本發(fā)明涉及蒸發(fā)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種豎管降膜蒸發(fā)器。

背景技術(shù)：

通常豎管降膜蒸發(fā)器是直立式的圓形固定管板換熱器，作為一種高效蒸發(fā)設(shè)備以其特有的優(yōu)點(diǎn)逐漸被廣泛應(yīng)用于石油化工以及冶金、輕工、食品加工、醫(yī)藥、海水淡化、污水處理等領(lǐng)域。

降膜蒸發(fā)器的傳熱效果受換熱管中液體流速及液膜厚度的影響。液體沿著管內(nèi)壁向下流時(shí)，被引入換熱管外表面的熱能加熱，一旦液體達(dá)到沸點(diǎn)，部分液體被蒸發(fā)成水蒸氣，水蒸氣和液體一起沿著換熱管內(nèi)表面流下，由于降膜蒸發(fā)器進(jìn)行的是膜狀蒸發(fā)，所以降膜蒸發(fā)器的熱交換強(qiáng)度和生產(chǎn)能力實(shí)質(zhì)上決定于液體沿?zé)峤粨Q管上分布的均勻程度，所謂均勻分布是指液體均勻地分布在全部管子上、沿每根管子周邊均勻分布并在整個(gè)管子長(zhǎng)度上保持住，各管子間液體分布的不均勻會(huì)導(dǎo)致給料不足的管子“干壁”和結(jié)垢現(xiàn)象而使其余管子的液膜過厚。

傳統(tǒng)的降膜蒸發(fā)器在蒸發(fā)器頂部安裝分布板以使液體均勻分配到所有垂直換熱管中。液體進(jìn)入分布板頂部，因?yàn)橹亓ψ饔?，穿過分布板上的小孔流下，分布板上小孔的數(shù)目、尺寸和排列方向決定了進(jìn)入每根換熱管的液體分配情況。由于液體通常含有溶解的和懸浮的固體，因此常在分布裝置內(nèi)部結(jié)垢，影響液體分布的均勻性，同時(shí)也影響了分布裝置的壽命。

CN201949666U涉及一種降膜蒸發(fā)器的液體分布器，分配槽底部設(shè)有分布孔，分配槽上部設(shè)有管箱，一根進(jìn)液管穿過管箱頂部伸入分配槽中，液體下落成膜穩(wěn)定，不受內(nèi)部壓力波動(dòng)影響；專利CN201368685Y 設(shè)計(jì)了一種專門用于降膜蒸發(fā)器的液體分布器，圓形分布板固定于上圓形管板上，分布板上有噴灑孔；專利CN2922984Y提供一種沸點(diǎn)進(jìn)料降膜蒸發(fā)用料液分布器，包括噴頭、帶平衡管的分布盤，噴頭位于帶平衡管的分布盤正上方，并與帶平衡管的分布盤相對(duì)設(shè)置；專利CN201235234Y提供了一種降膜蒸發(fā)器的液體分布裝置，所述殼體上部設(shè)有管式分布器，在管式分布器下方固定連接盤式分布器。上述專利噴頭或管式分布器都采用多孔設(shè)計(jì)，分布盤采用細(xì)孔設(shè)計(jì)容易堵塞。

專利CN 201949664U提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工安裝方便、液體分布率高、布膜均勻、不易堵塞易清洗的降膜蒸發(fā)器的分布器，即一種降膜蒸發(fā)器的分布器，包括進(jìn)料管以及均布滿盤孔的上分布盤和下分布盤，上分布盤和下分布盤設(shè)置在管板上方，管板上設(shè)置有降液管，在進(jìn)料管和上分布盤之間設(shè)置有分散盤，在上分布盤和下分布盤之間設(shè)置有布滿盤孔的中分布盤；專利CN201387271Y提供一種降膜蒸發(fā)器的液體分布裝置，是專為大型豎管降膜蒸發(fā)器而研制的，主要包括由進(jìn)口管和總管及其兩側(cè)的支管構(gòu)成的噴灑裝置、上下兩層分布盤及插頭分布器；專利CN201387271Y公開了一種降膜蒸發(fā)器的液體分布裝置，包括進(jìn)管口、總管、支管、上分布盤、拉桿、定距管、下分布盤和插頭分布器，在進(jìn)口管下端連接一總管，總管的兩側(cè)設(shè)有支管，在每根支管徑向下部的范圍內(nèi)設(shè)有液流孔，在總管和支管的下方設(shè)有上分布盤和下分布盤，上、下分布盤通過拉桿和定距管固定在上管板上，在位于上管板上的換熱管的頂端設(shè)有插頭分布器。此種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，液體分布率高，成膜均勻，但物料通過總管以及兩側(cè)的支管時(shí)容易造成堵塞，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，不易清洗，成本高。

性能優(yōu)良的豎管降膜蒸發(fā)器液體分布必須滿足：(1)操作可行性：保持分布器各流道暢通無阻，防止結(jié)垢、結(jié)晶、結(jié)焦、聚合、固化、沉淀、發(fā)泡、閃蒸、腐蝕等現(xiàn)象的產(chǎn)生而導(dǎo)致飛濺、霧化、夾帶、堵塞以致崩潰、倒塌而破壞了液體的正常流動(dòng)和均勻分布；(2)分布均勻：液體均勻分布的三條標(biāo)準(zhǔn)是：足夠的分布點(diǎn)密度；分布點(diǎn)分布的 幾何均勻性；淋降點(diǎn)間流量的均勻性。

對(duì)于豎管降膜蒸發(fā)器，分布點(diǎn)在蒸發(fā)器截面上的幾何均勻分布是較之分布點(diǎn)密度更為重要的問題，最常見的情況是壁區(qū)分布點(diǎn)不足。這是因?yàn)楸M管靠壁數(shù)厘米范圍，寬度不大，但占容器截面積比例是可觀的。因此對(duì)于傳統(tǒng)的圓形管板的降膜蒸發(fā)器由于圓形結(jié)構(gòu)上的原因，不能實(shí)現(xiàn)100％的均勻程度。另外由于液體從豎管降膜蒸發(fā)器頂部進(jìn)口管碰撞擋板后有一個(gè)自軸心向周邊方向的分速度，所以液體將在分布板上沿徑向向周邊聚集,使其邊緣上的液面高度高于中心部分，這樣會(huì)使管板邊緣上的管子的受液量較大，造成液體分布的不均勻。

綜上所述，上述的幾種液體分布器雖可以在單根管子內(nèi)壁形成均勻的液膜，但就蒸發(fā)器整體而言，液體分布均勻性差、流動(dòng)阻力大，易堵塞，處理不清潔的物料時(shí)適應(yīng)性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明的目的是提供一種豎管降膜蒸發(fā)器，以克服現(xiàn)有技術(shù)中液體分布均勻性差、流動(dòng)阻力大，易堵塞，適應(yīng)性差，換熱效果差以及換熱效率低等問題。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種豎管降膜蒸發(fā)器，包括蒸發(fā)器外殼、管板、蒸發(fā)管和液體分布器；所述管板設(shè)在所述蒸發(fā)器外殼的上部，所述蒸發(fā)管為多個(gè)，多個(gè)蒸發(fā)管豎直排列在所述蒸發(fā)器外殼內(nèi)且所述蒸發(fā)管的上端穿過所述管板，所述液體分布器設(shè)在所述蒸發(fā)器外殼的上部且位于所述管板的上方；所述液體分布器包括從上到下依次連通的一個(gè)進(jìn)液管、一個(gè)主槽和多個(gè)分槽，所述主槽和分槽均為長(zhǎng)條狀且所述分槽垂直于所述主槽，所述主槽通過主槽布液孔與所述分槽連通，所述分槽的兩側(cè)均設(shè)有呈直線排布的多個(gè)分槽側(cè)孔。

優(yōu)選地，所述分槽為三個(gè)且三個(gè)分槽長(zhǎng)度相等，三個(gè)分槽沿所述 主槽的長(zhǎng)度方向均勻排布且所述分槽的中間處與所述主槽連通。

優(yōu)選地，所述管板為矩形。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)器外殼包括筒體和封頭，所述筒體為由四塊平板組成的長(zhǎng)方體，所述封頭為平板、圓弧形板或蝶形板。

優(yōu)選地，多個(gè)蒸發(fā)管均勻排布，所述蒸發(fā)管通過焊接或漲接的方式與所述管板密封連接。

優(yōu)選地，所述蒸發(fā)管的上端設(shè)有導(dǎo)流裝置。

優(yōu)選地，所述主槽布液孔設(shè)在所述主槽的底部或兩側(cè)。

優(yōu)選地，所述主槽布液孔的孔徑為10mm～30mm，所述分槽側(cè)孔的孔徑為12mm～36mm。。

(三)有益效果

本發(fā)明的豎管降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工和安裝方便，整體液體分布率高，布膜均勻，不易堵塞，易清洗，換熱效果好，換熱效率高。其液體分布器適用于大液量或物料較臟的場(chǎng)合，液體通過導(dǎo)液板呈膜狀流下，均勻地分布到管板上，使原先的點(diǎn)狀分布變成線分布，溢流槽式分布器有良好的液體分布性能，具有高度低、操作彈性大和防堵性能好等優(yōu)點(diǎn)；液體分布器下方的管板為矩形，從多個(gè)分槽流出的液體呈膜狀，線分布于矩形管板，液體在矩形管板上橫向水平面狀均勻移動(dòng)、布料，這樣液體分布點(diǎn)密度、分布的幾何均勻性和淋降點(diǎn)間流量的均勻性都大大提高。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例的豎管降膜蒸發(fā)器的正視圖；

圖2為圖1的A-A方向的剖視圖；

圖3為本發(fā)明實(shí)施例的豎管降膜蒸發(fā)器的側(cè)視圖。

圖中，1：蒸發(fā)管；2：導(dǎo)流裝置；3：管板；4：分槽；5：主槽；6：蒸發(fā)器外殼；7：進(jìn)液管；8：溢流通道；9：防沖板；10：分槽側(cè)孔；11：主槽布液孔；12：管板液面；13：分槽液膜管板分布線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)描述。以下實(shí)施例用于說明本發(fā)明，但不能用來限制本發(fā)明的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。此外，在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

如圖1-3所示，本實(shí)施例的豎管降膜蒸發(fā)器包括：蒸發(fā)器外殼6、管板3、蒸發(fā)管1和液體分布器。

蒸發(fā)器外殼6包括：筒體和封頭，其內(nèi)部由布膜室、加熱室和分離室三大部分組成，其中布膜室位于蒸發(fā)器最頂部的封頭內(nèi)，即頂部的封頭、管板3和筒體形成的空間為布膜室，布膜室設(shè)置有液體分布器，液體分布器將循環(huán)進(jìn)入布膜室的液體進(jìn)行多級(jí)均勻分布后由重力自然成膜，要求液膜需均勻、穩(wěn)定，不能在加熱管內(nèi)出現(xiàn)“干壁”現(xiàn)象，液體分布器下方設(shè)置有管板3；筒體為由四塊平板組成的長(zhǎng)方體，封頭為平板、圓弧形板或蝶形板；管板3設(shè)在蒸發(fā)器外殼6的上部，管板3為矩形，優(yōu)選為長(zhǎng)方形，這樣從多個(gè)分槽5流出的液體呈膜狀，線分布于方形管板3，液體在方形管板上形成管板液面12，呈橫向水平面狀均勻移動(dòng)、布料，這樣液體分布點(diǎn)密度、分布的幾何均勻性和淋降點(diǎn)間流量的均勻性都大大提高；蒸發(fā)管1為多個(gè)，多個(gè)蒸發(fā)管1 豎直排列在蒸發(fā)器外殼6內(nèi)且多個(gè)蒸發(fā)管1均勻排布，蒸發(fā)管1的上端穿過管板3，即在管板3上設(shè)置多個(gè)蒸發(fā)管孔，蒸發(fā)管1的上端從蒸發(fā)管孔中伸出，蒸發(fā)管1通過焊接或漲接的方式與管板3密封連接。蒸發(fā)管1的上端設(shè)有導(dǎo)流裝置2；液體分布器設(shè)在蒸發(fā)器外殼6的上部且位于管板3的上方。

液體分布器包括：從上到下依次連通的一個(gè)進(jìn)液管7、一個(gè)主槽5(一級(jí)槽)和多個(gè)分槽4(二級(jí)槽)，主槽5和分槽4均為窄長(zhǎng)條狀且分槽4垂直于主槽5，主槽5通過主槽布液孔11與分槽4連通，主槽布液孔11設(shè)在主槽5的底部或兩側(cè)，本實(shí)施例中主槽5采用底孔式布液結(jié)構(gòu)，如主槽5采用側(cè)孔式布液的話相對(duì)于底孔式布液，側(cè)孔式布液雖結(jié)構(gòu)復(fù)雜，但它有利于液體中的固體顆粒和絮狀物等臟物的沉降聚集到主槽5底部，避免了上述臟物進(jìn)入蒸發(fā)管1影響傳熱，分槽4采用側(cè)孔擋板式布液結(jié)構(gòu)，分槽4的兩側(cè)均設(shè)有呈直線排布的多個(gè)分槽側(cè)孔10，分槽4中液體靠重力分布，液體從分槽側(cè)孔10噴出后直接打在擋液板上，使得分布點(diǎn)成線分布，主槽5和分槽4均設(shè)有溢流通道8，溢流通道8為靠槽上邊緣的出口堰，出口堰為矩形堰、V型堰和圓底矩形堰，主槽5內(nèi)設(shè)有防沖板9。本實(shí)施例中分槽4優(yōu)選為三個(gè)且三個(gè)分槽4長(zhǎng)度相等，主槽5也可以為多個(gè)，三個(gè)分槽4沿主槽5的長(zhǎng)度方向均勻排布且分槽4的中間處與主槽5連通，液體由進(jìn)液管7先進(jìn)入主槽5(一級(jí)槽)，通過主槽5的主槽布液孔11分別流入三個(gè)分槽4(二級(jí)槽)，這樣液體在管板3上可以形成六條等距的分槽液膜管板分布線13；主槽布液孔11的孔徑大于5mm，優(yōu)選為10mm～30mm，分槽側(cè)孔10的孔徑大于10mm，優(yōu)選為12mm～36mm。

本實(shí)施例的豎管降膜蒸發(fā)器在使用過程中，通過進(jìn)液管7將液體輸入槽式的液體分布器(即包括主槽5和分槽4的液體分布器)，由于槽式的液體分布器由二級(jí)組成，主槽5采用底孔式或側(cè)孔式布液，而分槽4采用側(cè)孔擋板式布液結(jié)構(gòu)，主槽5和分槽4也開有溢流通道8，溢流通道8為靠槽上邊緣的出口堰，出口堰常用的形式有矩形堰、V 型堰和圓底矩形堰，因此，槽式的液體分布器適用于大液量或物料較臟的場(chǎng)合，分槽4與管板3的液體下落距離可以很小，液體通過導(dǎo)液擋板呈膜狀流下，均勻地分布到矩形管板3上，使原先的點(diǎn)狀分布變成線分布，從分布器呈膜狀下落的液體在矩形管板上形成均勻排布的幾條液線，這幾條液線液體再以方形面狀向兩側(cè)流動(dòng)，這樣方形面狀液流在矩形管板3上分布無死角而更加均勻，解決了傳統(tǒng)圓形管板壁區(qū)分布點(diǎn)不足的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)在管板3上液體達(dá)到100％的均勻程度。因此，槽式的液體分布器有良好的液體分布性能，具有高度低、操作彈性大和防堵性能好等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的豎管降膜蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工和安裝方便，整體液體分布率高，布膜均勻，不易堵塞，易清洗，換熱效果好，換熱效率高。其液體分布器適用于大液量或物料較臟的場(chǎng)合，液體通過導(dǎo)液板呈膜狀流下，均勻地分布到管板上，使原先的點(diǎn)狀分布變成線分布，溢流槽式分布器有良好的液體分布性能，具有高度低、操作彈性大和防堵性能好等優(yōu)點(diǎn)；液體分布器下方的管板為矩形，從多個(gè)分槽流出的液體呈膜狀，線分布于矩形管板，液體在矩形管板上橫向水平面狀均勻移動(dòng)、布料，這樣液體分布點(diǎn)密度、分布的幾何均勻性和淋降點(diǎn)間流量的均勻性都大大提高。

本發(fā)明的實(shí)施例是為了示例和描述起見而給出的，而并不是無遺漏的或者將本發(fā)明限于所公開的形式。很多修改和變化對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言是顯而易見的。選擇和描述實(shí)施例是為了更好說明本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，并且使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明從而設(shè)計(jì)適于特定用途的帶有各種修改的各種實(shí)施例。