[实用新型]一种强化传热和防止结垢的带插件蒸发器

说明书

技术领域

本发明属于化工机械设备领域，尤其涉及对降膜蒸发器的传热和防止结垢的改进技术。

背景技术

降膜蒸发器作为一种高效的蒸发器形式，因其特有的优点在化工、医药、食品、冶金、轻工及海水淡化、污水处理等工业生产中得到了广泛应用。

降膜蒸发器的工作原理是待处理的物料被泵送入蒸发器加热室顶部，经液体分布器均匀分配后，借助自身的重力，物料沿加热管内表面垂直成膜状自上而下均匀流动，管外的蒸汽通过对流-传导把热量传给物料，物料在受热过程产生的二次蒸汽在管内与物料一起自上而下以很快的速度流动，汽液混合物自加热管下端流出，随后进入分离室进行汽液分离，完成蒸发过程。

在降膜蒸发过程中，只有在蒸发器蒸发管内壁的表面形成均匀下降的液膜，才能有效的进行传热，液膜越薄越均匀，传热效果越好。如果料液分布不均匀，进入各个蒸发管的液膜存在偏流或沟流，液膜不能将整个加热管的内壁润湿覆盖，造成管内的液膜中断或蒸干，一方面会使有效传热面积减小，另一方面将使蒸发管的壁温迅速升高，从而导致料液中的结垢离子的析出或粘附在管壁上形成结疤或结垢，进一步降低传热系数，使蒸发效率下降。因此，为保证料液在每根蒸发管内均匀布膜和防止结垢，必须有性能良好、不易堵塞的液体分布器。

传统的液体分布器主要可分为溢流型、插件型、喷淋型和多层筛板型。实践表明，在使用了液体分布器的很多降膜蒸发器中，由于操作条件及进料组成的变化，导致运行过程中仍然会出现结垢、甚至堵管的现象，从而降低了蒸发器的效率，严重的使蒸发器无法正常运转。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷和技术问题，本发明提供了一种能有效提高传热效率并能防止结垢的蒸发器。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：一种强化传热和防止结垢的带插件蒸发器，包括蒸发管和液体分布器，所述液体分布器设在蒸发管的上部，所述蒸发管内还设有蒸发器插件，该插件包括螺旋线圈和配重件，所述螺旋线圈上端与液体分布器连接，下端与配重件连接，且螺旋线圈与蒸发管的内壁留有间隙。

料液经液体分布器作用后，在蒸发管沿内壁向下做降膜流动，由于螺旋线圈和蒸发管内壁之间存在间隙以及螺旋线直径的不同，导致料液流经螺旋线圈时产生扰动，形成湍流，提高了传热系数。同时，在料液向下流动的过程中，由于不断蒸发，生成大量的蒸汽，蒸汽和料液一起向下流动，对配重产生一定的冲击，由于蒸汽流的波动，使得配重拉动螺旋线圈在蒸发管内沿轴向做振动。如此振动，一方面使得沿内壁向下流动的料液得到了一定的扰动，进一步提高了传热系数；另一方面有效防止了结垢的产生。

作为优选，所述螺旋线圈的长度小于或等于蒸发管的长度，螺距为2～200mm，且与蒸发管之间的间隙为0.1～5mm。

作为优选，所述配重件的质量小于或等于使螺旋线圈在轴向形变1cm所需的质量。

作为优选，所述螺旋线圈和配重件的材质为金属、非金属或金属与非金属的复合材料。

作为优选，所述配重件的形状为锥面形，从而可以防止配重件上积液的形成。

有益效果：相对于现有技术，本发明具有以下优点：适合于和各种液体分布器配套使用，且在应用过程中可以通过调整螺旋线圈和配重的配合，达到不同的强化传热和防止结垢的效果，从而满足不同料液和蒸发强度的要求。

附图说明

图1为本发明所述强化传热和防止结垢的蒸发器的结构示意图。

其中，蒸发管1，液体分布器2，螺旋线圈3，配重件4.

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明制造的强化传热和防止结垢的蒸发器，它主要是在各种蒸发器中，通过带配重件4的螺旋线圈3与液体分布器2配套使用，达到不同的强化传热和防止结垢的效果。

实施例1～2

采用垂直管强制循环降膜蒸发器，它主要包括蒸发管1、液体分布器2和蒸发器插件，液体分布器2设在蒸发管1的上部，而所述蒸发器插件包括螺旋线圈3和配重件4。将螺旋线圈3上端与液体分布器2连接，下端与配重件4连接，并一起置于长8米，直径DN50的蒸发管1；且螺旋线圈3与蒸发管1内壁留有间隙，同时该螺旋线圈3的质量能在自然垂直状态下，使螺旋线圈3发生1cm轴向拉伸形变。料液为人工配制的氯化钙和硫酸钠的混合液，进而考查降膜蒸发过程传热及结垢情况，试验结果见表1。

表1

比较例1

采用垂直管强制循环降膜蒸发中试装置，料液为人工配制的氯化钙和硫酸钠的混合液，蒸发管1直径DN50，长8米，蒸发管1内去除该插件，运行50h，蒸发管1内已出现结垢。