不結(jié)垢加熱組件、包含它的蒸發(fā)結(jié)晶裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種不結(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強(qiáng)制循環(huán)泵與下循環(huán)進(jìn)料管連通；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)罐出料端通過分布器與熱交換管聯(lián)通。通過使用本申請(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。
【專利說明】
不結(jié)垢加熱組件、包含它的蒸發(fā)結(jié)晶裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種不結(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)】
[0002]蒸發(fā)結(jié)晶裝置的加熱器存在著不同程度的結(jié)垢問題，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)垢問題非常突出。結(jié)垢是蒸發(fā)結(jié)晶裝置中常見的現(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。
[0003]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。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(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。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(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強(qiáng)制循環(huán)栗與下循環(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)栗的推動(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)罐出料端通過分布器與熱交換管聯(lián)通，所述惰性固體顆粒通過分布器均勻分布于熱交換管內(nèi)并與原液混合。
[0006]通過使用本申請(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。
[0007]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。
[0008]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?；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。這樣的設(shè)計(jì)是對(duì)方案的一種優(yōu)化。
[0009]作為優(yōu)選地，所述惰性固體顆粒為尺寸在I?1mm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。
[0010]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。
[0011]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。
[0012]—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)栗連通，另一端與結(jié)晶器未結(jié)晶原料出口連通，所述結(jié)晶器底部通過晶漿栗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)。
[0013]作為優(yōu)選地，所述結(jié)晶器上端通過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。
[0014]作為優(yōu)選地，所述冷凝水罐出水口與冷凝水栗連接。這樣的設(shè)計(jì)利于冷凝水從冷凝水栗排除。
[0015]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果在于:通過使用本申請(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。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]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、冷凝水栗;9、晶漿栗；10、下循環(huán)進(jìn)料管；11、強(qiáng)制循環(huán)栗；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】
[0018]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的【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明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0019]如圖1所示，一種不結(jié)垢加熱組件，包括加熱器I和設(shè)置在加熱器I內(nèi)的熱交換管16，所述熱交換管16的入料端通過強(qiáng)制循環(huán)栗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)栗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出料端通過分布器與熱交換管16聯(lián)通，所述惰性固體顆粒通過分布器均勻分布于熱交換管16內(nèi)并與原液混合。
[0020]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。
[0021]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)顆粒或者絲網(wǎng)與上述四種顆粒的任意組合。
[0022 ]所述惰性固體顆粒為尺寸在I?I Omm的顆粒。
[0023]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。
[0024]所述固液分離器上部設(shè)有氣液出料端，所述加熱器I上設(shè)有蒸汽入口和冷凝水出
□ O
[0025]—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—端與強(qiáng)制循環(huán)栗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底部通過晶漿栗9與濃晶漿料出口連通。
[0026]所述結(jié)晶器3上端通過二次蒸汽管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。
[0027]所述冷凝水罐6出水口與冷凝水栗8連接。
[0028]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)開啟加熱器I上蒸汽入口的進(jìn)蒸汽閥門，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)栗11的抽吸作用下進(jìn)入加熱器I進(jìn)行換交熱，顆粒儲(chǔ)罐14中的惰性固體顆粒通過第一粗分布器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)栗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)栗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、液兩相則通過上循環(huán)管2排出進(jìn)入下一工序。
[0029]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)，開啟真空機(jī)組7對(duì)裝置抽真空，同時(shí)開啟加熱器I上蒸汽入口的進(jìn)蒸汽閥門，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)栗11的抽吸作用下進(jìn)入加熱器I進(jìn)行熱交換，顆粒儲(chǔ)罐14中的惰性固體顆粒通過第一粗分布器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I?1mm)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)栗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)栗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、液兩相則通過上循環(huán)管2進(jìn)入結(jié)晶器3，過熱的料液在結(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后通過冷凝水栗8排出系統(tǒng)。濃縮晶漿經(jīng)由晶漿栗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I進(jìn)行再次熱交換。
[0030]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)程的大功率軸流栗，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)栗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。
[0031]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。
[0032]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。
[0033]以上所述僅是本發(fā)明的優(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)人員來說，在不脫離本發(fā)明技術(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)視為發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種不結(jié)垢加熱組件，其特征在于: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強(qiáng)制循環(huán)栗與下循環(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)栗的推動(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)罐出料端通過分布器與熱交換管聯(lián)通，所述惰性固體顆粒通過分布器均勻分布于熱交換管內(nèi)并與原液混合。2.如權(quán)利要求1所述的不結(jié)垢加熱組件，其特征在于: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。3.如權(quán)利要求1或2所述的不結(jié)垢加熱組件，其特征在于: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。4.如權(quán)利要求3所述的不結(jié)垢加熱組件，其特征在于:所述惰性固體顆粒為尺寸在I?I Omm的顆粒。5.如權(quán)利要求4所述的不結(jié)垢加熱組件，其特征在于:所述惰性固體顆粒與原液的體積比為5%?15%。6.如權(quán)利要求5所述的不結(jié)垢加熱組件，其特征在于: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。7.—種蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其包括如權(quán)利要求6所述的不結(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)栗連通，另一端與結(jié)晶器未結(jié)晶原料出口連通，所述結(jié)晶器底部通過晶漿栗與濃晶漿料出口連通。8.如權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其特征在于:所述結(jié)晶器上端通過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。9.如權(quán)利要求8所述的蒸發(fā)結(jié)晶裝置，其特征在于:所述冷凝水罐出水口與冷凝水栗連接。
【文檔編號(hào)】B01D9/02GK105833563SQ201610313589
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月12日
【發(fā)明人】胡繼忠
【申請(qǐng)人】江陰市江中設(shè)備制造有限公司