[实用新型]粗糙壁面螺旋扁管及水平管降膜蒸发器

说明书

本实用新型公开了粗糙壁面螺旋扁管及水平管降膜蒸发器，粗糙壁面螺旋扁管的横截面为椭圆形，所述扁管内部中空，外部呈现周期性变化的螺旋形；所述扁管外壁面上设有多个肋，肋与肋之间形成多个槽。水平管降膜蒸发器，包括筒体、多根粗糙壁面螺旋扁管、入口管路、液体分布装置以及积液器；所述多根粗糙壁面螺旋扁管放置在筒体内部，入口管路及液体分布装置设置在粗糙壁面螺旋扁管的上端，所述入口管路底部设有液体分布装置，入口管路上端设有液体入口；所述筒体的左右两端分别设有加热介质入口、加热介质出口，上端设有蒸汽出口，下端设有积液器，积液器的下端设有液体出口。本实用新型涉及传热设备技术领域。

技术领域

本实用新型涉及传热设备技术领域，特别涉及粗糙壁面螺旋扁管及水平管降膜蒸发器。

背景技术

蒸发器主要用于化工、能源和制冷空调等行业中蒸发、浓缩与结晶。随着经济的不断发展，国内对环境的保护、绿色农业和资源综合利用的要求越来越高。在环境保护领域中，重度污水的处理是废水处理之中重至又重的一个方向，对于富含非挥发性盐和有机物的废水最佳处理方法就是蒸发浓缩，而传统的蒸发器由于温差损失大、传热温差大、传热系数低，将造成十分重要的能耗，致使废水处理运行成本高而无法进行处理。在农业资源综合利用领域一样存在广大的需求，如：某些低浓度的农产品汁液(如：青桔果肉汁液，可溶性营养物含量2-5％之间)，这类汁液由于含量低无法直接应用，而且如果不对汁液进行处理，不单单是浪费了可贵的资源，还会造成环境(地表水、土壤和大气)破坏，如果采用传统的蒸发浓缩办法，不但运行成本高，且有效营养成分也容易破坏。因此十分迫切需要新型的浓缩技术。

目前一种叫做“机械蒸汽再压缩(MVR)”蒸发浓缩技术逐步推开，但是在 MVR技术中，蒸发器起到至关重要的作用，其不单单会直接影响蒸发浓缩的效果和运行费用，同样可能会造成冷凝水的二次污染，因此在MVR技术中，迫切需要一种效率高、传热温差低、气液分离效果好、及结构紧凑的蒸发装置。

目前工业生产和民用领域的蒸发器中90％是竖直管蒸发器，有降膜式和升膜式两种主要类型，其占比基本接近，无论是竖直管升膜式还是竖直管降膜式的蒸发器，其均存在问题为：温差损失大(因为静压差而引起的沸点升高)、传热系数偏低(因为布膜比较厚)、管道容易结垢甚至堵塞、气液分离比较困难液体夹带量较大、设备体积大(单位传热面积的体积大、或者单位处理量的体积大)。

目前降膜蒸发器应用领域最多的就是溶液浓缩和结晶，由于多数采用竖直管降膜式蒸发器，这种蒸发器的传热温差偏大，在多效蒸发中能够提供的最多效数十分有限，因此能耗普遍偏大，而且一般不能使用低温位的余热。

目前亦有一些的水平管降膜蒸发器专利技术，但是真正应用于现实生产的水平管降膜蒸发器较少，只有少数用于海水淡化和中央空调的蒸发器(这两类蒸发器溶液浓度低，对布液要求小)。而大多数水平管降膜式蒸发器由于简单采用一般的钢管(圆形，未做表面处理)，液体在管外的分布将不均匀，造成管外表面出现“干区”(也就是管外有部分区域无液体分布)，从而造成该“干区”完全失效或者容易结晶。尽管目前用于改善这一问题的多数处理办法是改变布膜方式，但是收效甚微。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了粗糙壁面螺旋扁管，可使液体在该传热管表面分布均匀，避免出现“干区”。

本实用新型的另一个目的在于提供了水平管降膜蒸发器，温差损失小，传热系数高。

本实用新型的目的可以通过如下技术方案实现：粗糙壁面螺旋扁管，所述扁管的横截面为椭圆形，所述扁管内部中空，外部呈现周期性变化的螺旋形；所述扁管外壁面上设有多个肋，肋与肋之间形成多个槽。

作为优选的技术方案，所述椭圆形横截面的长径与短径的比值范围为1.2至 2.5。

作为优选的技术方案，所述粗糙壁面螺旋扁管经过圆形基管压制所得，扁管节距与圆形基管的外径的比值范围为2至10。