[发明专利]带液位平衡功能的物料蒸发器

说明书

本发明公开了一种带液位平衡功能的物料蒸发器，包括外壳，外壳内固定有溢流板和两套横管降膜蒸发装置，横管降膜蒸发装置包括横管蒸发机构、蒸汽分配室、蒸汽回转室和U形冷凝水排出机构，蒸汽分配室和蒸汽回转室分别位于横管蒸发机构的进汽端和出汽端，U形冷凝水排出机构位于蒸汽分配室内用于排出冷凝水和不凝气；所述外壳的顶部设置有蒸汽出口；外壳的底部固定有冷凝水排出口和两个物料循环桶，外壳的两侧壁上分别开设有物料循环进料口，两个物料循环进料口分别通过带泵管路与两个物料循环桶相通。本发明能够在空间占用小的前提下实现物料的梯级浓缩，同时还能够在排放冷凝水时保持蒸汽的密封，从而高效率完成物料的蒸发浓缩。

技术领域

本发明涉及热交换技术领域，尤其涉及一种带液位平衡功能的物料蒸发器。

背景技术

横管降膜蒸发技术是将料液自降膜蒸发器加热室上管箱加入，经液体分布及成膜装置，均匀分配到各换热管内，在重力和真空诱导及气流作用下，成均匀膜状自上而下流动。流动过程中，料液与内部通有蒸汽的横管热交换，达到蒸发浓缩的目的。目前横管降膜蒸发技术因蒸发浓缩效果好而被广泛应用于医药、食品、化工、轻工等行业的流体物料水蒸发浓缩，以及钢铁、催化剂制造、矿山等行业的污水处理。

目前，众多的蒸发器均采用圆筒形蒸发器，例如强制循环蒸发器，海水淡化蒸发器；目前这类圆筒型蒸发器均能满足物料蒸发功能要求，但其结构不够紧凑，空间利用率低，安装占地大，制造成本高等不足。这些蒸发器为实现能源的梯级利用，采用了将蒸发器串联起来的多效多级蒸发器，但多效多级蒸发器将耗用更高的蒸汽压力和温度梯度，这与目前使用蒸汽热压缩提供蒸发动力的技术不能融合。

公开号为CN102107091A的文献在2011年6月29日公开了一种多级高效横管降膜蒸发器，其包括两级或两级以上的换热管束，在所述换热管束之间设有分离箱，所述两级或两级以上的换热管束在蒸汽的流速方向上管束所包含的换热管数量逐级减少20~70%。该文献利用了分离箱将凝结液和蒸汽分离，达到了提高凝结传热系数的效果。并且，分离箱前后管束的换热管束沿管束蒸汽流动方向，分离箱前管子数量较多，分离箱后管子数量较少。由此可以保证管内流速可以达到相对稳定的合理值。但在实际应用过程中，由于多级换热管束依次布置，导致其整体长度较长，空间占用较大。分离箱的数量较多，导致结构复杂，成本较高。且凝结液通过分离箱流出的结构，还容易导致蒸汽随凝结液一起排出，进而影响热交换效果。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供了一种带液位平衡功能的物料蒸发器，本发明能够在空间占用小的前提下实现物料的梯级浓缩，同时还能够在排放冷凝水时保持蒸汽的密封，从而高效率完成物料的蒸发浓缩。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种带液位平衡功能的物料蒸发器，其特征在于：包括外壳，所述外壳内沿轴心线固定设置有溢流板和两套并排的横管降膜蒸发装置，溢流板位于外壳底部，两套横管降膜蒸发装置分别位于溢流板的上方两侧；所述横管降膜蒸发装置包括横管蒸发机构、蒸汽分配室、蒸汽回转室和U形冷凝水排出机构，蒸汽分配室和蒸汽回转室分别位于横管蒸发机构的进汽端和出汽端，U形冷凝水排出机构位于蒸汽分配室内，且U形冷凝水排出机构与横管蒸发机构中的上部横管相连通用于排出冷凝水和不凝气；所述外壳的顶部设置有蒸汽出口，且蒸汽出口位于两套横管降膜蒸发装置之间；所述外壳的底部固定设置有冷凝水排出口和两个物料循环桶，冷凝水排出口与两套横管降膜蒸发装置的蒸汽分配室相通，两个物料循环桶分别位于两套横管蒸发机构的下方；所述外壳的两侧壁上分别开设有物料循环进料口，两个物料循环进料口分别通过带泵管路与两个物料循环桶相通。

所述横管蒸发机构包括端管板、侧板和横管，横管呈多排均匀固定在端管板之间，侧板固定在外壳内，端管板垂直固定在侧板与外壳的侧壁之间。