本實(shí)用新型涉及蒸發(fā)濃縮技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種高效相變板式蒸發(fā)器。
背景技術(shù):
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在食品、制藥和污水處理等領(lǐng)域蒸發(fā)濃縮工藝中,目前應(yīng)用比較廣泛的蒸發(fā)器為管式蒸發(fā)器。該類型蒸發(fā)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,加工方便等優(yōu)點(diǎn),但也存在換熱效率低、體積大、易結(jié)垢、維護(hù)頻繁等缺點(diǎn),為了克服以上缺點(diǎn),人們加大了相變板式蒸發(fā)器的研究。
現(xiàn)有的普通相變板式蒸發(fā)器與常用的板式換熱器的結(jié)構(gòu)差別不大,僅根據(jù)流體相變流量的變化,在進(jìn)出口管徑方面做了調(diào)整,當(dāng)其應(yīng)用于蒸發(fā)濃縮工藝時(shí),溶液在流動(dòng)過程中會(huì)不斷發(fā)生蒸發(fā)相變,產(chǎn)生大量蒸汽,溶液和蒸汽混合在一起流動(dòng),由于蒸汽無法及時(shí)排出,凝聚出越來越多的囊狀氣泡,減小了溶液與板片接觸的換熱面積,極大的影響了蒸發(fā)器的換熱效果。因此,現(xiàn)有技術(shù)有待改進(jìn)和發(fā)展。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
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本實(shí)用新型的目的是提供一種高效相變板式蒸發(fā)器,結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、不易結(jié)垢、易于拆洗和維護(hù),通過對(duì)板式蒸發(fā)器管道的合理布置和流道的優(yōu)化設(shè)計(jì),使得蒸發(fā)側(cè)溶液蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生的蒸汽、濃縮液分別向上、下不同方位出口流動(dòng),將溶液中的蒸汽迅速的分離導(dǎo)出,避免了氣泡凝聚,減小了囊狀氣泡對(duì)傳熱的影響,同時(shí)高效地實(shí)現(xiàn)沸騰傳熱和汽液分離;并且,使得冷凝側(cè)高溫二次蒸汽冷凝相變產(chǎn)生的冷凝液,快速及時(shí)排出,減小了搭橋液對(duì)傳熱的影響;從而極大的提高了蒸發(fā)換熱效率,解決了現(xiàn)有相變板式蒸發(fā)器換熱效率不高的問題。
本實(shí)用新型是通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的:
一種高效相變板式蒸發(fā)器,包括多個(gè)蒸發(fā)換熱板片,所述蒸發(fā)換熱板片設(shè)在前端板和后端板之間,所述前端板和后端板通過拉桿連接,所述蒸發(fā)換熱板片頂端中央設(shè)有懸掛孔,底端中央設(shè)有定位孔,蒸發(fā)換熱板片通過懸掛孔與支柱上端固定連接的上導(dǎo)軌懸掛連接,通過定位孔與支柱下端固定連接的下導(dǎo)軌連接;所述支柱固定連接在底座上;所述蒸發(fā)換熱板片分為蒸發(fā)側(cè)和冷凝側(cè);蒸發(fā)側(cè)為待蒸發(fā)原液吸熱發(fā)生蒸發(fā)相變的一側(cè),所述蒸發(fā)側(cè)設(shè)有原液入口和濃縮液出口各一個(gè),并設(shè)有兩個(gè)蒸汽出口;原液入口和濃縮液出口分別設(shè)在蒸發(fā)換熱板片底端左右兩側(cè),蒸汽出口設(shè)在蒸發(fā)換熱板片頂端左右兩側(cè);所述蒸發(fā)側(cè)由下至上依次為原液入口或濃縮液出口、下導(dǎo)流區(qū)、傳熱區(qū)、上導(dǎo)流區(qū)、蒸汽出口;所述下導(dǎo)流區(qū)和部分傳熱區(qū)被中央的分隔槽分隔為左右兩部分;原液入口、下導(dǎo)流區(qū)、傳熱區(qū)、上導(dǎo)流區(qū)、蒸汽出口和濃縮液出口相連通,構(gòu)成待蒸發(fā)原液及其吸熱發(fā)生蒸發(fā)相變、汽液分離后的蒸汽、濃縮液的流通通道;所述冷凝側(cè)為高溫二次蒸汽放熱發(fā)生冷凝相變的一側(cè),冷凝側(cè)設(shè)有二次蒸汽入口、二次蒸汽出口各一個(gè),所述二次蒸汽入口設(shè)在蒸發(fā)換熱板片頂端中央,二次蒸汽出口設(shè)在蒸發(fā)換熱板片底端中央,所述冷凝側(cè)由上至下依次為相連通的二次蒸汽入口、上導(dǎo)流區(qū)、傳熱區(qū)、下導(dǎo)流區(qū)、二次蒸汽出口,構(gòu)成了高溫二次蒸汽及其發(fā)生冷凝相變后的低溫二次蒸汽和冷凝液的流通通道。
所述的前端板設(shè)有原液入口、濃縮液出口、蒸汽出口、二次蒸汽入口和二次蒸汽出口。
所述的后端板在蒸發(fā)換熱板片的濃縮液出口、蒸汽出口對(duì)應(yīng)的位置處分別設(shè)置有濃縮液出口法蘭視鏡、蒸汽出口法蘭視鏡。
本實(shí)用新型的有益效果如下:
本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、不易結(jié)垢、易于拆洗和維護(hù),通過對(duì)板式蒸發(fā)器管道的合理布置和流道的優(yōu)化設(shè)計(jì),使得蒸發(fā)側(cè)溶液蒸發(fā)濃縮產(chǎn)生的蒸汽、濃縮液分別向上、下不同方位出口流動(dòng),將溶液中的蒸汽迅速的分離導(dǎo)出,避免了氣泡凝聚,減小了囊狀氣泡對(duì)傳熱的影響,同時(shí)高效地實(shí)現(xiàn)沸騰傳熱和汽液分離;并且,使得冷凝側(cè)高溫二次蒸汽冷凝相變產(chǎn)生的冷凝液,快速及時(shí)排出,減小了搭橋液對(duì)傳熱的影響;從而極大的提高了蒸發(fā)換熱效率,解決了現(xiàn)有相變板式蒸發(fā)器換熱效率不高的問題。
附圖說明:
圖1是本實(shí)用新型板式蒸發(fā)器的主視圖;
圖2是本實(shí)用新型板式蒸發(fā)器的左視圖;
圖3是本實(shí)用新型板式蒸發(fā)器的右視圖;
圖4是本實(shí)用新型板式蒸發(fā)器的蒸發(fā)換熱板片主視圖。
其中,1、前端板,2、蒸發(fā)換熱板片,3、后端板,4、支柱,5、上導(dǎo)軌,6、拉桿,7、下導(dǎo)軌,8、底座,9、原液入口,10、蒸汽出口,11、濃縮液出口,12、二次蒸汽入口,13、二次蒸汽出口,14、蒸汽出口法蘭視鏡,15、濃縮液出口法蘭視鏡,16、上導(dǎo)流區(qū),17、下導(dǎo)流區(qū),18、傳熱區(qū),19、分隔槽,20、懸掛孔,21、定位孔。
具體實(shí)施方式:
以下是對(duì)本實(shí)用新型的進(jìn)一步說明,而不是對(duì)本實(shí)用新型的限制。
如圖1-圖4所示的一種高效相變板式蒸發(fā)器,包括多個(gè)蒸發(fā)換熱板片2,所述蒸發(fā)換熱板片2設(shè)在前端板1和后端板3之間,所述前端板1和后端板3通過拉桿6連接,所述蒸發(fā)換熱板片2頂端中央設(shè)有懸掛孔20,底端中央設(shè)有定位孔21,蒸發(fā)換熱板片2通過懸掛孔20與支柱4上端固定連接的上導(dǎo)軌5懸掛連接,通過定位孔21與支柱4下端固定連接的下導(dǎo)軌7連接;所述支柱4固定連接在底座8上;所述蒸發(fā)換熱板片2分為蒸發(fā)側(cè)和冷凝側(cè);蒸發(fā)側(cè)為待蒸發(fā)原液吸熱發(fā)生蒸發(fā)相變的一側(cè),所述蒸發(fā)側(cè)設(shè)有原液入口9和濃縮液出口11各一個(gè),并設(shè)有兩個(gè)蒸汽出口10;原液入口9和濃縮液出口11分別設(shè)在蒸發(fā)換熱板片2底端左右兩側(cè),蒸汽出口10設(shè)在蒸發(fā)換熱板片2頂端左右兩側(cè);所述蒸發(fā)側(cè)由下至上依次為原液入口9或濃縮液出口11、下導(dǎo)流區(qū)17、傳熱區(qū)18、上導(dǎo)流區(qū)16、蒸汽出口10;所述下導(dǎo)流區(qū)17和部分傳熱區(qū)18被中央的分隔槽19分隔為左右兩部分;原液入口9、下導(dǎo)流區(qū)17、傳熱區(qū)18、上導(dǎo)流區(qū)16、蒸汽出口10和濃縮液出口11相連通,構(gòu)成待蒸發(fā)原液及其吸熱發(fā)生蒸發(fā)相變、汽液分離后的蒸汽、濃縮液的流通通道;所述冷凝側(cè)為高溫二次蒸汽放熱發(fā)生冷凝相變的一側(cè),冷凝側(cè)設(shè)有二次蒸汽入口12、二次蒸汽出口13各一個(gè),所述二次蒸汽入口12設(shè)在蒸發(fā)換熱板片2頂端中央,二次蒸汽出口13設(shè)在蒸發(fā)換熱板片2底端中央,所述冷凝側(cè)由上至下依次為相連通的二次蒸汽入口12、上導(dǎo)流區(qū)16、傳熱區(qū)18、下導(dǎo)流區(qū)17、二次蒸汽出口13,構(gòu)成了高溫二次蒸汽及其發(fā)生冷凝相變后的低溫二次蒸汽和冷凝液的流通通道。
所述的前端板1設(shè)有原液入口9、濃縮液出口11、蒸汽出口10、二次蒸汽入口12和二次蒸汽出口13。
所述的后端板在蒸發(fā)換熱板片2的濃縮液出口11、蒸汽出口10對(duì)應(yīng)的位置處分別設(shè)置有濃縮液出口法蘭視鏡15、蒸汽出口法蘭視鏡14。
具體工作過程如下:待蒸發(fā)濃縮的原液由蒸發(fā)側(cè)底部左側(cè)的原液入口9進(jìn)入,經(jīng)過左側(cè)下導(dǎo)流區(qū)配流后,均勻進(jìn)入左側(cè)傳熱區(qū),向上流動(dòng)至分隔槽上部,向右流動(dòng)進(jìn)入右側(cè)傳熱區(qū),然后向下流動(dòng),流動(dòng)過程中溶液被冷凝側(cè)的二次蒸汽入口12進(jìn)入的高溫二次蒸汽連續(xù)加熱,不斷發(fā)生蒸發(fā)相變,蒸發(fā)濃縮后的濃縮液由右側(cè)下導(dǎo)流區(qū)匯流后,經(jīng)濃縮液出口11排出,大部分蒸發(fā)出來的相變蒸汽,在傳熱區(qū)18上部與溶液實(shí)現(xiàn)汽液分離,經(jīng)上導(dǎo)流區(qū)16匯流后,通過頂部?jī)蓚?cè)的蒸汽出口10排出。高溫二次蒸汽由冷凝側(cè)的頂部中央的二次蒸汽入口12進(jìn)入,經(jīng)過上導(dǎo)流區(qū)16配流后,均勻進(jìn)入傳熱區(qū)18與蒸發(fā)側(cè)液體進(jìn)行熱交換,發(fā)生冷凝相變,然后經(jīng)換熱后的低溫二次蒸汽和冷凝水經(jīng)過下導(dǎo)流區(qū)17匯流后,由底部中央的二次蒸汽出口13排出。