[实用新型]一种用于降膜蒸发装置的料液分布成膜器

说明书

技术领域

本实用新型涉及化工领域，具体涉及一种料液分布成膜器。

背景技术

蒸发(或称浓缩)是指将含有非挥发性溶质和挥发性溶剂组成的溶液进行蒸发浓缩的过程，主要是利用加热作用使溶液中一部分溶剂汽化而获得。降膜式蒸发器采用液体降膜流动换热技术，是一种常用的蒸发设备，降膜式蒸发器的主要热阻是液膜，由于工质沿管道膜状流下，因此这部分的热阻很小，实验数据表明，降膜式蒸发的传热系数甚至比池沸腾要高，这使得降膜技术成为一种高效传热传质技术。

降膜蒸发器的热交换强度和生产能力实质上决定于液体沿热交换管上分布的均匀程度，即液体能沿每根换热管周边均匀分布并在整个管子长度上保持住。当液体不能均匀地分布在整个管表面时，则会出现“干壁”现象，换热效率下降，并影响蒸发器的正常运行。为达到均匀分布的目的，在热交换管的顶端采用不同形式的料液分布成膜装置，料液分布成膜装置的结构好坏将直接影响液体能否迅速地在管内壁成膜。随着降膜蒸发器的大型化和应用的日益广泛，合理的料液分布成膜装置的设计对降膜蒸发器的性能影响是极其重要的。

传统的溢流式布膜器，溢流形式为锯齿形，此布膜器结构简单、加工简易，液料沿锯齿的凹槽溢流到传热管内壁，料液仅受重力作用从上而下贴壁流入换热管内发生液体剥离换热管使得管壁上有部分传热面未被料液湿润，因蒸干而结垢，结垢表面反过来又阻滞了液膜的流动，从而使传热条件恶化，使得整个传热管内壁液膜厚度很难保持一个定值，布膜效率低。

传统的螺旋插件型布膜器，液体沿螺旋凹槽分布在管内，由于液膜厚度取决于螺旋槽与管壁的间隙，液膜厚度较均匀，但由于旋转流动作用有限，在小流量布膜时的效果不佳。

多层分布器使液体均匀分布于管板再由管板溢流进加热管内，由于溢流，经常会出现分布不均；料液在加热管壁成膜效果差，甚至出现干壁的问题，尤其是负荷发生变化时布料的不均匀性就更加明显。

另外，传统的溢流式布膜器、螺旋插件型布膜器、多层分布器，均存在产生的二次蒸汽容易由加热管顶端直接窜出而影响蒸发效率，且很难保证流入各个加热管的料液量相等的问题。再次，在低负荷时，换热管内的液体量很难保证相等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种用于降膜蒸发装置的料液分布成膜器，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种用于降膜蒸发装置的料液分布成膜器，包括与降膜蒸发器的换热管连接的成膜器主体，所述成膜器主体由上部筒体和下部筒体一体组成，所述上部筒体的外径大于所述下部筒体的外径，所述上部筒体的外径大于所述换热管的内径，所述下部筒体位于所述换热管内壁中；

所述下部筒体外圆周面上从上往下设有能使物料通过并在换热管内壁上形成液膜的小螺旋刻槽，所述下部筒体外圆周面上从上往下还设有大螺旋刻槽，所述大螺旋刻槽的槽距和槽宽均大于所述小螺旋刻槽，致使所述下部筒体外形成一双重导流刻槽；

所述上部筒体内竖向设有联通上部筒体顶面的料液存储总管，所述料液存储总管延伸到所述下部筒体中，所述下部筒体横向设有联通下部筒体左右圆周面的第二通孔，所述第二通孔联通所述料液存储总管。

本实用新型的成膜器主体形状为一个塞子状结构，正常使用时，成膜器主体的下部筒体与换热管紧密配合，换热管外设有管板，用于保持流体均匀流下。当液位高于料液存储总管的顶部时，液体经料液存储总管的上管口流入，然后通过第二通孔流入下部筒体，成膜器主体下端设有两种规格的螺旋刻槽，液体经小螺旋刻槽的导流加速作用后进入大螺旋刻槽，在大螺旋刻槽的二次导流加速作用下，流体的湍流程度加大，使流体快速旋转着进入换热管，强化了管内蒸发换热效率，解决传统的螺旋形插头布膜器的旋转流动作用有限，在小流量布膜时的效果不佳的缺陷。液体在重力及离心力的作用下，液体高速盘旋着进入换热管内壁，在内壁上形成厚度均匀的液膜，成膜效率高。

所述大螺旋刻槽的底部设有倾斜角，液体顺着该倾斜角顺利过渡流入换热管，更有利于成膜，避免料液仅受重力作用从上而下贴壁流入换热管内发生液体剥离换热管使得管壁上有部分传热面未被料液湿润从而影响蒸发效率。

所述上部筒上横向设有联通上部筒体左右圆周面的第一通孔，所述第一通孔联通所述料液存储总管。所述第一通孔优选位于所述上部筒体的下部位置。当液位较低情况下，可以通过第一通孔使液体流入料液存储总管内，再从第二通孔流出，这样就保证了在低负荷时，所有成膜器主体内的料液存储总管内的液位恒定，从而保证了进入各个加热管的料液量相等。