[其他]蛇管降膜多效蒸发器

说明书

本发明是关于多效蒸发法的蒸发器。

蒸发器是化工、轻工、食品等工业的重要单元操作的设备，耗能量很大，结构型式随所处理物料的性质而各异。简单的蒸发过程常因物料的起泡沫、变质、结垢、粘稠等原因而难以处理，故目前蒸发器的设计仍以实验为基础。国外主要蒸发器制造厂都有专门的实验装置对用户送来的料液进行实验测定，为蒸发器的设计提供依据，例如日本荏原制作所的ウィ－ガソト薄膜降下式浓缩装置（P.5）。但是这些装置的缺点是设备体积高大，消耗料液量多。

本发明的目的是发明一种体积小，料液用量省、能迅速测出各种料液在不同加热蒸汽压力、不同进料量、不同进料浓度下的各效压力、温度、浓度、沸点上升和传热系数等数值，为蒸发器设计提供可靠依据的实验用多效蒸发器。

本发明的构成如下：

附图是本发明以六效为例的结构及流程示意图。

蒸发器的中央为分离器和二次蒸汽引出管，各效分离器连成整体并对焊成圆筒作为蒸发器的内筒，圆筒内用隔板分成各效。蒸发器的外壳也是圆筒形，靠料液分布盘分隔成各效。内筒、内筒的效间隔板、外壳、料液分布盘等焊接成刚性良好的整体。各效蒸发器的内筒与外壳之间均装有蛇形的降膜传热管，传热管下端均有排放凝水的节流孔。第一效顶上有冷凝器，第一效加热管上方有环形料液分布器，末效蒸发器底部有控制进水的浮球调节阀，以保持该效液面恒定。浮球调节阀的阀体较长、其长度为阀体内径的二倍以上，使自下而上的新鲜冷料液与自末效下流的热浓缩液在阀体内混合，混合液温度低于沸点。混合液经阀体侧面排出。各效均开有测压、测温和取样孔。

蒸发器的料液分布盘为简单的筛孔板，分布盘的开孔正对加热管的顶部。

原料液由料液槽〔1〕经管线〔2〕、阀门〔3〕进入泵〔4〕的吸入口，然后经流量计〔5〕、过滤器〔6〕进入冷凝器的蛇管〔7〕，被予热后进入第一效蒸发器〔8〕的环形分布器〔9〕而淋洒到蛇管〔10〕的外表面。蛇管〔10〕内通入外来的蒸汽，蒸汽在管内冷凝将热量传给管外液膜，使部分料液蒸发，产生的二次蒸汽经分离器〔11〕的筒体侧孔进入分离器内，经金属丝纲〔12〕后，由导管〔13〕送入下一效蒸发器蛇管内，未被蒸发的料液经分布盘〔14〕的筛孔淋洒到下一效蒸发器蛇管的外表面，以同样方式下去直至第六效。第六效的二次蒸汽经管路〔15〕进入冷凝器〔16〕中，部分蒸汽被原料液的蛇管〔7〕冷凝，剩余部分被冷却水蛇管〔17〕冷凝。第二、三、四、五、六效凝水经节流孔〔18〕汇集至管〔19〕后，流至冷凝器〔16〕，在冷凝器内与第六效二次蒸汽的凝水汇合后经管线〔31〕排出，浓缩液由第六效排放管20排出。

如果用于制备蒸馏水，则关闭阀门〔3〕，打开阀门〔21〕及〔22〕，由浮球调节阀〔24〕控制进水量以保持第六效水位恒定。节流孔〔23〕是用来减少调节阀〔24〕的动作次数的。

第一效的加热蒸汽可用专门配置的锅炉〔25〕经管路〔26〕供给，凝水经管〔27〕直接返回锅炉。也可由外界供给蒸汽。附图中〔28〕、〔29〕、〔30〕分别为测压、测温和取样孔。

本发明的蛇管降膜蒸发器的加热蒸汽压力为0.1～0.8MPa，效数可有3～20效。该蒸发器可用于蒸发过程参数测定，料液浓缩和蒸馏水制备。

本发明的优点如下：

1、蛇管降膜传热系数大，适用于小温差传热，效数可多至20效。加热蒸汽耗量小，六效以上不用冷却水。

2、无静液柱引起的温差损失，传热效率高，物料不易分解。

3、除末效外的其余各效无存液，料液用量省，停留时间短，适用于热敏性物料的蒸发。

4、蒸发表面热负荷低，分离空间大，不易带出液滴，不易起泡沫，特别适用于易起泡物料的蒸发。

5、各效料液靠重力流至下一效，即使在很小的效间温差下，也不用泵输送。

6、分布盘构造简单而料液分布均匀。开孔大，不易堵塞。位置紧靠蛇管，降低了各效高度。

7、无存液死角，停车后，料液全部排净。

8、蒸发器采用全焊接结构，减小了材料耗量和加工工作量并免除了法兰漏汽的隐患。

9、生产蒸馏水时用浮球阀控制进水量，简单可靠地维持器内液面恒定。自下而上经阀孔进入的新鲜冷料水与末效下流的浓缩热水混合后进入泵内，水温低于沸点，不易产生泵的汽蚀现象。

10、结构紧凑，用料省，体积小，重量轻，成本低，便于推广。

11、配有专用锅炉，管理方便。