[发明专利]一种机械辅助自清洁蒸发浓缩器及蒸发浓缩方法

权利要求书

1.一种机械辅助自清洁蒸发浓缩器，其特征在于，包括蒸发罐(1)、循环泵(2)、列管换热器(3)、颗粒循环管(4)、料液循环管(5)、颗粒调节阀门(6)、导流筒(9)、回流筒(10)、汽液分离器(11)和混合管(12)。

所述循环泵(2)设置在所述料液循环管(5)中，所述料液循环管(5)的一端与所述列管换热器(3)的底部连接的混合管(12)连接，另一端连接所述蒸发罐(1)的底部侧壁并延伸到所述蒸发罐(1)内部，所述回流筒(10)与所述料液循环管(5)延伸到所述蒸发罐(1)内部的管路连接并且开口向上，所述颗粒循环管(4)的底部与所述列管换热器(3)的底部混合管(12)侧壁连接，所述颗粒循环管(4)的顶部与所述蒸发罐(1)的底部连接，所述颗粒循环管(4)中设置颗粒调节阀门(6)，所述列管换热器(3)的顶部与所述蒸发罐(1)的底部连接并通过连接在所述列管换热器(3)顶部的所述导流筒(9)延伸到所述蒸发罐(1)内部，所述汽液分离器(11)连接在所述蒸发罐(1)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种机械辅助自清洁蒸发浓缩器，其特征在于，所述蒸发罐(1)的顶部连接汽液分离器(11)。

3.根据权利要求1所述的一种机械辅助自清洁蒸发浓缩器，其特征在于，所述颗粒循环管(4)采用单根或多根竖直圆管或异形管。

4.根据权利要求1所述的一种机械辅助自清洁蒸发浓缩器，其特征在于，所述循环泵(2)采用轴流泵或混流泵或离心泵。

5.根据权利要求1所述的一种机械辅助自清洁蒸发浓缩器，其特征在于，所述颗粒调节阀门(6)采用流体开关或流量调节阀门。

6.一种基于如权利要求1至5任一项所述的一种机械辅助自清洁蒸发浓缩器的蒸发浓缩方法，其特征在于，包括：待浓缩的物料溶液首先从外界进入料液循环管路(5)，通过循环泵(2)随着管路进入列管换热器(3)的底部连接的混合管(12)，颗粒与溶液在混合管(12)内混合，在流体的带动下，混合管(12)内形成固体颗粒混合流化缓冲空间，使循环颗粒与流体能充分混合和流化，实现固体颗粒在换热管束中的分配较为均匀，从而保证了换热器的防垢和强化传热效果、混合有固体颗粒的溶液一同进入列管换热器(3)的管程，列管换热器(3)壳程通入加热蒸汽，管程内形成颗粒、液体两相或颗粒、液体、汽体三相流体混合的流化状态，在管程内形成沸腾、冲击、扰动的效应，破坏加热管壁面的热边界层和结垢的临界生成状态，防止结垢物的附着，保持加热管壁的清洁，从而达到强化传热和防止结垢的目的；

含颗粒的物料流体在列管换热器(3)加热管内向上流动，经加热管上端出口并在导流筒(9)作用下进入与列管换热器(3)、颗粒循环管(4)连接的蒸发罐(1)底部，颗粒在流体力与重力沉降的作用实现固液分离，所述蒸发罐(1)的底部和上部分别为颗粒贮存区(7)和液固分离区(8)，在颗粒贮存区(7)中的颗粒经过颗粒循环管(4)在重力作用下向下流动，重新返回到列管换热器(3)底部混合管(12)内与料液混合，颗粒与料液混合流体在循环泵(2)辅助驱动下，流体向上进入列管换热器(3)的加热管内，如此往复，实现颗粒在列管换热器(3)换热管内上行，在颗粒循环管(4)内下降的循环流动模式。

被加热后的物料溶液通过导流筒(9)进入蒸发罐(1)后，在蒸发罐(1)液面实现汽液分离，蒸汽通过液面上方汽液分离器(11)汽液分离后，由蒸汽出口排出，导流筒(9)起到向上引流作用，导流筒(9)出口溶液中颗粒在自身重力以及溶液流体力的作用下，实现固液分离，分离后的溶液折流进入回流筒(10)，通过料液循环管路(5)下行进入循环泵(2)，形成了循环泵(2)、列管换热器(3)、蒸发罐(1)、料液循环管(5)组成的闭路料液循环管路。