[發明專利]一種電場強化管式降膜蒸發裝置及其方法

有效

• 申請號: 201410721363.4
• 申請日: 2014-12-03
• 公開（公告）號: CN104436719A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 駱仲泱;肖剛;倪明江;岑可法;方夢祥;李明春
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: B01D1/06
• 分類號: B01D1/06;B01D1/22;B01D1/30;B01J19/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 張法高

技術領域

本發明涉及一種電場強化管式降膜蒸發裝置及其方法，屬于蒸發器的技術領域。

背景技術

蒸發就是用加熱的方法，將含有不揮發性溶質的溶液加熱至沸騰狀況，使部分溶劑汽化并被移除，從而提高溶劑中溶質濃度的單元操作。工業生產中應用蒸發操作有以下幾種場合：1．濃縮稀溶液直接制取產品或將濃溶液再處理（如冷卻結晶）制取固體產品，例如電解燒堿液的濃縮，食糖水溶液的濃縮及各種果汁的濃縮等；2．同時濃縮溶液和回收溶劑，例如有機磷農藥苯溶液的濃縮脫苯，中藥生產中酒精浸出液的蒸發等；3．為了獲得純凈的溶劑，例如海水淡化等。形式上主要有滿液式蒸發器、干式蒸發器及降膜式蒸發器三種。降膜蒸發器是一種常用的蒸發設備，具有溫差小、滯留時間短、工作壽命長、結構緊湊、效數不受限制等優點,己廣泛地應用于冶金、食品加工、海水淡化、化工、輕工、醫藥、污水處理等行業。

隨著世界經濟的飛速發展,人類已面臨著日益嚴重的全球氣候變暖和能源枯竭的威脅。為了提高我國能源利用的效率,實現我國的可持續發展,國家提出“節能減排”政策,并大力實施。因此，如果將降膜蒸發器的傳熱系數進一步提高，將有效的節約蒸發過程所需要的能量，達到節能的目的。

日本學者淺川在1976年實驗中發現電場能夠強化水分蒸發并且基本不耗能，被稱為淺川效應。理論分析認為，電場強化沸騰換熱可以從兩方面來解釋：一方面就是介電電泳力對汽泡的作用；另一方面就是汽液界面上的電荷與換熱面上電荷的拉伸作用。就促進蒸發的效果而言，直流電場優于交流電場，線電極優于板電極。由于電場強化傳熱所需的電能耗相對于傳熱量很小，基本可以忽略，能夠有效的節能，因此具有很大的發展前景。

利用電場促進蒸發并且基本不耗能這一特點，將傳統的管式降膜蒸發器內布置電極，形成一種電場強化降膜式蒸發裝置，能夠提高蒸發器的換熱系數，減少蒸發器的換熱面積，節省管材，降低能耗。

發明內容

????本發明目的在于克服現有蒸發器傳系數不高，體積過大的不足，將高壓電場能夠強化蒸發過程這一現象應用于傳統的管式降膜蒸發器，提供一種傳熱系數高、體積小、能耗低的電場強化降膜式蒸發裝置及其方法。

電場強化管式降膜蒸發裝置包括上熱絕緣基座、上電極板、電極線、布液器、蒸發器殼體、蒸汽進口、冷卻水出口、不銹鋼管、液體出口、下絕緣基座、下電極板、高壓電源、絕緣子、緊固圈、導電桿、液體入口、兩相出口、聚四氟乙烯螺旋殼體、絕緣底座、支撐桿、氣液分離器、上管板、下管板、布液板、布液孔、接液板、銷釘孔、絕緣支撐體；

蒸發器殼體從上到下順次設有上絕緣基座、上電極板、布液器、上管板、不銹鋼管、下管板、下絕緣基座、下電極板，上電極板和下電極板分別內嵌于上絕緣基座和下絕緣基座；

蒸發器殼體頂部設有絕緣底座，絕緣底座上端通過緊固圈與聚四氟乙烯螺旋殼體相連，聚四氟乙烯螺旋殼體上端設有絕緣子，高壓電源通過絕緣子、導電桿與上電極板相連，上電極板通過多根電極線，穿過布液器、上管板、不銹鋼管、下管板與下電極板相連；

蒸發器殼體上部側壁設有液體入口，蒸發器殼體中部側壁設有蒸汽進口、冷卻水出口，蒸發器殼體下部側壁設有兩相出口、液體出口，兩相出口與氣液分離器相連；

布液器包括布液板、布液孔和接液板，接液板位于布液板的正上方，接液板的面積小于布液板，布液板上均勻設有若干布液孔，布液孔的位置與不銹鋼管的位置交錯布置，接液板和布液板上的電極線穿孔均內嵌有絕緣材料；

電極線通過絕緣支撐體固定在不銹鋼管內。

所述的絕緣支撐體包括外絕緣圈、絕緣支撐桿和內絕緣圈，內絕緣圈通過絕緣支撐桿與外絕緣圈相連，絕緣支撐桿上設有漏液槽，內絕緣圈上設有漏液孔。

所述的高壓電源為直流電源，電壓最大值為30kV。