méi)有被汽化的混合溶液和固體顆粒加上新補(bǔ)充的物料，進(jìn)入循環(huán)管16再次的蒸發(fā)分離；當(dāng)物料的濃縮倍數(shù)滿足要求時(shí)，即物料的濃度符合產(chǎn)品要求，物料經(jīng)過(guò)過(guò)濾板3的過(guò)濾，通過(guò)第四連接管線2進(jìn)入結(jié)晶罐。
[0041]混合的物料進(jìn)入加熱室6，通過(guò)分布器19物料被均勻的分配，使物料通過(guò)物料進(jìn)口 24進(jìn)入加熱室，首先通過(guò)導(dǎo)流板23，使物料按照導(dǎo)流板23的彎曲弧度向中間及四周流動(dòng)，在物料進(jìn)入旋流組件20前，打亂物料的分布規(guī)則，對(duì)物料進(jìn)行第一次分布，物料被均勻的分布到各旋流組件20內(nèi)，經(jīng)過(guò)螺旋板22，使物料按照螺旋方向旋流，固體顆粒在物料內(nèi)均勻分布。
[0042]混合溶液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后，在結(jié)晶罐I中析出NaCl晶粒，并得到30wt%Na0H溶液。
[0043]以上的實(shí)施例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通工程技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種多相流蒸發(fā)系統(tǒng)，包括加熱室(6)和設(shè)置有固體顆粒進(jìn)口(15)的循環(huán)管(16)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括蒸發(fā)分離室(8)、顆粒過(guò)濾器(4)和分布器(19); 所述循環(huán)管(16)與顆粒過(guò)濾器(4)連接，顆粒過(guò)濾器(4)與加熱室(6)連接，加熱室(6)與蒸發(fā)分離室(8)連接，蒸發(fā)分離室(8)與循環(huán)管(16)連接，所述蒸發(fā)分離室(8)還設(shè)置有蒸汽出口； 所述加熱室(6)內(nèi)設(shè)置有分布器(19)，分布器(19)設(shè)置有物料進(jìn)口( 24)，其內(nèi)部設(shè)置有多個(gè)豎直放置的旋流組件(20)和導(dǎo)流板(23)，導(dǎo)流板(23)位于旋流組件(20)下方，所述旋流組件(20)由導(dǎo)流筒(21)和螺旋板(22)組成，螺旋板(22)位于導(dǎo)流筒(21)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述蒸發(fā)分離室(8)是圓柱體下連接圓錐體的形狀，蒸發(fā)分離室(8)的蒸汽出口與表面冷凝器(11)連接。
3.如權(quán)利要求1所述的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述加熱室(6)還包括蒸汽入口(17)和冷凝液出口( 18)，所述蒸汽入口(17)位于加熱室(6)上部，所述冷凝汽出口( 18)位于加熱室下部。
4.如權(quán)利要求1所述的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述固體顆粒進(jìn)口(15)是帶觀察口的加料裝置；所述顆粒過(guò)濾器(4)還設(shè)置有濃縮物料出口，濃縮物料出口與結(jié)晶罐(I)連接。
5.如權(quán)利要求1所述的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)流板(23)是弧形彎曲的形狀；分布器內(nèi)的旋流組件有5飛00個(gè)。
6.一種用權(quán)利要求f 5任一所述的多相流蒸發(fā)系統(tǒng)蒸發(fā)物料的方法，包括步驟:需濃縮物料注入到蒸發(fā)分離室(8)，再進(jìn)入循環(huán)管(16)，同時(shí)，固體顆粒進(jìn)入循環(huán)管(16)，經(jīng)過(guò)顆粒過(guò)濾器(4)，需濃縮物料和固體顆粒進(jìn)入加熱室(6)，通過(guò)分布器(19)被均勻的分配到加熱室(6)的各換熱管內(nèi)，需濃縮物料被加熱后進(jìn)入蒸發(fā)分離室(8);當(dāng)蒸發(fā)分離室(8)內(nèi)的需濃縮物料的濃度滿足產(chǎn)品要求時(shí)，濃縮所得物料經(jīng)過(guò)過(guò)濾板(3)的過(guò)濾，進(jìn)入結(jié)晶罐(I)。
7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述通過(guò)分布器(19)被均勻的分配，是需濃縮的物料和固體顆粒通過(guò)物料進(jìn)口(24)進(jìn)入加熱室(6)后，首先通過(guò)導(dǎo)流板(23)，使物料和固體顆粒按照導(dǎo)流板(23)的彎曲方向向中間及四周流動(dòng)，物料和固體顆粒被均勻的分布到各旋流組件(20)內(nèi)，按照螺旋板(22)螺旋方向旋流。
8.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，加熱的蒸汽從加熱室(6)的蒸汽入口(17)進(jìn)入加熱室進(jìn)行換熱，換熱后的蒸汽冷凝液從冷凝液出口( 18)排出。
9.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述需濃縮物料被加熱后進(jìn)入蒸發(fā)分離室(8 )后，汽化產(chǎn)生的蒸汽進(jìn)入表面冷凝器(11)。
10.如權(quán)利要求6、任一所述的方法，其特征在于，所述蒸發(fā)分離室(8)內(nèi)沒(méi)有被汽化的物料和固體顆粒加上新補(bǔ)充的物料，進(jìn)入循環(huán)管(16)再次的蒸發(fā)分離。
【文檔編號(hào)】B01D1/30GK103537105SQ201210240835
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2012年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年7月11日
【發(fā)明者】司繼松, 陳杰, 王榮春, 王智博 申請(qǐng)人:藍(lán)星(北京)化工機(jī)械有限公司