專(zhuān)利名稱(chēng)：高效節(jié)能蒸發(fā)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于兩種熱交換介質(zhì)的固定板狀通道的熱交換設(shè)備。
當(dāng)前鹽化工生產(chǎn)系統(tǒng)使用的蒸發(fā)器有列管式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器、自然循環(huán)蒸發(fā)器和中間標(biāo)準(zhǔn)式循環(huán)蒸發(fā)器。這類(lèi)蒸發(fā)器的熱交換設(shè)備以列管加熱器為主，其待加熱物料是在列管內(nèi)由下向上方向流動(dòng)，而蒸汽在列管外由上向下流動(dòng)。為了強(qiáng)化物料在管內(nèi)的循環(huán)流動(dòng)，就在蒸發(fā)設(shè)備中附加強(qiáng)制循環(huán)泵，以迫使物料加速上下循環(huán)流動(dòng)，以提高其傳熱系數(shù)。
自然循環(huán)蒸發(fā)器是依靠蒸發(fā)器的沸騰室的沸騰段和降液段結(jié)構(gòu)上的變化，不用強(qiáng)制循環(huán)泵使兩段間的物料形成溫度差，造成兩段內(nèi)的物料液體密度的不同，形成推動(dòng)力使上下流動(dòng)的物料能不斷地循環(huán)蒸發(fā)，最后達(dá)到使物料脫水的目的。
這類(lèi)蒸發(fā)器的換熱器需要多根鋼管、紫銅管或合金鋼管按等邊三角形、同心圓排列并焊接在相應(yīng)的孔板上而成的。由于加熱管長(zhǎng)達(dá)5米以上，通常只能裝在相應(yīng)高度的樓房?jī)?nèi)方可操作。
這類(lèi)蒸發(fā)器的物料是在管內(nèi)流動(dòng)，蒸汽是在管外流動(dòng)，則會(huì)因管外溫度高于管內(nèi)物料溫度，使管子的內(nèi)壁在較短的運(yùn)轉(zhuǎn)期內(nèi)結(jié)垢。從而降低了金屬管的傳熱系數(shù)，使金屬管的熱傳導(dǎo)能力下降。為此必需在運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間后，要對(duì)換熱器進(jìn)行洗刷。由于蒸發(fā)器與換熱器是連接為一體的，所以洗刷只能是整體清洗，通常稱(chēng)為洗罐。洗罐操作是周期性的，雖然對(duì)提高蒸發(fā)器的傳熱效率有利，但必然會(huì)因洗罐所消耗的時(shí)間而使總生產(chǎn)效率有所下降。
此外由于蒸發(fā)器的換熱裝置的金屬管的管徑與數(shù)量，以及孔板的設(shè)計(jì)是根據(jù)要求的物料最大蒸發(fā)能力來(lái)決定的，則當(dāng)設(shè)備加工完成后其生產(chǎn)能力的大小是不能任意增減的。同時(shí)這類(lèi)蒸發(fā)設(shè)備的結(jié)構(gòu)龐大、配套廠房過(guò)高、物料及能源損耗大的缺點(diǎn)也是客觀存在的。
本實(shí)用新型的目的是要針對(duì)原有技術(shù)的不足，提供一種板式換熱器，這種板式換熱器的板間距較小，物料與蒸汽的流動(dòng)方向可隨需而變，板式換熱器的數(shù)量也可隨需而增減，將這種板式換熱器與蒸發(fā)罐可一并平置在地面上，或是在距蒸發(fā)罐2-4米范圍內(nèi)的地面上設(shè)置換熱器，從而降低了廠房的高度；這種高效節(jié)能蒸發(fā)器有較高的傳熱系數(shù)和熱利用率，且對(duì)不同的物料和生產(chǎn)能力增減具有較強(qiáng)的適應(yīng)性。
本實(shí)用新型是這樣實(shí)施的高效節(jié)能蒸發(fā)器的板式換熱器是將換熱器殼體由多塊平板分隔成2-4段，每段內(nèi)由多塊平板分隔成5-7個(gè)小隔。其中一半的小隔內(nèi)流物料，另一半的小隔內(nèi)流蒸汽，流蒸汽與流物料的小隔是互相交替的。若以設(shè)三段物料流動(dòng)的換熱器為例，其中第一段內(nèi)的新鮮蒸汽是從上向下流，殘留蒸汽流至第二段是由下向上流動(dòng)，流至第三段時(shí)必是從上向下流動(dòng)，直至排出換熱器外。而物料是從第三段的上面進(jìn)入，從下面流出進(jìn)入第二段，再?gòu)牡诙蔚纳厦媪魅氲谝欢危詈髲牡谝欢蔚南旅媪鞒?，流出的溫度最高的物料，立即進(jìn)入蒸發(fā)罐內(nèi)蒸發(fā)水份并析出結(jié)晶。
板式換熱器內(nèi)的物料與熱源的流動(dòng)方向是以相同方向或相反方向流動(dòng)的，即是隨時(shí)可以變動(dòng)的。這給不同性質(zhì)的物料蒸發(fā)工藝提供了方便。由于換熱器各段的小隔之板間距較小，使物料在小隔內(nèi)形成小湍流，所以其傳熱系數(shù)較高，熱利用率也必然大為提高。
高效節(jié)能蒸發(fā)器的安裝有兩種方式兩器平置式適用于在換熱過(guò)程中無(wú)結(jié)晶析出的物料蒸發(fā)工藝。如氯化鈣溶液的蒸發(fā)濃縮工藝?？蓪Q熱器與蒸發(fā)罐一并安裝在同一個(gè)地平線上。這樣可使用平房作蒸發(fā)車(chē)間，從而大大減少了廠房的基建投資。
兩器異位設(shè)置式適用于在換熱過(guò)程中有結(jié)晶析出的工藝，如鹽飽和鹵水的濃縮、氯化鉀溶液的蒸發(fā)濃縮。為了防止換熱過(guò)程中待蒸發(fā)的物料中析出結(jié)晶，可以將換熱器放置在地面，而將蒸發(fā)罐安裝在換熱器的上方，兩器之間接上一根2-4米長(zhǎng)的升液壓頭管，此升液壓頭管內(nèi)的液柱壓頭可使換熱器內(nèi)的水蒸汽不會(huì)逸至換熱器外，使蒸汽封閉在換熱器內(nèi)形成高蒸汽壓下的動(dòng)態(tài)循環(huán)中，則物料的晶體就不會(huì)因溶液的濃縮而析出；在平板的受熱面上也不會(huì)結(jié)垢，則可保持傳熱效率不變。這種過(guò)熱的物料溶液流經(jīng)升液壓頭管而流入蒸發(fā)罐內(nèi)即可將過(guò)熱的蒸汽逸出，則立即析出結(jié)晶，從而加快了物料的蒸發(fā)速度，縮短了物料的蒸發(fā)時(shí)間。
蒸發(fā)罐與換熱器平置安裝時(shí)，蒸發(fā)罐是平底的，換熱器的出料管插入蒸發(fā)罐的側(cè)壁，蒸發(fā)罐的蒸發(fā)完成液出口設(shè)在蒸發(fā)罐的近底處。
換熱器的右側(cè)上部設(shè)進(jìn)料管與清洗進(jìn)水管，左側(cè)上部設(shè)升液壓頭管與清洗出水管和控制閥。控制閥通常是開(kāi)啟的，只有在需清洗換熱器時(shí)需關(guān)閉此閥，將淡水從進(jìn)水管輸入，而從出水管排出。
蒸發(fā)罐與換熱器異位設(shè)置時(shí)，蒸發(fā)罐設(shè)有錐形底部，排料口設(shè)在錐底。在蒸發(fā)罐與換熱器間設(shè)一根長(zhǎng)為2-4米的升液壓頭管，升液壓頭管一端與換熱器的控制閥相連接，另一端與蒸發(fā)器的大錐形底的側(cè)面相連接。而換熱器的左右兩側(cè)的上部裝有進(jìn)出料、進(jìn)出水管與控制閥。
采用高效節(jié)能蒸發(fā)器具有以下優(yōu)點(diǎn)1、效率高蒸發(fā)工序可從換熱器至蒸發(fā)罐一次性完成，不再循環(huán)；此因換熱器的傳熱效率高，所以蒸發(fā)器的整體工作效率高。
2、節(jié)能蒸發(fā)器不含循環(huán)裝置，不需外加循環(huán)動(dòng)力，大大減少能源消耗。
3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單蒸發(fā)器系統(tǒng)僅含板式換熱器和蒸發(fā)罐，再無(wú)其他輔助裝置，所以結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單。
4、安裝方便板式換熱器一般為地面安裝，蒸發(fā)罐根據(jù)換熱器操作時(shí)是否會(huì)有結(jié)晶析出的現(xiàn)象來(lái)決定是否要裝升液壓頭管，方可決定是否要提高蒸發(fā)罐的安裝位置。即使裝了升液壓頭管，也不再需要高大的廠房。
5、操作方便操作時(shí)只需控制物料流量、蒸汽溫度，就能正常生產(chǎn)；不存在以往強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器操作時(shí)必須注意物料液面的變化，以免影響物料循環(huán)的問(wèn)題；更不必關(guān)注跑料現(xiàn)象。
采用高效節(jié)能蒸發(fā)器可免除整體清洗操作，只需定期對(duì)板式換熱器進(jìn)行淡水沖洗，清洗時(shí)不必停產(chǎn)；在保持蒸發(fā)罐繼續(xù)通蒸汽加熱的條件下，關(guān)閉升液壓頭管下端的控制閥，開(kāi)啟板式換器左右兩側(cè)的淡水進(jìn)出口閥，即可對(duì)板式換熱器的流動(dòng)物料的小隔進(jìn)行清洗。
6、適應(yīng)性強(qiáng)板式換熱器是由多塊平板分隔而成，平板的增減即是加熱面積的增減；平板間物料與蒸汽的流向可隨需而變動(dòng)。因此可使一臺(tái)蒸發(fā)器具有給多種性質(zhì)不同的物料進(jìn)行蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶之功效。
下面將根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型所指的高效節(jié)能蒸發(fā)器作詳細(xì)的闡述。
附


圖1是高效節(jié)能蒸發(fā)器的板式換熱器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與物料、蒸汽流向示意圖；附圖2是高效節(jié)能蒸發(fā)器的異位安裝示意圖；附圖3是高效節(jié)能蒸發(fā)器的平置安裝示意圖；附圖4是列管式強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
參照附
圖1高效節(jié)能蒸發(fā)器的板式換熱器3是將換熱器殼體由多塊平板10分隔成2-4段，每段內(nèi)由多塊平板10分隔成5-7個(gè)小隔11，其中一半的小隔11內(nèi)流物料M，另一半的小隔11內(nèi)流蒸汽S，流蒸汽S與流物料M的小隔11是互相交替的。若以設(shè)三段(1)(2)(3)物料M的換熱器為例，其中第一段內(nèi)的新鮮蒸汽S是從上向下流，殘留蒸汽流S至第二段是由下向上流動(dòng)，流至第三段時(shí)必是從上向下流動(dòng)，直至排出換熱器3外。而物料M是從第三段的上面進(jìn)入，從下面流出進(jìn)入第二段，再?gòu)牡诙蔚纳厦媪魅氲谝欢?，最后從第一段的下面流出換熱器3，流出的溫度最高的物料M，立即進(jìn)入蒸發(fā)罐同5內(nèi)蒸發(fā)水份并析出結(jié)晶。
板式換熱器內(nèi)的物料與蒸汽S的流動(dòng)方向是可以相同方向、相反方向流動(dòng)的，也可隨時(shí)按需變動(dòng)的。這給不同性質(zhì)的物料蒸發(fā)工藝提供了方便。由于換熱器3各段的小隔11之板間距較小，使物料M在小隔11內(nèi)形成湍流，所以其傳熱系數(shù)較高，熱利用率也必然大為提高。
高效節(jié)能蒸發(fā)器的安裝有兩種方式參照附圖3兩器平置式適用于在換熱過(guò)程中無(wú)結(jié)晶析出的物料蒸發(fā)工藝。如氯化鈣溶液的蒸發(fā)濃縮工藝。可將換熱器3與蒸發(fā)罐5一并安裝在同個(gè)地平線上。這樣可使用平房作蒸發(fā)車(chē)間，從而大大減少了廠房的基建投資。
參照附圖2兩器異位設(shè)置式適用于在換熱過(guò)程中有結(jié)晶析出的工藝，如鹽飽和鹵水的濃縮、氯化鉀溶液的蒸發(fā)濃縮。為了防止換熱過(guò)程中待蒸發(fā)的物料中析出結(jié)晶，可以將換熱器3放置在地面，面將蒸發(fā)罐5安裝在換熱器3的上方，兩器3、5間接上2-4米長(zhǎng)的升液壓頭管4，此升液壓頭管4內(nèi)的液柱壓頭可使換熱器3內(nèi)的水份蒸汽不揮發(fā)至換熱器3之外，使蒸汽封閉在換熱器3內(nèi)形成低蒸汽壓下的動(dòng)態(tài)循環(huán)中，則物料的晶體就不會(huì)因溶液的濃縮而析出結(jié)晶，平板的受熱面上也不會(huì)結(jié)垢，則可保持傳熱效率不變。這種過(guò)熱的物料溶液流經(jīng)升液壓頭管4而流入蒸發(fā)罐5內(nèi)即可將過(guò)熱的蒸汽揮發(fā)，則立即析出結(jié)晶，從而加快了物料的蒸發(fā)速度，縮短了物料的蒸發(fā)時(shí)間。
蒸發(fā)罐5與換熱器3平置安裝時(shí)，其蒸發(fā)罐5是平底的，換熱器3的出料管即升液壓頭管4縮短經(jīng)控制閥8插入蒸發(fā)罐5的側(cè)壁，蒸發(fā)罐5的蒸發(fā)完成液出口7設(shè)在蒸發(fā)罐的近底處。換熱器3的右側(cè)上部設(shè)進(jìn)料管1與清洗進(jìn)水管2，左側(cè)上部設(shè)待蒸發(fā)液出口管即是升液壓頭管4與清洗出水管9和控制閥8。控制閥8通常是開(kāi)啟的，只有在需清洗換熱器3時(shí)需關(guān)閉此控制閥8，將淡水從進(jìn)水管2輸入，而從出水管9排出，此時(shí)物料進(jìn)口閥1關(guān)閉，二次蒸汽從排汽口6排出。
蒸發(fā)罐5與換熱器3異位設(shè)置時(shí)，蒸發(fā)罐5設(shè)有錐形底部，排料口7設(shè)在錐底。在蒸發(fā)罐5與換熱器3間設(shè)一根長(zhǎng)為2-4米的升液壓頭管4，升液壓頭管4一端與換熱器3的控制閥8相連接，另一端與蒸發(fā)器5的大錐形底的側(cè)面相連接。而換熱器3的左右兩側(cè)的也裝有管道、閥門(mén)1、2、9；二次蒸汽從排汽口6排出。
參照附圖4，可見(jiàn)采用高效節(jié)能蒸發(fā)器具有以下優(yōu)點(diǎn)1、效率高蒸發(fā)工序可從換熱器至蒸發(fā)罐一次性完成，不再循環(huán)；此因換熱器的傳熱效率高，所以蒸發(fā)器的整體工作效率高。
2、節(jié)能蒸發(fā)器不含循環(huán)裝置，不需外加循環(huán)動(dòng)力，大大減少能源消耗。
3、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單蒸發(fā)器系統(tǒng)僅含板式換熱器和蒸發(fā)罐，再無(wú)其他輔助裝置，所以結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單。
4、安裝方便板式換熱器一般為地面安裝，蒸發(fā)罐根據(jù)換熱器操作時(shí)是否會(huì)有結(jié)晶析出的現(xiàn)象來(lái)決定是否要裝升液壓頭管，方可決定是否要提高蒸發(fā)罐的安裝位置。即使裝了升液壓頭管，也不再需要高大的廠房。
5、操作方便操作時(shí)只需控制物料流量、蒸汽溫度，就能正常生產(chǎn)；不存在以往循環(huán)蒸發(fā)器操作時(shí)必須注意物料液面的變化，以免影響物料循環(huán)的問(wèn)題；更不必關(guān)注跑料現(xiàn)象。免除整體清洗操作，只需定期對(duì)板式換熱器進(jìn)行淡水沖洗，清洗時(shí)不必停產(chǎn)；在保持蒸發(fā)罐繼續(xù)通蒸汽加熱的條件下，關(guān)閉升液壓頭管下端的控制閥，開(kāi)啟板式換器左右兩側(cè)的淡水進(jìn)出口閥，即可對(duì)流動(dòng)物料的小隔進(jìn)行清洗。
6、適應(yīng)性強(qiáng)板式換熱器是由多塊平板分隔而成，平板的增減即是加熱面積的增減；平板間物料與蒸汽的流向可隨需而變動(dòng)。因此可使一臺(tái)蒸發(fā)器用于多種性質(zhì)不同的物料的蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶之功效。
權(quán)利要求1.高效節(jié)能蒸發(fā)器是由換熱器、蒸發(fā)罐構(gòu)成的，其特征在于其板式換熱器(3)是將換熱器殼體由平板(10)分隔成2-4段，每段內(nèi)由平板(10)分隔成5-7個(gè)小隔(11)，流蒸汽(S)與流物料(M)的小隔(11)是互相交替的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能蒸發(fā)器，其特征在于將換熱器(3)與蒸發(fā)罐(5)一并安裝在同一個(gè)地平線上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能蒸發(fā)器，其特征在于將換熱器(3)放置在地面，而將蒸發(fā)罐(5)安裝在換熱器(3)的上方，在換熱器(3)和蒸發(fā)罐(5)之間接上一根2-4米長(zhǎng)的升液壓頭管(4)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能蒸發(fā)器，其特征在于蒸發(fā)罐(5)與換熱器(3)平置安裝時(shí)，其蒸發(fā)罐(5)是平底的，換熱器(3)的出料管即升液壓頭管(4)縮短經(jīng)控制閥(8)插入蒸發(fā)罐(5)的側(cè)壁，蒸發(fā)罐(5)的蒸發(fā)完成液出口(7)設(shè)在蒸發(fā)罐(5)的近底處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能蒸發(fā)器，其特征在于換熱器(3)的右側(cè)上部設(shè)進(jìn)料管(1)與清洗進(jìn)水管(2)，左側(cè)上部設(shè)待蒸發(fā)液出口管即是升液壓頭管(4)與清洗出水管(9)和控制閥(8)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高效節(jié)能蒸發(fā)器，其特征在于蒸發(fā)罐(5)與換熱器(3)異位設(shè)置時(shí)，蒸發(fā)罐(5)設(shè)有錐形底部，排料口(7)設(shè)在錐底；其升液壓頭管(4)的一端與換熱器(3)的控制閥(8)相連接，另一端與蒸發(fā)器(5)的大錐形底的側(cè)面相連接。
專(zhuān)利摘要高效節(jié)能蒸發(fā)器的板式換熱器是由多塊平板分隔成2—4個(gè)段,每段又分隔成5—7個(gè)小隔,流蒸汽與流物料的小隔是互相交替的,換熱器與蒸發(fā)罐可安裝在同一個(gè)地平線上,也可異位安裝。異位安裝時(shí),在換熱器與蒸發(fā)罐之間接上一根2—4米長(zhǎng)的升液壓頭管。板式換熱器裝有獨(dú)立的清洗水進(jìn)出管,所以可單獨(dú)清洗;清洗時(shí)不必停蒸汽,可連續(xù)進(jìn)行蒸發(fā)操作。高效節(jié)能蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)輔助設(shè)備,生產(chǎn)能力可變,可用于不同性質(zhì)的物料蒸發(fā),且傳熱系數(shù)高,蒸發(fā)效率高。
文檔編號(hào)B01D1/00GK2382456SQ9922823
公開(kāi)日2000年6月14日 申請(qǐng)日期1999年4月29日 優(yōu)先權(quán)日1999年4月29日
發(fā)明者李昌東, 毛善明 申請(qǐng)人:李昌東, 毛善明