本實(shí)用新型涉及一種不結(jié)垢加熱組件及其包含它的蒸發(fā)結(jié)晶裝置。

背景技術(shù)：

蒸發(fā)結(jié)晶裝置的加熱器存在著不同程度的結(jié)垢問(wèn)題，特別是在介質(zhì)為氯化鈉、硫酸鈉、氫氧化鈉、氯化鎂、硫酸鎂等無(wú)機(jī)鹽，以及污水處理、食品、制糖、造紙、海水淡化、油田廢水、隔膜燒堿、離子膜燒堿等蒸發(fā)濃縮、結(jié)晶裝置的加熱器中，由于料液中被溶解的物質(zhì)析出，結(jié)垢問(wèn)題非常突出。結(jié)垢是蒸發(fā)結(jié)晶裝置中常見(jiàn)的現(xiàn)象，蒸發(fā)結(jié)晶裝置的結(jié)垢，不僅降低設(shè)備的有效工作容積，增加了熱阻和流動(dòng)阻力，而且使得加熱管的傳熱系數(shù)降低，生產(chǎn)能力下降，嚴(yán)重的結(jié)垢還會(huì)使生產(chǎn)停頓，縮短有效生產(chǎn)時(shí)間，降低設(shè)備使用壽命甚至損壞設(shè)備，增加原料和能源的消耗。

在結(jié)垢之后，現(xiàn)有的處理方式一般采用機(jī)械清洗或者化學(xué)清洗兩種方法（根據(jù)垢物的不同，可采用水溶法、酸洗法、堿煮、機(jī)械除垢、酸洗用緩蝕劑、超聲波清洗等方法），頻繁的機(jī)械清洗會(huì)對(duì)設(shè)備造成不可逆的損傷，而化學(xué)清洗容易對(duì)設(shè)備造成腐蝕，并會(huì)產(chǎn)生大量的含有化學(xué)成分的清洗廢水，對(duì)環(huán)境造成很大的壓力?，F(xiàn)有技術(shù)急需一種不容易結(jié)垢的不結(jié)垢加熱組件及其包含它的蒸發(fā)結(jié)晶裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，提供一種不容易結(jié)垢的不結(jié)垢加熱組件及其包含它的蒸發(fā)結(jié)晶裝置。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種不結(jié)垢加熱組件，包括加熱器和設(shè)置在加熱器內(nèi)的熱交換管，所述熱交換管的入料端通過(guò)強(qiáng)制循環(huán)泵與下循環(huán)進(jìn)料管連通，原液從下循環(huán)進(jìn)料管加入并在強(qiáng)制循環(huán)泵的推動(dòng)下沿?zé)峤粨Q管的入料端向出料端流動(dòng)并進(jìn)行熱交換；所述熱交換管的出料端與固液分離器的進(jìn)料端連通，所述固液分離器底部為固體出料端，所述固體出料端與顆粒儲(chǔ)罐連通，所述顆粒儲(chǔ)罐內(nèi)添加有惰性固體顆粒，所述顆粒儲(chǔ)罐出料端通過(guò)分布器與熱交換管聯(lián)通，所述惰性固體顆粒通過(guò)分布器均勻分布于熱交換管內(nèi)并與原液混合。

通過(guò)使用本申請(qǐng)所述的不結(jié)垢加熱組件，在熱交換管內(nèi)添加了惰性固體顆粒，可以極大的延長(zhǎng)垢誘導(dǎo)期，也能對(duì)現(xiàn)有的垢層進(jìn)行沖刷去除，可以使得清洗周期達(dá)到8000小時(shí)以上（連續(xù)工作狀態(tài)下），同時(shí)保持設(shè)備內(nèi)壁光潔如新，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益。

作為優(yōu)選地，所述分布器包括依次設(shè)置的第一粗分布器和第二細(xì)分布器，所述第二細(xì)分布器出料端與熱交換管下部連通。這樣的分布可以使得惰性固體顆粒更加均勻的分布到熱交換管內(nèi)，防垢效果更加明顯。

作為優(yōu)選地，所述惰性固體顆粒為聚四氟乙烯顆粒、剛玉顆粒、玻璃顆粒或陶瓷顆粒中的任意一種或任意兩種的組合或任意三種的組合或四種的組合。這樣的設(shè)計(jì)是對(duì)方案的一種優(yōu)化。

作為優(yōu)選地，所述惰性固體顆粒為尺寸在1~10mm的顆粒。這樣的設(shè)計(jì)是對(duì)方案的一種優(yōu)化，可以保證防垢效果。

作為優(yōu)選地，所述惰性固體顆粒與原液的體積比為5％~15％。這樣的設(shè)計(jì)是對(duì)方案的一種優(yōu)化，可以保證防垢效果。

作為優(yōu)選地，所述固液分離器上部設(shè)有氣液出料端，所述加熱器上設(shè)有蒸汽入口和冷凝水出口。這樣的設(shè)計(jì)是對(duì)方案的一種優(yōu)化。

一種蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其包括不結(jié)垢加熱組件，另外還包括結(jié)晶器，所述結(jié)晶器上設(shè)有上循環(huán)管，所述上循環(huán)管與氣液出料端連通，所述下循環(huán)進(jìn)料管一端與強(qiáng)制循環(huán)泵連通，另一端與結(jié)晶器未結(jié)晶原料出口連通，所述結(jié)晶器底部通過(guò)晶漿泵與濃晶漿料出口連通。這樣的設(shè)計(jì)可以在結(jié)晶器和加熱器之間形成原液的循環(huán)。

作為優(yōu)選地，所述結(jié)晶器上端通過(guò)二次蒸汽管與冷凝器連通，所述冷凝器與冷凝水罐連通，所述冷凝水罐與真空機(jī)組連通。這樣的設(shè)計(jì)利于形成蒸汽的回收和在結(jié)晶器內(nèi)形成真空，利于實(shí)現(xiàn)急速閃蒸。

作為優(yōu)選地，所述冷凝水罐出水口與冷凝水泵連接。這樣的設(shè)計(jì)利于冷凝水從冷凝水泵排除。

本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于：通過(guò)使用本申請(qǐng)所述的不結(jié)垢加熱組件，在熱交換管內(nèi)添加了惰性固體顆粒，可以極大的延長(zhǎng)垢誘導(dǎo)期，也能對(duì)現(xiàn)有的垢層進(jìn)行沖刷去除，可以使得清洗周期達(dá)到8000小時(shí)以上（連續(xù)工作狀態(tài)下），同時(shí)保持設(shè)備內(nèi)壁光潔如新，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，具有極大的經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境效益和社會(huì)效益；

該裝置工藝合理、占地面積小、所需空間也小，操作方便，容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化控制，對(duì)于高濃度的料液和高粘度料液的蒸發(fā)濃縮結(jié)晶也適應(yīng)，也可以對(duì)現(xiàn)有常規(guī)蒸發(fā)結(jié)晶裝置進(jìn)行改造，同樣可以達(dá)到防、除垢的目的，解決了目前蒸發(fā)結(jié)晶裝置的結(jié)垢難題，對(duì)推動(dòng)蒸發(fā)結(jié)晶技術(shù)的發(fā)展、降低能耗、提高資源利用率等具有重要的意義，適用于制藥、環(huán)保、燒堿、礦冶、國(guó)防、科研、食品、化工、植物提取、生物工程、葡萄糖、木糖、淀粉食品等行業(yè)中蒸發(fā)濃縮及結(jié)晶的操作。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1、加熱器；2、上循環(huán)管；3、結(jié)晶器；4、二次蒸汽管；5、冷凝器；6、冷凝水罐；7、真空機(jī)組；8、冷凝水泵；9、晶漿泵；10、下循環(huán)進(jìn)料管；11、強(qiáng)制循環(huán)泵；12、第一粗分布器；13、第二細(xì)分布器；14、顆粒儲(chǔ)罐；15、液固分離器；16、熱交換管。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

如圖1所示，一種不結(jié)垢加熱組件，包括加熱器1和設(shè)置在加熱器1內(nèi)的熱交換管16，所述熱交換管16的入料端通過(guò)強(qiáng)制循環(huán)泵11與下循環(huán)進(jìn)料管10連通，原液從下循環(huán)進(jìn)料管10加入并在強(qiáng)制循環(huán)泵11的推動(dòng)下沿?zé)峤粨Q管16的入料端向出料端流動(dòng)并進(jìn)行熱交換；所述熱交換管16的出料端與固液分離器的進(jìn)料端連通，所述固液分離器底部為固體出料端，所述固體出料端與顆粒儲(chǔ)罐14連通，所述顆粒儲(chǔ)罐14內(nèi)添加有惰性固體顆粒，所述顆粒儲(chǔ)罐14出料端通過(guò)分布器與熱交換管16聯(lián)通，所述惰性固體顆粒通過(guò)分布器均勻分布于熱交換管16內(nèi)并與原液混合。

所述分布器包括依次設(shè)置的第一粗分布器12和第二細(xì)分布器13，所述第二細(xì)分布器13出料端與熱交換管16下部連通。

所述惰性固體顆粒所述惰性固體顆粒為聚四氟乙烯顆粒、剛玉顆粒、玻璃顆?；蛱沾深w粒中的任意一種或任意兩種的組合或任意三種的組合或四種的組合。同時(shí)惰性固體顆粒也可以為絲網(wǎng)顆?；蛘呓z網(wǎng)與上述四種顆粒的任意組合。

所述惰性固體顆粒為尺寸在1~10mm的顆粒。

所述惰性固體顆粒與原液的體積比為5％~15％。惰性固體粒子在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行循環(huán)使用，它的的年損耗量只有0.1%，運(yùn)行費(fèi)用極低。

所述固液分離器上部設(shè)有氣液出料端，所述加熱器1上設(shè)有蒸汽入口和冷凝水出口。

一種蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其包括不結(jié)垢加熱組件，另外還包括結(jié)晶器3，所述結(jié)晶器3上設(shè)有上循環(huán)管2，所述上循環(huán)管2與氣液出料端連通，所述下循環(huán)進(jìn)料管10一端與強(qiáng)制循環(huán)泵11連通，另一端與結(jié)晶器3未結(jié)晶原料出口連通，所述結(jié)晶器3底部通過(guò)晶漿泵9與濃晶漿料出口連通。

所述結(jié)晶器3上端通過(guò)二次蒸汽管4與冷凝器5連通，所述冷凝器5與冷凝水罐6連通，所述冷凝水罐6與真空機(jī)組7連通。

所述冷凝水罐6出水口與冷凝水泵8連接。

實(shí)施例1，先按照比例把惰性固體顆粒一次性加入到顆粒儲(chǔ)罐14，同時(shí)開(kāi)啟加熱器1上蒸汽入口的進(jìn)蒸汽閥門(mén)，常溫的原液計(jì)量后進(jìn)入下循環(huán)進(jìn)料管10，在強(qiáng)制循環(huán)泵11的抽吸作用下進(jìn)入加熱器1進(jìn)行換交熱，顆粒儲(chǔ)罐14中的惰性固體顆粒通過(guò)第一粗分布器12和第二細(xì)分布器13的作用，惰性固體顆粒均勻地分布在每一根熱交換管16內(nèi)，料液和惰性固體顆粒在強(qiáng)制循環(huán)泵11的作用下，使得在熱交換管16內(nèi)形成汽、液、固的流化沸騰狀態(tài)，惰性固體顆粒不斷穿過(guò)液膜邊界層，同時(shí)惰性固體顆粒與熱交換管16內(nèi)壁面碰撞、沖刷、拋磨等作用，可以有效地去除加熱管壁面的污垢。惰性固體粒子的加入增加了汽化核心，強(qiáng)化了泡核沸騰傳熱，破壞了傳熱邊界層，增強(qiáng)了流體的湍動(dòng)程度，強(qiáng)化了對(duì)流傳熱，可使得傳熱系數(shù)提高20%以上，同時(shí)也降低了傳熱管壁的溫度，實(shí)現(xiàn)了溫和平穩(wěn)的蒸發(fā)。汽、液、固三相在強(qiáng)制循環(huán)泵11的推動(dòng)下進(jìn)入到液固分離器15，惰性固體顆粒在離心力和重力的作用下進(jìn)入顆粒儲(chǔ)罐14返回下一次的循環(huán)，而汽、液兩相則通過(guò)上循環(huán)管2排出進(jìn)入下一工序。

實(shí)施例2，先按照預(yù)定比例（所述惰性固體顆粒與原液的體積比為5％~15％）把惰性固體顆粒一次性加入到顆粒儲(chǔ)罐14內(nèi)，開(kāi)啟真空機(jī)組7對(duì)裝置抽真空，同時(shí)開(kāi)啟加熱器1上蒸汽入口的進(jìn)蒸汽閥門(mén)，常溫的原液計(jì)量后進(jìn)入下循環(huán)進(jìn)料管10，在強(qiáng)制循環(huán)泵11的抽吸作用下進(jìn)入加熱器1進(jìn)行熱交換，顆粒儲(chǔ)罐14中的惰性固體顆粒通過(guò)第一粗分布器12和第二細(xì)分布器13的作用，惰性固體顆粒（顆粒為尺寸在1~10mm）均勻地分布在每一根熱交換管16內(nèi)，料液和惰性固體顆粒在強(qiáng)制循環(huán)泵11的作用下，使得在熱交換管16內(nèi)形成汽、液、固的流化沸騰狀態(tài)，惰性固體顆粒不斷穿過(guò)液膜邊界層，同時(shí)惰性固體顆粒與熱交換管16內(nèi)壁面碰撞、沖刷、拋磨等作用，可以有效地去除加熱管壁面的污垢。惰性固體粒子的加入增加了汽化核心，強(qiáng)化了泡核沸騰傳熱，破壞了傳熱邊界層，增強(qiáng)了流體的湍動(dòng)程度，強(qiáng)化了對(duì)流傳熱，可使得傳熱系數(shù)提高20%以上，同時(shí)也降低了傳熱管壁的溫度，實(shí)現(xiàn)了溫和平穩(wěn)的蒸發(fā)。汽、液、固三相在強(qiáng)制循環(huán)泵11的推動(dòng)下進(jìn)入到液固分離器15，惰性固體顆粒在離心力和重力的作用下進(jìn)入顆粒儲(chǔ)罐14返回下一次的循環(huán)，而汽、液兩相則通過(guò)上循環(huán)管2進(jìn)入結(jié)晶器3，過(guò)熱的料液在結(jié)晶器3的真空狀態(tài)下進(jìn)行閃蒸汽化，二次蒸汽上升進(jìn)入二次蒸汽管4、冷凝器5、冷凝水罐6后通過(guò)冷凝水泵8排出系統(tǒng)。濃縮晶漿經(jīng)由晶漿泵9排出系統(tǒng)（去離心分離工序）；

未結(jié)晶原料從未結(jié)晶原料出口再次回到下循環(huán)進(jìn)料管10進(jìn)行再次加熱器1進(jìn)行再次熱交換。

傳統(tǒng)蒸發(fā)結(jié)晶裝置為了保證料液在熱交換管16內(nèi)的流速及減少垢層在熱交換管16內(nèi)的附著，常常采用大流量、低揚(yáng)程的大功率軸流泵，其運(yùn)行能耗和維護(hù)費(fèi)用及運(yùn)行噪音較大，本裝置可以完全取消大功率的強(qiáng)制循環(huán)泵11，降低了設(shè)備投資和運(yùn)行費(fèi)用，減少了場(chǎng)地面積，使得設(shè)備運(yùn)行噪音更低。

本裝置可以對(duì)蒸發(fā)裝置中各種顆粒污垢、結(jié)晶污垢、化學(xué)反應(yīng)污垢、腐蝕污垢、生物污垢等有良好的防、除垢功能。

本裝置的控制根據(jù)用戶要求有手動(dòng)控制及人機(jī)界面的PLC全自動(dòng)控制兩種。

以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為實(shí)用新型的保護(hù)范圍。