[其他]高速自然強制循環蒸發器

無效

• 申請號: 87101530
• 申請日: 1987-04-06
• 公開（公告）號: CN87101530A
• 公開（公告）日: 1988-10-19
• 發明（設計）人: 王家山;范舒華
• 申請（專利權）人: 沈陽鋁美設計研究院
• 主分類號: B01D1/12
• 分類號: B01D1/12;B01D1/26
• 代理公司: 中國科學院沈陽專利事務所
• 代理人: 李紹光

本發明屬于豎管蒸發器和多效蒸發的技術領域。

在化學工業和濕法冶金、食品、造紙等工業中均需要采用蒸發器，由于蒸發器是一種大量耗費熱能的裝置，加之能源價格不斷上漲，因此改進蒸發器的結構，以降低熱能消耗和合理分配熱能，有效地利用各種余熱已得到各國普遍的重視。降低蒸發器能耗的有效途徑之一是采用多效蒸發;但各種多效蒸發器如長管自然循環型蒸發器、列文蒸發器等均要求有較大的溫差，否則其后幾效就沸騰不起來，難以實現其多效蒸發作業。如果采用強制循環來實現多效蒸發，象機械泵強制循環蒸發器，雖然可以在溫差小（3～5℃）的條件下實現多效蒸發，不過隨著料液在蒸發器中循環速度的提高，其電耗也會相應增大，而果如果要使其循環速度超過3.5米/秒，還將會受到泵輸送能力和動力消耗過大的限制，因此要使這類多效蒸發器大型化則更為困難。

本發明的目的就是為了提供一種不用外加動力實現多效蒸發作業并能降低蒸發作業能耗的蒸發器。本發明所提供的是一種高速自然強制循環蒸發器，其特征在于將加熱室分為截面相等的兩部分，并在其中一部分的上方設置一臺利用前一效所產生的二次蒸汽來控制料液沸騰高度的汽體揚聲器和蒸汽直接加熱器，利用其本身所產生的二次蒸汽作動力使料液在蒸發器內形成強制循環。故而本發明所提供的高速自然強制循環蒸發器既不需要外加機械動力;也不需要較大溫差便可實現多效蒸發作業。

下面將從理論上論證本發明的構思。首先，根據氣體揚升器的經驗公式可計算每揚升1m³的料液到h米高所需要的二次蒸汽量V：

V = 1.75hC l o gH + 1010]]>

式中h為溶液的升揚高度（米）;H為揚升器沉浸在溶液中的深度（米）;C為經驗系數，其值隨H/（H+h）之比而變化如圖1所示。設多效蒸發器組中任意一效所產生的二次蒸汽量為W公斤/時，蒸發器產生的二次蒸汽所能揚升的溶液量（即蒸發器的循環量）可根據式（1）求得：

Q＝ (W×V′)/(V) （2）

式中V′為二次蒸汽比容〔米³/公斤〕;將式（2）代入式（1），得：

Q = W . V ′.C l o gH + 10101.75 h]]>

這樣，根據提升總的溶液量和蒸發器加熱管的總截面面積即可求出加熱管內溶液流速，該溶液流速也就是蒸發器的循環速度。根據式（3）可得出加熱管內溶液流速為：

u＝ (Q)/(3600×0.785d²×n) 〔米/秒〕（4）

式中n為加熱管的根數，在本發明所提供的蒸發器中n為加熱管總根數的1/2;d為加熱管內徑（單位：米）。

以一組四效800米²的蒸發器為例，如其第一效產生的二次蒸汽量為20噸/時，蒸汽比容為0.463米³/公斤,揚升器的提升高度為0.5米，揚升管沉浸深度為20米，加熱管內徑為0.05米，主輔加熱管的總根數為1514根，按照上述各參數，可得出蒸發器的循環量為：

Q = 20×1000×0.463×14.8 l o g20+10101.75×0.5]]>

=74729.73米³/秒

加熱管內溶液的流動速度為：