【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及三氧化硫生产，具体涉及一种高效降膜式三氧化硫蒸发器。
技术介绍
1、液体三氧化硫的生产主要是利用蒸汽或烟气，将高浓度的发烟硫酸加热到沸点温度，使三氧化硫以气态形式蒸发出来，随后冷凝得到液体三氧化硫。
2、现有技术中降膜蒸发器要求25%-30%发烟硫酸能够均匀分配到每根换热管，使酸液沿换热管管内壁形成液膜。现场由于设计、安装等问题造成分酸不均匀的现象比较常见，这种情况在其他介质中仅是影响设备的传热效率，造成产量不足。而对于发烟酸这种腐蚀性介质，分酸不均会造成：部分换热管酸量少，严重的产生断流、空流的现象，产生过度蒸发，导使酸浓度低于15%，换热管发生加速腐蚀，影响蒸发器的使用寿命；部分降液管充满酸，无法形成膜效应，严重时还会产生偏流、满管现象，出现换热面积不足、三氧化硫蒸发不稳定以及二次蒸汽难以移除等问题。因此如果能解决上述问题就能从根本上解决设备发烟酸腐蚀的问题。
3、为了防止蒸发器换热管由于发烟酸在管内偏流造成的腐蚀泄露，现有设计中对布膜器的加工精度以及蒸发器安装垂直度都进行了严格要求，安装的垂直度控制在5-10mm之内。但由于加工误差，以及现场施工粗狂导致垂直度难以保证，上述偏流效应无法提前预知、及时避免，只能在运行过程中进行效果判断。其次，降膜蒸发器对进料负荷的波动相当敏感，进料量偏大会造成溢流、满管等现象，进料量偏低会发生断流或者偏流等现象，这些设计或操作不当时不易成膜，使液膜在管内分布不易均匀，现有工艺中只能牺牲换热面积或降低产量维持运行；另外，转化气中粉尘不易被气流带走，而粘附于
4、现有技术无法解决上述技术问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现有技术蒸发器中存在的蒸发器易腐蚀、传热系数低等技术问题，提供了一种高效降膜式三氧化硫蒸发器。
2、为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，包括壳程壳体，壳程壳体的下部设有烟气进口，壳程壳体的上部设有烟气出口，壳程壳体的下端通过下管板装有下管箱，下管箱的侧部设有浓硫酸出口，壳程壳体的上端通过上管板装有上管箱，上管箱的侧部设有浓硫酸进口，上管箱的顶部设有三氧化硫气体出口，壳程壳体内装有管束，所述上管箱内装有围堰筒，围堰筒与浓硫酸进口连通，围堰筒的底部固定有筛板分布盘，筛板分布盘位于管束的上方，围堰筒内靠近浓硫酸进口处设有进口防冲板，围堰筒环向间隔设有环向防冲板，进口防冲板高于环向防冲板，环向防冲板上开设有多个小孔，进口防冲板、环向防冲板与围堰筒的内壁之间均设有溢流间隙，筛板分布盘上布置有多个排液管，筛板分布盘上还间隔布置有若干升气管，升气管高于排液管，且升气管的顶部装有丝网除沫器；所述管束内的换热管穿过上管板后可拆卸连接有管件，管件上沿圆周方向间隔设有多个溢流窗口。
4、进一步地，进口防冲板与环向防冲板之间、相邻环向防冲板之间装有导流板，导流板上设有多个小孔，导流板底部固定在筛板分布盘上，每个导流板靠近围堰筒的一侧均装有四氟软板，四氟软板与导流板间设有间隙，且四氟软板的一侧固定，四氟软板的另一侧活动可开合。
5、进一步地，进口防冲板及环向防冲板的两侧均装有筋条，所述四氟软板的一侧与筋条固定，四氟软板的另一侧与筋条活动安装。
6、进一步地，四氟软板与筋条通过设置在四氟软板上的长孔活动安装。
7、进一步地，管件上端比上管板高40mm-120mm，所述溢流窗口的长度大于20mm。
8、进一步地，围堰筒的顶部间隔设有多个v型排液缺口。
9、进一步地，换热管与管件螺纹连接。
10、进一步地，每个所述溢流窗口处均装有内凹挡壁。
11、进一步地，排液管的管口避开换热管的管孔。
12、本专利技术相对于现有技术，具有以下有益效果：
13、本专利技术通过在上管箱内通过设置围堰、筛板分布板对流体进行一级布膜，当流体从浓硫酸进口缓缓进入上管箱，由于围堰筒靠近浓硫酸进口处设置了进口防冲板，流体从围堰筒与进口防冲板及环向防冲板之间的间隙流入分布，从圆周到中心无飞溅地在下方筛板分布盘上均匀地扩散。
14、本专利技术中，当流体从筛板分布盘溢流分布，进入上管板的管束间隙，上管板管束换热管高于管板，操作时，流体能够稳定的在上管板向管件上溢流窗口进行溢流至换热管内，完成二级布膜。在安装垂直度小于0.1°-1.7°范围内，也可保证发烟酸均匀分布到管束内的每一根换热管，以均匀膜状下降，避免由于倾斜度引发的烟酸偏流，进而导致过度蒸发产生的腐蚀泄露。
15、本专利技术进口防冲板用于防止进口流体的冲刷，环向防冲板对进口烟酸起到环向分布的作用，使流体能够从进口快速充满整个圆周，并以圆周的方向向中心均匀流动，保证烟酸在液体排酸管排酸前液面平稳，兼顾防冲刷、分流导流的作用。
16、本专利技术通过设置导流板以及四氟软板，当流体流向四氟软板时，在流体的作用下，四氟软板一侧向导流板处偏移，使流体从四氟软板与防冲板之间的间隙中溢向筛板分布盘，当筛板分布盘中充满液体时，液体通过导流板上的小孔的作用，使四氟软板的一侧回位，实现了通道开合的自动调节。
17、本专利技术布膜方式简单，布膜分布具有溢流、导向、分布、防冲刷耐腐蚀的作用，对平衡进料负荷的波动。
18、本专利技术利用振能器可对液相传质速度加快，加速分子键的断裂，并且降膜流动过程中会加速气泡运动、聚并、破裂以及逸出等多种行为,有效提高管程的对流传热系数。本专利技术对蒸发器的传热系数可提高5-10%，换热面积可降低5-10%。
19、本专利技术利用级振能器可以有效利用超声波的高冲击剪切效应，使发烟酸溶液蒸发出的三氧化硫气泡快速脱离换热管壁，并加速传质，加快从高浓度烟酸向低浓度烟酸蒸发区过渡的扩散速度和混合速率，降低浓度比，达到了通过平衡或提高过渡蒸发区烟酸浓度降低腐蚀率的目的；加上超声波的高速微涡效应,降低了管程三氧化硫的瞬间蒸发温度，增大推动力，提高了三氧化硫的蒸发速率。
20、另外振能器超声凝聚效应，可提高粉尘振动频率，使壳程冷凝稀硫酸与烟气中粉尘加速裹挟、粘合，颗粒相互碰撞，凝结变大沉降，同时加速裹挟稀酸粉尘的沉降速度，有效提高壳程的传热系数，不会形成裹挟稀酸粉尘在壳程内壁面和换热管外表面的大量粘附，大幅降低稀酸对设备腐蚀性的机率。
21、本专利技术中，通过设置围堰筒，当流量大的时候，围堰筒上的v型排液缺口可对大流量流体进行分流至上管板（流体从围堰筒与上管箱之间的间隙分流至上管板）。
22、本专利技术中，通过在溢流窗口处设置内凹挡壁，可以有效控制液膜厚度。
23、本专利技术中管件设置溢流窗口，溢流窗口冲刷腐蚀相对严重，当改变了溢流窗口大小后会影响液膜厚度，降低传热系数，基于此，将溢流窗口设置在管件上，并采用螺纹连接，可方便定期更换。
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1.一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，包括壳程壳体（5），壳程壳体（5）的下部设有烟气进口（11），壳程壳体（5）的上部设有烟气出口（13），壳程壳体（5）的下端装有下管箱（1），下管箱（1）的侧部设有浓硫酸出口（10），壳程壳体（5）的上端通过上管板（6）装有上管箱（14），上管箱（14）的侧部设有浓硫酸进口（9），上管箱（14）的顶部设有三氧化硫气体出口（8），壳程壳体（5）内装有管束（7），其特征是：所述上管箱（14）内装有围堰筒（28），围堰筒（28）与浓硫酸进口（9）连通，围堰筒（28）的底部固定有筛板分布盘（27），筛板分布盘（27）位于管束（7）的上方，围堰筒（28）内靠近浓硫酸进口（9）处设有进口防冲板（29），围堰筒（28）环向间隔设有环向防冲板（30），进口防冲板（29）高于环向防冲板（30），环向防冲板（30）上开设有多个小孔，进口防冲板（29）、环向防冲板（30）与围堰筒（28）的内壁之间均设有溢流间隙（36），筛板分布盘（27）上布置有多个排液管（31），筛板分布盘（27）上还间隔布置有若干升气管（32），升气管（32）高于排液管（31），且升气管（32）的
2.根据权利要求1所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：所述进口防冲板（29）与环向防冲板（30）之间、相邻环向防冲板（30）之间装有导流板（35），导流板（35）上设有多个小孔，导流板（35）底部固定在筛板分布盘（27）上，每个导流板（35）靠近围堰筒（28）的一侧均装有四氟软板（34），四氟软板（34）与导流板（35）之间设有间隙，且四氟软板（34）的一侧固定，四氟软板（34）的另一侧活动可开合。
3.权利要求2所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：所述进口防冲板（29）及环向防冲板（30）的两侧均装有筋条（42），所述四氟软板（34）的一侧与筋条（42）固定，四氟软板（34）的另一侧与筋条（42）活动安装。
4.根据权利要求3所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：所述四氟软板（34）与筋条（42）通过设置在四氟软板（34）上的长孔（37）活动安装。
5.根据权利要求4所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：所述管件（25）上端比上管板（6）高40mm-120mm，所述溢流窗口（26）的长度大于20mm。
6.根据权利要求5所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：所述围堰筒（28）的顶部间隔设有多个V型排液缺口（33）。
7.根据权利要求1所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：所述换热管（24）与管件（25）螺纹连接。
8.根据权利要求6所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：每个所述溢流窗口（26）处均装有内凹挡壁（41）。
9.根据权利要求1所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：所述排液管（31）的管口避开换热管（24）的管孔。
...【技术特征摘要】
1.一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，包括壳程壳体（5），壳程壳体（5）的下部设有烟气进口（11），壳程壳体（5）的上部设有烟气出口（13），壳程壳体（5）的下端装有下管箱（1），下管箱（1）的侧部设有浓硫酸出口（10），壳程壳体（5）的上端通过上管板（6）装有上管箱（14），上管箱（14）的侧部设有浓硫酸进口（9），上管箱（14）的顶部设有三氧化硫气体出口（8），壳程壳体（5）内装有管束（7），其特征是：所述上管箱（14）内装有围堰筒（28），围堰筒（28）与浓硫酸进口（9）连通，围堰筒（28）的底部固定有筛板分布盘（27），筛板分布盘（27）位于管束（7）的上方，围堰筒（28）内靠近浓硫酸进口（9）处设有进口防冲板（29），围堰筒（28）环向间隔设有环向防冲板（30），进口防冲板（29）高于环向防冲板（30），环向防冲板（30）上开设有多个小孔，进口防冲板（29）、环向防冲板（30）与围堰筒（28）的内壁之间均设有溢流间隙（36），筛板分布盘（27）上布置有多个排液管（31），筛板分布盘（27）上还间隔布置有若干升气管（32），升气管（32）高于排液管（31），且升气管（32）的顶部装有丝网除沫器（15）；所述管束（7）内的换热管（24）穿过上管板（6）后可拆卸连接有管件（25），管件（25）上沿圆周方向间隔设有多个溢流窗口（26）。
2.根据权利要求1所述的一种高效降膜式三氧化硫蒸发器，其特征是：所述进口防冲板（29）与环向防冲板（30）之间、相邻环向防冲板（30）之间装有导流板（35），导流板（3...
【专利技术属性】
技术研发人员：田静，莫春萍，李文浩，左锐，陶晓宇，王万林，岳文博，丁亚文，陈栋然，
申请(专利权)人：天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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