一种MVR降膜蒸发器制造技术

本发明专利技术公开了一种MVR降膜蒸发器，包括进汽管、上管板、布膜器、筒体、螺旋扭曲变形换热管、冷凝液出口管、下管板、汇流室和分离室；布膜器通过上管板连接在筒体上端，汇流室通过下管板连接在筒体下端，进汽管与筒体上部连通，冷凝液出口管与筒体下部连通，分离室侧面通过汽液通道与汇流室相连；螺旋扭曲变形换热管为多根，铺设在筒体内，两端分别安装在上管板和下管板上，构成连通布膜器与汇流室的换热管束。本发明专利技术可以获得更好的成膜效果、更高的管内介质雷诺数，提高了降膜蒸发器的处理能力，具有较强的抗结垢能力和抗振动能力，无需折流板，降低了MVR压缩机克服蒸汽阻力的功耗。

【技术实现步骤摘要】
一种MVR降膜蒸发器
本专利技术涉及节能环保领域，具体涉及一种MVR降膜蒸发器。
技术介绍
蒸发设备广泛应用于制药、轻工食品、石油化工、生物工程等行业。MVR蒸发器和传统蒸发器相比，具有明显的节能环保优势，而且降低了运营成本，是传统多效蒸发器最好的升级换代设备。随着国家和社会对环境保护和节能减排的日益重视，MVR蒸发器取代传统蒸发器成为一种趋势。工业废水由于浓度高、毒性大，一般生化法和化学法处理很难达到排放标准或处理成本过高，较合理的工艺仍是要进行高倍浓缩，采用MVR蒸发器处理工业废水不仅可以达标排放还能回收利用部分有价成分，可以达到零排放或近零排放和清洁生产要求，可以用于很多工业废水处理领域，如电镀行业、涂料生产行业、医药和农药行业、金属加工行业、造纸行业和原油生产行业等污水处理。降膜蒸发器是MVR蒸发系统中较常采用的一种蒸发器形式，具有停留时间短、运行能耗低、处理量大的特点，特别适合于处理热敏性物料。目前MVR降膜蒸发器，由于换热管普遍采用昂贵的钛材以提高换热元件的抗腐蚀能力，蒸发器投资成为MVR系统中最高的单体设备，直接影响了MVR系统的总投资和运行成本。大型化是降膜蒸发器的一种发展趋势，但困扰MVR降膜蒸发器大型化的另一个问题是换热管束的抗震动和结垢问题，甚至影响到了系统运行的可靠性和稳定性。现有的圆管式换热器由于普遍采用带折流板的列管式换热器结构，一是系统壳侧阻力偏大，综合换热系数不高；二是大型长竖管降膜蒸发器的直圆管成膜效果难以保证，易形成局部干斑导致换热表面结垢的现象，换热器使用过程中换热性能衰减很大，需要频繁清洗，维修工作量大；三是大型化后对传统直圆管蒸发器抗震动结构设计要求更高。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本专利技术提供一种新型MVR降膜蒸发器，以解决现有MVR降膜蒸发器换热面积偏大、成本高和抗震能力不足的问题，并有助于提高MVR蒸发器抗结垢能力和降低压缩机运行功耗。为实现上述目的，本专利技术的技术方案为：一种MVR降膜蒸发器，包括进汽管、上管板、布膜器、筒体、螺旋扭曲变形换热管、冷凝液出口管、下管板、汇流室和分离室；布膜器通过上管板连接在筒体上端，汇流室通过下管板连接在筒体下端，进汽管与筒体上部连通，冷凝液出口管与筒体下部连通，分离室侧面通过汽液通道与汇流室相连；螺旋扭曲变形换热管为多根，铺设在筒体内，两端分别安装在上管板和下管板上，构成连通布膜器与汇流室的换热管束，各螺旋扭曲变形换热管之间具有间隙，构成蒸汽流动的壳程通道，各螺旋扭曲变形换热管管腔构成物料流动的管程通道。进一步地，所述布膜器包括连接在上管板上的布膜器孔板和连接在布膜器孔板上的布膜器壳体，布膜器孔板与布膜器壳体构成布膜腔室，螺旋扭曲变形换热管上端面伸出布膜器孔板上表面，布膜器壳体上端面设置有进料管；布膜腔室内设置有三级布膜结构，包括出口物料分流器、溢流式中间布水盘和下部布水盘；出口物料分流器连接在进料管下方，下部布水盘连接在螺旋扭曲变形换热管上方，其上开设有若干布水孔，溢流式中间布水盘连接在出口物料分流器与下部布水盘之间，下部布水盘还连接有伸入到螺旋扭曲变形换热管内的插入式成膜器，每个插入式成膜器对应一根螺旋扭曲变形换热管。进一步地，所述出口物料分流器为花瓣形圆盘结构，通过拉杆固定在进料管的内壁上。进一步地，所述溢流式中间布水盘的竖壁上沿为锯齿形结构，通过若干中间布水盘支撑杆支撑在下部布水盘上方。进一步地，所述下部布水盘上的布水孔为的圆孔，孔间距为40～60mm。进一步地，所述插入式成膜器为圆盘形构件，通过拉杆固定在下部布水盘下方，圆盘外径比螺旋扭曲变形换热管内径小7-10mm。进一步地，所述螺旋扭曲变形换热管为圆管经螺旋扭曲加工而成，两端仍保留一段直管段，便于与上管板、下管板相连；相邻的螺旋扭曲变形换热管在最大变径凸点处相互接触形成自支撑结构。进一步地，所述筒体内设置有用于包裹换热管束的导流筒，导流筒依靠导流筒支撑件与筒体内壁连接固定；所述进汽管与换热管束之间设置有分流挡板。进一步地，所述汇流室底部呈内凸起结构，底部低位设有汇流室出液管。进一步地，所述汽液通道与分离室呈内切向相连，分离室顶部设有出汽管和真空抽气管，出汽管入口端深入到分离室中部，且设置有上凸形挡板，分离室底部呈内凸起结构，底部低位设有分离室出液管。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1、采用螺旋扭曲变形管作为蒸发换热管，管程截面由圆管变成扭曲扁管或扭曲椭圆管，管内液膜呈螺旋状沿管内壁下降，能更好地保证下降过程中液膜全覆盖，且由于离心力的作用，冷的液体物料容易切近液膜底层或壁面流动，液膜表面更新效果更好，从而提高管侧换热系数，并降低局部干斑成垢风险，延长清洗时间。2、采用螺旋扭曲变形管作为蒸发换热管，管束间形成螺旋绕流蒸汽通道，提高了蒸汽侧的扰动冷凝换热，且有利于冷凝液膜的分离，进一步提高壳侧冷凝换热效果。3、通过增设导流筒改善壳侧流场分布，加强了对壳侧蒸汽流的疏导引流，同时由于壳侧无需折流板，在提高换热效果的同时降低蒸汽压缩机的能耗，减少换热过程的不可逆损失，强化换热的同时降低流动阻力，从而提高换热器的综合性能和运行效率。4、布膜器采用三级布膜方式，上层物料分流器可有效将液态物料分散开，溢流式中间布水盘和下部多孔圆盘式布水盘则确保物料分配更为均匀，且下部布水盘采用大孔径出流方式，不易堵塞。5、采用插入式成膜器深入换热管内部，并与管口形成一定的高差；插入式成膜器的圆盘外径比换热管内径小，圆盘与管内壁之间形成环形通道，布膜腔室中的液态物料溢流进管口，顺着环形通道流入换热管，形成液膜状顺内壁面下流，达到良好的布膜效果。6、应用实践表明，本专利技术的MVR降膜蒸发器较传统直圆管降膜蒸发换热器综合换热系数高25％～35％，体积仅为传统直圆管降膜蒸发换热器的50％～65％。附图说明图1为MVR降膜蒸发器的结构示意图；图2为布膜器结构示意图；图3为出口物料分流器的结构示意图；图4为溢流式中间布水盘的剖面示意图；图5为插入式成膜器与螺旋扭曲变形换热管的布置示意图；图6为图1中A部局视图；图7为图1中B-B向剖视图。附图标记说明：1-进汽管；2-分流挡板；3-上管板；4-布膜器；5-筒体；6-螺旋扭曲变形换热管；7-导流筒；8-冷凝液出口管；9-下管板；10-汇流室；11-分离室；12-人孔或检查孔；13-进料管；14-物料出口分流器；15-溢流式中间布水盘；16-中间布水盘支撑杆；17-下部布水盘；18-插入式成膜器；19-下部布水盘支撑杆；20-布膜器孔板；21-导流筒支撑件；22-汇流室出液管；23-汽液通道；24-出汽管；25-真空抽气管；26-上凸形挡板；27-分离室出液管；28-锯齿形结构。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种MVR降膜蒸发器，其特征在于：包括进汽管(1)、上管板(3)、布膜器(4)、筒体(5)、螺旋扭曲变形换热管(6)、冷凝液出口管(8)、下管板(9)、汇流室(10)和分离室(11)；/n布膜器(4)通过上管板(3)连接在筒体(5)上端，汇流室(10)通过下管板(9)连接在筒体(5)下端，进汽管(1)与筒体(5)上部连通，冷凝液出口管(8)与筒体(5)下部连通，分离室(11)侧面通过汽液通道(23)与汇流室(10)相连；/n螺旋扭曲变形换热管(6)为多根，铺设在筒体(5)内，两端分别安装在上管板(3)和下管板(9)上，构成连通布膜器(4)与汇流室(10)的换热管束，各螺旋扭曲变形换热管(6)之间具有间隙，构成蒸汽流动的壳程通道，各螺旋扭曲变形换热管(6)管腔构成物料流动的管程通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种MVR降膜蒸发器，其特征在于：包括进汽管(1)、上管板(3)、布膜器(4)、筒体(5)、螺旋扭曲变形换热管(6)、冷凝液出口管(8)、下管板(9)、汇流室(10)和分离室(11)；
布膜器(4)通过上管板(3)连接在筒体(5)上端，汇流室(10)通过下管板(9)连接在筒体(5)下端，进汽管(1)与筒体(5)上部连通，冷凝液出口管(8)与筒体(5)下部连通，分离室(11)侧面通过汽液通道(23)与汇流室(10)相连；
螺旋扭曲变形换热管(6)为多根，铺设在筒体(5)内，两端分别安装在上管板(3)和下管板(9)上，构成连通布膜器(4)与汇流室(10)的换热管束，各螺旋扭曲变形换热管(6)之间具有间隙，构成蒸汽流动的壳程通道，各螺旋扭曲变形换热管(6)管腔构成物料流动的管程通道。


2.根据权利要求1所述的一种MVR降膜蒸发器，其特征在于：所述布膜器(4)包括连接在上管板(3)上的布膜器孔板(20)和连接在布膜器孔板(20)上的布膜器壳体，布膜器孔板(20)与布膜器壳体构成布膜腔室，螺旋扭曲变形换热管(6)上端面伸出布膜器孔板(20)上表面，布膜器壳体上端面设置有进料管(13)；
布膜腔室内设置有三级布膜结构，包括出口物料分流器(14)、溢流式中间布水盘(15)和下部布水盘(17)；出口物料分流器(14)连接在进料管(13)下方，下部布水盘(17)连接在螺旋扭曲变形换热管(6)上方，其上开设有若干布水孔，溢流式中间布水盘(15)连接在出口物料分流器(14)与下部布水盘(17)之间，下部布水盘(17)还连接有伸入到螺旋扭曲变形换热管(6)内的插入式成膜器(18)，每个插入式成膜器(18)对应一根螺旋扭曲变形换热管(6)。


3.根据权利要求2所述的一种MVR降膜蒸发器，其特征在于：所述出口物料分流器(14)为花瓣形圆盘结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂爱民，朱冬生，刘世杰，莫逊，
申请(专利权)人：中国科学院广州能源研究所，
类型：发明
国别省市：广东;44