[發明專利]一種機械輔助自清潔蒸發濃縮器及蒸發濃縮方法

在審

• 申請號: 202010302364.0
• 申請日: 2020-04-16
• 公開（公告）號: CN111617505A
• 公開（公告）日: 2020-09-04
• 發明（設計）人: 馬嘯陽;劉昱彤;韓志剛;劉濱華;鐘子怡
• 申請（專利權）人: 天津天大清能環境工程有限公司
• 主分類號: B01D1/12
• 分類號: B01D1/12
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 曹玉清

1.一種機械輔助自清潔蒸發濃縮器，其特征在于，包括蒸發罐(1)、循環泵(2)、列管換熱器(3)、顆粒循環管(4)、料液循環管(5)、顆粒調節閥門(6)、導流筒(9)、回流筒(10)、汽液分離器(11)和混合管(12)。

所述循環泵(2)設置在所述料液循環管(5)中，所述料液循環管(5)的一端與所述列管換熱器(3)的底部連接的混合管(12)連接，另一端連接所述蒸發罐(1)的底部側壁并延伸到所述蒸發罐(1)內部，所述回流筒(10)與所述料液循環管(5)延伸到所述蒸發罐(1)內部的管路連接并且開口向上，所述顆粒循環管(4)的底部與所述列管換熱器(3)的底部混合管(12)側壁連接，所述顆粒循環管(4)的頂部與所述蒸發罐(1)的底部連接，所述顆粒循環管(4)中設置顆粒調節閥門(6)，所述列管換熱器(3)的頂部與所述蒸發罐(1)的底部連接并通過連接在所述列管換熱器(3)頂部的所述導流筒(9)延伸到所述蒸發罐(1)內部，所述汽液分離器(11)連接在所述蒸發罐(1)的頂部。

2.根據權利要求1所述的一種機械輔助自清潔蒸發濃縮器，其特征在于，所述蒸發罐(1)的頂部連接汽液分離器(11)。

3.根據權利要求1所述的一種機械輔助自清潔蒸發濃縮器，其特征在于，所述顆粒循環管(4)采用單根或多根豎直圓管或異形管。

4.根據權利要求1所述的一種機械輔助自清潔蒸發濃縮器，其特征在于，所述循環泵(2)采用軸流泵或混流泵或離心泵。

5.根據權利要求1所述的一種機械輔助自清潔蒸發濃縮器，其特征在于，所述顆粒調節閥門(6)采用流體開關或流量調節閥門。

6.一種基于如權利要求1至5任一項所述的一種機械輔助自清潔蒸發濃縮器的蒸發濃縮方法，其特征在于，包括：待濃縮的物料溶液首先從外界進入料液循環管路(5)，通過循環泵(2)隨著管路進入列管換熱器(3)的底部連接的混合管(12)，顆粒與溶液在混合管(12)內混合，在流體的帶動下，混合管(12)內形成固體顆粒混合流化緩沖空間，使循環顆粒與流體能充分混合和流化，實現固體顆粒在換熱管束中的分配較為均勻，從而保證了換熱器的防垢和強化傳熱效果、混合有固體顆粒的溶液一同進入列管換熱器(3)的管程，列管換熱器(3)殼程通入加熱蒸汽，管程內形成顆粒、液體兩相或顆粒、液體、汽體三相流體混合的流化狀態，在管程內形成沸騰、沖擊、擾動的效應，破壞加熱管壁面的熱邊界層和結垢的臨界生成狀態，防止結垢物的附著，保持加熱管壁的清潔，從而達到強化傳熱和防止結垢的目的；

含顆粒的物料流體在列管換熱器(3)加熱管內向上流動，經加熱管上端出口并在導流筒(9)作用下進入與列管換熱器(3)、顆粒循環管(4)連接的蒸發罐(1)底部，顆粒在流體力與重力沉降的作用實現固液分離，所述蒸發罐(1)的底部和上部分別為顆粒貯存區(7)和液固分離區(8)，在顆粒貯存區(7)中的顆粒經過顆粒循環管(4)在重力作用下向下流動，重新返回到列管換熱器(3)底部混合管(12)內與料液混合，顆粒與料液混合流體在循環泵(2)輔助驅動下，流體向上進入列管換熱器(3)的加熱管內，如此往復，實現顆粒在列管換熱器(3)換熱管內上行，在顆粒循環管(4)內下降的循環流動模式。

被加熱后的物料溶液通過導流筒(9)進入蒸發罐(1)后，在蒸發罐(1)液面實現汽液分離，蒸汽通過液面上方汽液分離器(11)汽液分離后，由蒸汽出口排出，導流筒(9)起到向上引流作用，導流筒(9)出口溶液中顆粒在自身重力以及溶液流體力的作用下，實現固液分離，分離后的溶液折流進入回流筒(10)，通過料液循環管路(5)下行進入循環泵(2)，形成了循環泵(2)、列管換熱器(3)、蒸發罐(1)、料液循環管(5)組成的閉路料液循環管路。