[发明专利]外循环石墨制列管蒸发器

说明书

技术领域

本发明涉及化工设备领域，是一种外循环石墨制列管蒸发器。适用于强腐蚀性化工原料的蒸发、浓缩工艺。 

背景技术

在化工生产中，现有蒸发、浓缩装置，常规设备采用三效蒸发，需一效蒸发、二效蒸发、三效蒸发以及干燥器，逐级进行蒸发、浓缩、干燥，其不足之处是装置产能小，能耗高，成本高。设备占地面积大，设备需建设厂房100㎡左右。三效蒸发装置蒸发段有4米高，大大的占用了厂房的空间，生产效率低，如氟硅酸镁浓缩工艺中，蒸汽压力需达到0.5Mpa，产产品为2t/h，蒸汽用量与产品产出比为1：0.3。多效蒸发，需要多个蒸发器，每一效都存在沸点上升或传热温度差损失，且效数愈多，其生产能力更趋减小。多效蒸发中随着效数的增加，各效传热温度差损失之和ΣΔ₁增加，各效总有效传热温度差ΣΔl₁减小，蒸发的生产能力降低。极限情况下，若由于效数的增加使ΣΔ₁→Δl_r，则∑Δt_i→0蒸发操作将无法进行，因此，多效蒸发的效数存在一定的限制。 

专利号为CN103041605A的“高效内循环蒸发分离塔”；包括筒体，筒体下端与分离器固连，在分离器下端设有浓缩出口。在筒体上设有蒸汽入口，下部设有蒸汽出口；至少3块循环加热块置于筒体内，加热块上方设有上分离器，上分离器与筒体固连，在上分离器下部设有物料入口，同时在上分离器上端设有气体出口。加热块下方设有下分离器，下分离器设有物料出口。“高效内循环蒸发分离塔”的缺点是：设备笨重、制作成本高、换热效率低、石墨块容易炸裂、使用寿命短。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种效率高、成本低、耐腐能力强、耐负压操作能力强、使用寿命长的外循环石墨制列管蒸发器。 

解决其技术问题采用的技术方案是：一种外循环石墨制列管蒸发器，其特征是，它包括筒体，所述筒体的上部设有蒸汽入口、下部设有冷凝水出口，筒体外固连支耳，在筒体上方设置的固定管板与筒体密封固连；固定管板上方设置的防腐闪蒸室与固定管板密封固连，防腐闪蒸室的顶部设有气体物料出口、下方设有液体物料进口；防腐闪蒸室下方另一侧设有防腐外循环管；防腐外循环管另一端与防腐沉降室密封固连；石墨换热管穿过折流板置于筒体内，石墨换热管的上端穿装在固定管板设置的过流孔内、且与固定管板密封固连；固定管板设有与石墨换热管相对应的过流孔；石墨换热管的下端穿装在浮动管板设置的过流孔内与浮动管板密封固连。浮动管板设有与石墨换热管相对应的过流孔；还包括防腐沉降室和浮动管板；所述防腐沉降室的底部设有物料出口，防腐沉降室的一侧设有防腐外循环管的连接口；防腐沉降室置于筒体的下方与筒体密封固连，浮动管板同时置于筒体和防腐沉降室内、并同时与筒体和防腐沉降室滑动密封连接。 

本发明的外循环石墨制列管蒸发器的优点体现在： 

1.由于采用防腐沉降室与筒体密封固连的结构，使得固定管板只承受来自于浮动部分的自身重量、壳层介质重量、壳程与管程压力差等方面的载荷，从而改善了石墨换热管与固定管板粘结处的受力条件，有效的减轻了石墨换热管与固定管板粘结处的受力，使用压力可以达到1.0MPa； 

2.由于选用石墨管的长度不超过1.2米；通过控制换热管长度的方式，减少因膨胀系数差异引起的伸缩总量差异；从而有效的控制热应力的破坏； 

3.特别是本发明突破了现有石墨材料不能制成列管换热设备，不能应用到高温、高压中使用的传统思维定式的束缚，将本发明在强腐蚀性化工原料的高温、高压蒸发、浓缩工艺中获得了成功，节约了制作成本； 

4.由于换热管与管板处粘结处的受力情况的改善，保证了在减少部分零件的厚度的情况下也可满足设计的强度要求，减少了固定管板和浮动管板的厚度，同时石墨列管设备的造价 远低于圆块孔设备；而换热效率却远高于圆块孔设备；同等体积的设备产量高出2倍多,使用中避免了圆块孔式设备间歇式生产，换热块经常炸裂的情况,使用寿命为圆块孔式设备的4倍以上； 

5.由于防腐闪蒸室、防腐沉降室、防腐外循环管均采用Q235B钢制作，内衬F30，其耐温、耐压、耐腐蚀能力都高于传统的橡胶村里，性能接近于聚四氟乙烯，最为突出的是耐负压能力，可以在绝对真空的条件下长期正常工作； 

6.具有使用寿命长、设备重量轻、分离浓缩效率高、成本低的优点。 

附图说明

图1为本发明外循环石墨制列管蒸发器的结构示意图。