[發明專利]橫管式降膜蒸發器

有效

• 申請號: 201310239208.4
• 申請日: 2013-06-17
• 公開（公告）號: CN103272394A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 沈洪;馬永強;唐孝東;羅昌洪
• 申請（專利權）人: 四川東聯新能源科技有限公司
• 主分類號: B01D1/22
• 分類號: B01D1/22
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 陳澤斌

技術領域

本發明涉及管式降膜蒸發器，尤其是一種橫管式降膜蒸發器。

背景技術

在工業生產中存在大量的蒸發操作，尤其是在化工、制藥、造紙、污水處理、海水淡化等領域。在目前的大規模工業生產中，蒸發操作通常采用管式降膜蒸發器構成多效蒸發系統，以高溫蒸汽為熱源，進行間接熱源加熱的沸騰蒸發。管式降膜蒸發器，根據其結構分為立管式降膜蒸發器和橫管式降膜蒸發器。多效蒸發系統，是將多個蒸發器串聯使用，每一個蒸發器即稱為一效，將生蒸汽通入第一效蒸發器，使溶液受熱沸騰產生二次蒸汽；將第一效蒸發器的二次蒸汽作為加熱蒸汽，引入第二效蒸發器；同理，第二效蒸發器產生的二次蒸汽又可作為第三效蒸發器的加熱蒸汽，以此類推。多效蒸發系統，重復利用了熱能，能顯著地降低生蒸汽的消耗，極大地降低成本。

但多效蒸發系統，工作期間需要向第一效蒸發器持續供應生蒸汽，生蒸汽消耗依然較大。因此，為了進一步降低生蒸汽的消耗，二十世紀九十年代末開發出了MVR蒸發系統，MVR即機械式蒸汽再壓縮技術的英文縮寫，英文全稱為Mechanical?Vapor?Recompression。與傳統的蒸發系統相比，MVR蒸發系統利用蒸汽壓縮機對二次蒸汽進行壓縮，使低溫位的二次蒸汽溫度提高、壓力提高、熱焓增加，然后作為加熱蒸汽送入蒸發器代替生蒸汽，實現蒸汽的循環利用。因此，MVR蒸發系統除啟動外無需生蒸汽，對生蒸汽消耗極少，對供汽、供水能力要求極低，公用工程配套少，相應的占地面積小、工程總投資少、能耗低、運行費用低，且在蒸汽壓縮機、負壓系統作用下，蒸發室內負壓低溫蒸發，蒸發效率高，特別適合熱敏性物料。MVR技術除了構成單體MVR蒸發系統外，也可以構成多效MVR蒸發系統，如專利申請號為201210112034.0、發明名稱為高含鹽有機廢水的處理方法及其處理裝置的發明專利的蒸發系統。

但MVR蒸發系統，以經蒸汽壓縮機做功的二次蒸汽作為加熱蒸汽代替生蒸汽，蒸汽壓縮機入口壓力的波動會引起其出口壓力的波動，其出口壓力的波動又會進一步加劇其入口壓力的波動，進而導致系統運行的不穩定，因此MVR蒸發系統要求二次蒸汽供應的持續和穩定，以保證蒸汽壓縮機入口壓力的穩定，進而保證系統工作的穩定。受上述問題限制，目前的MVR蒸發系統無法采用橫管式降膜蒸發器而只能采用立管式降膜蒸發器。

具體的講，立管式降膜蒸發器，通常為圓柱形筒體并沿縱向布置，筒體內通過上下兩管板分割為頂部的布膜室、底部的分離室及位于布膜室和分離室之間的加熱室，加熱室內沿縱向布置若干加熱管構成加熱管束，加熱管上下分別固定安裝在上下兩管板上，布膜室經加熱管同分離室連通，加熱室對應筒壁上設置蒸汽入口管和冷凝水出口，布膜室內安裝分配器和布膜器，分離室對應筒壁上設置蒸汽出口管和濃縮液出口。在MVR蒸發系統中，蒸汽壓縮機出口經加熱蒸汽管同立管式降膜蒸發器的蒸汽入口管連通、入口經二次蒸汽管同立管式降膜蒸發器的蒸汽出口管連通，負壓系統經負壓管路同分離室連通。工作時，進入布膜室的料液在分配器和布膜器的作用下，均勻分配進入各加熱管并在加熱管內重力自然成膜；加熱蒸汽由蒸汽入口進入加熱室并通過加熱管的管壁對料液液膜進行加熱，冷凝水由冷凝水出口排出；液膜吸收大量熱量后溫度迅速提高，實現沸騰蒸發；蒸發產生的蒸汽，在上下負壓壓差作用下匯集成一股高速蒸汽流，蒸汽流拉動液膜以極高的速度進入分離室；在分離室內，受熱后的料液擴容閃蒸，殘留的液體即為料液的濃縮液，二次蒸汽冷凝后即為純凈的溶劑。由于液膜有極高的流動速度，蒸發效率極高，在氣流的導向作用下，二次蒸汽能夠快速進入分離室并經過分離室的緩沖，因此能夠保證二次蒸汽持續、穩定的供應；其次，加熱室內，加熱蒸汽位于加熱管外，有利于加熱蒸汽的擴散，降低加熱蒸汽供應波動對蒸發過程也即二次蒸發生產造成的影響，因此立管式降膜蒸發器能夠適用于MVR蒸發系統。