專利名稱：一種自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置的制作方法
技術(shù)領域：
一種自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置技術(shù)領域[0001]本實用新型涉及一種蒸發(fā)裝置，特別是一種用于造紙行業(yè)中時進行黑液處理的自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置。本實用新型包括加熱室，蒸發(fā)室，連通加熱室與蒸發(fā)室的管路及泵。
背景技術(shù)：
[0002]蒸發(fā)器的應用很廣，在石油、化工、造紙、制糖等行業(yè)發(fā)揮著重要和不可替代的作用。它們被廣泛應用于濃縮蒸發(fā)、萃取分離等工段，是工業(yè)生產(chǎn)中的重要設備之一。在造紙行業(yè)內(nèi)蒸發(fā)器多用于處理黑液污染，回收堿液。其基本結(jié)構(gòu)是由加熱室，蒸發(fā)室，連通加熱室與蒸發(fā)室的管路及泵構(gòu)成，其中的加熱室垂直設置。這種立式結(jié)構(gòu)的加熱室存在一個幾乎難以解決的困難。因為立式安裝時軸流泵所要克服的楊程必須大于換熱管長度，而軸流泵的特點為低楊程、大流量，所以不能選取過長的換熱管，以滿足軸流泵的適用范圍。但是，在蒸發(fā)器換熱總面積一定的情況下?lián)Q熱管長度短則造成其數(shù)量多、橫截面積大的結(jié)果，為保證蒸發(fā)所需要的管內(nèi)流速，則必然造成軸流泵流量和能耗增大，設備運行的經(jīng)濟性下降。[0003]近幾年來造紙堿回收行業(yè)，隨著生產(chǎn)工藝水平的提高和科學技術(shù)的不斷進步，被濃縮蒸發(fā)溶液的特性發(fā)生了很大變化，由于前段工序采用了技術(shù)更為先進、節(jié)能措施更加突出的制漿工藝技術(shù)和設備，卻使后段被蒸發(fā)處理的溶液中存在著一些雜質(zhì)粉粒和細小纖維，雖然經(jīng)過重重過濾，仍然不能有效去除。曾經(jīng)廣泛使用的傳統(tǒng)蒸發(fā)器遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，因為夾雜在溶液中的雜質(zhì)粉粒和細小纖維在蒸發(fā)器換熱表面迅速粘結(jié)，不斷增厚，繼而使整個蒸發(fā)系統(tǒng)陷入癱瘓，無法正常使用。更何況大多數(shù)的被蒸發(fā)溶液中含有大量的無機鹽，當溶液中的無機鹽蒸發(fā)濃縮到一定程度后達到飽和，不斷結(jié)晶析出，在傳統(tǒng)蒸發(fā)器換熱表面聚集長大，阻礙了換熱，蒸發(fā)過程難以持續(xù)。[0004]傳統(tǒng)管式強制循環(huán)蒸發(fā)器可以部分解決這一問題，依靠軸流泵的外加動力使溶液在換熱管內(nèi)以較高的速度強制流動，并僅作為加熱過程，而蒸發(fā)分離過程在蒸發(fā)室內(nèi)進行，從而可以達到抗鹽析、抗結(jié)垢的目的，但是仍然無法完全達到實際使用要求。這是因為:[0005]1.在造紙堿回收行業(yè),通常黑液蒸發(fā)時會有34 40kgC0DCr/t 衆(zhòng)的可凝性污染物進入二次蒸汽，最終通過熱交換過程被冷凝后殘留在二次冷凝污水中，使得蒸發(fā)出來的二次冷凝污水中的CODCr含量通常在2500mg/kg以上，這樣既不符合環(huán)保排放要求，又無法滿足生產(chǎn)工藝需要，只 能將其再送到中段處理系統(tǒng)，造成了水資源的浪費和承擔昂貴的處理費用。傳統(tǒng)的管式強制循環(huán)蒸發(fā)器裝置及系統(tǒng)雖在理論上可以解決黑液中的雜質(zhì)粉粒和細小纖維在蒸發(fā)器表面的粘結(jié)問題，但實際的效果并不好，而且無法對二次冷凝污水進行分離處理；[0006]2.蒸發(fā)產(chǎn)生的二次蒸汽中含有大量有毒有害物質(zhì)和易揮發(fā)的氣體，具有一定的腐蝕性，如不進行分離處理，就會造成腐蝕設備、惡化工作環(huán)境、污染周圍空氣等影響，而且可燃性的臭氣聚集后，存在著爆炸危險。因此，蒸發(fā)中產(chǎn)生的大量有毒有害物質(zhì)和易揮發(fā)的氣體必須在蒸發(fā)工段收集處理。傳統(tǒng)的管式強制循環(huán)蒸發(fā)器裝置及系統(tǒng)在此過程中無法實現(xiàn)臭氣分離和處理；[0007]3.傳統(tǒng)強制循環(huán)蒸發(fā)器的加熱室立式安裝，依靠軸流泵輸送循環(huán)蒸發(fā)溶液，為了保證較高的流速，當蒸發(fā)面積較大時需要軸流泵的輸送流量也相應升高，但是，由于要保證巨大的循環(huán)量，致使軸流泵揚程不能提高，功率較大，在實際使用當中能耗增加，結(jié)構(gòu)受到較大的限制；[0008]4.傳統(tǒng)的管式強制循環(huán)蒸發(fā)器氣液分離果較差，無法滿足使用要求。發(fā)明內(nèi)容[0009]本實用新型提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足的，用于造紙行業(yè)中進行黑液處理的自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置。[0010]本實用新型的自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置，其基本結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)是相同的，也是由加熱室，蒸發(fā)室，連通加熱室與蒸發(fā)室的管路及泵構(gòu)成，與現(xiàn)有技術(shù)不同在于，本實用新型的加熱室水平放置。[0011]本實用新型的自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置中在加熱室中設置有垂直于軸線的折流板。[0012]本實用新型的自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置中，在加熱室內(nèi)設置有至少一個分程隔板。[0013]本實用新型由于采用了臥式安裝形式，而且在加熱室內(nèi)加設的折流板自然形成自汽結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)設置有分程隔板，可將換熱管在長度方向按一定的面積比例分隔為多個區(qū)域，當熱源蒸汽進入到加熱室參與熱交換時，由于折流板的阻擋作用，將在加熱室內(nèi)沿軸線迂回曲折流動，由于飽和水蒸汽的沸點高于有機揮發(fā)物、可凝性氣體及硫化氫、二氧化硫等有毒氣體，因此飽和水蒸汽被首先冷凝為低臭、無毒、完全符合環(huán)?；蚬に囈?、可回流程循環(huán)利用和達到環(huán)保標準要求能直接排放的大部分輕污冷凝水，經(jīng)輕污冷凝水管排出。之后含有部分飽和水蒸汽和大量有機揮發(fā)物、可凝性氣體及硫化氫、二氧化硫等有毒氣體的蒸汽混合物繼續(xù)迂回曲折流動并不斷參與熱交換，蒸汽及可凝性物質(zhì)發(fā)生相變形成重污冷凝水，經(jīng)重污冷凝水管排出，再通過其它手段處理，使其達到要求，起到了很好的有效分離，分類處理的效果；大量的有機物揮發(fā)物、不凝性氣體及有毒氣體通過不凝氣出口排出，集中收集后做無害化處理。[0014]
[0015]附圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。[0016]附圖2為圖1的俯視圖。[0017]附圖3為本實用新型加熱室右管板主視圖。[0018]附圖4為本實用新型加熱室右管板的剖視圖。[0019]附圖5為本實用新型右管箱和管板的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。[0020]附圖6為本實用新型中旋風式分離器的正視圖。[0021 ] 附圖7為附圖6的俯視圖。[0022]圖中:1為軸流泵，2為進加熱室循環(huán)管，3為循環(huán)管膨脹節(jié)，4為加熱室循環(huán)液入口，5為右管箱，6為右管板，7為輕污冷凝水出口，8為加熱室，9為重污冷凝水出口，10為左管箱，11為左管板， 12為不凝氣出口，13為折流板，14為定距管，15為拉桿，16為加熱室壓力表接口，17為換熱管，18為拉桿固定螺母，19為蒸汽入口，20為加熱室溫度計接口，21為加熱室循環(huán)液出口，22為出加熱室循環(huán)管，23為蒸發(fā)室循環(huán)液入口，24為蒸發(fā)室液位控制上接口，25為蒸發(fā)室，26為旋風式分離裝置，27為蒸發(fā)室封頭，28為二次蒸汽出口，29為蒸發(fā)室壓力表接口，30為液位視鏡觀察孔，31為檢修人孔，32為濃液出口，33為蒸發(fā)室下錐體，34為蒸發(fā)室液位控制下接口，35為蒸發(fā)室溫度計接口，36為膨脹節(jié)，37為出蒸發(fā)室循環(huán)管，38為分程用右管板槽口，39為右管板墊,40為管箱分程隔板,41為旋風式分離裝置阻流蓋，42為旋風式分離裝置連接桿，43為旋風式分離裝置排液管，44為旋風式分離裝置導流錐，45為旋風式分離裝置離心筒外側(cè)板,46為旋風式分離裝置離心筒內(nèi)側(cè)板,47為旋風式分離裝置離心筒蓋板，48為旋風式分離裝置分流筒，49為旋風式分離裝置分流筒頂蓋，50為旋風式分離裝置離心筒支撐桿。
具體實施方式
[0023]本實用新型
以下結(jié)合附圖的實施例進行解釋。[0024]在附圖1所示的示意圖中可見，本實用新型實施例是由蒸發(fā)室25和加熱室8，以及連通管路(出加熱室循環(huán)管22，進加熱室循環(huán)管2，出蒸發(fā)室循環(huán)管37)和軸流泵I構(gòu)成，但加熱室8水平設置，除這一點外，實施例與現(xiàn)有技術(shù)基本上是相同的。[0025]附圖1給出的實施例在加熱室內(nèi)設置有一個分程隔板40，以將管程分隔為兩程。并組焊左管箱10、右管箱5等各零部件成型，其中左管板11，右管板6還需鍛打，一般情況下要經(jīng)熱處理后進行鉆孔等工序的機加工，同時加工出右管板6上分程用右管板槽口 38，折流板13的鉆孔工序要與左右管板配鉆，以保證其同心度和位置度要求。折流板13安裝時缺口位置要上下交錯進行，而且應注意間距要求，形成有效的重污冷凝水區(qū)和輕污冷凝水區(qū)，并使用定距管14、拉桿15、拉桿固定螺母18、換熱管17將其連接固定為一個整體管束。再將以上連接所形成的整體管束與加熱室殼體8和左管板11、右管板6連接阻焊，之后安裝筒壁上各工藝接管、組裝左管箱10、右管箱5，其中分程隔板40與右管板6上的分程用右管板槽口 38之間形成一個配合，并使用右管板墊39做密封，就使整個換熱管17在右管箱5內(nèi)其橫截面上被分為上下不相連通的兩個部分，因此，溶液流動時的橫截面積相比之前被減小了一半，在保證同樣 流速的情況下軸流泵I的楊程同時也將減小一半。以上結(jié)構(gòu)和零部件構(gòu)成了本實用新型的加熱室。[0026]同樣按圖紙要求將蒸發(fā)室殼體25、蒸發(fā)室封頭27、蒸發(fā)室下錐體33等各零部件加工到位，阻焊成為蒸發(fā)室，并安裝旋風式分離裝置26各零部件、安裝筒壁上各工藝接管。以上結(jié)構(gòu)和零部件構(gòu)成了本實用新型的蒸發(fā)室。[0027]本實用新型中加熱室、蒸發(fā)室、軸流泵I按圖紙位置要求和規(guī)定安裝到使用位置，并連接各工藝管線、裝配DCS控制系統(tǒng)，其中出蒸發(fā)室循環(huán)管37和進加熱室循環(huán)管2上均連接有膨脹節(jié)3、36，可以克服管線膨脹變形，以防止熱變形造成受力加大，損壞設備。所有零部件安裝完成后構(gòu)成完整的本實用新型自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置。[0028]本實用新型在正常工作時，啟動軸流泵I后被蒸發(fā)溶液進由加熱室循環(huán)管2通過加熱室循環(huán)液入口 4被送入到加熱室右管箱5中。在右管箱5、分程隔板40與右管板6和右管板墊39的密封作用下，整個換熱管17在右管箱5內(nèi)其橫截面上被分為上下不相連通的兩個部分，被蒸發(fā)溶液從位于右管箱5下部換熱管內(nèi)流入，參與熱交換過程，進入到左管箱10后從被分割的另一半換熱管17流回到右管箱5內(nèi)，再此過程中又進行一次熱交換過程。充分換熱后的被蒸發(fā)溶液由加熱室循環(huán)液出口 21流出，經(jīng)出加熱室循環(huán)管22，從蒸發(fā)室循環(huán)液入口 23中沿蒸發(fā)室殼體切向進入到蒸發(fā)室內(nèi)，完成一次被蒸發(fā)溶液的循環(huán)過程。被蒸發(fā)溶液切線方向進入到分離室內(nèi)時，溶液由于運動慣性和重力作用沿分離室內(nèi)筒壁形成向下的螺旋運動，可增大溶液表面積，使溶液在沸點條件下迅速產(chǎn)生二次蒸汽，強化蒸發(fā)效果，同時由于溶液切向螺旋運動與筒壁之間產(chǎn)生摩擦，從而減少結(jié)垢形成，延長了設備正常運行周期。[0029]被蒸發(fā)溶液由軸流泵I持續(xù)推動循環(huán)過程，并從加熱室蒸汽入口 19向加熱室殼體8內(nèi)通入熱源蒸汽，流經(jīng)換熱管17的被蒸發(fā)溶液被不斷加熱繼而達到沸點，流向蒸發(fā)室后在蒸發(fā)室殼體25內(nèi)產(chǎn)生二次蒸汽，形成有效蒸發(fā)。[0030]由于采用了臥式安裝形式，加熱室內(nèi)的折流板13自然形成自汽結(jié)構(gòu)。由于折流板13的阻擋作用，熱源蒸汽將在加熱室內(nèi)沿軸線迂回曲折流動，由于飽和水蒸汽的沸點高于有機揮發(fā)物、可凝性氣體及硫化氫、二氧化硫等有毒氣體，因此飽和水蒸汽被首先冷凝為低臭、無毒、完全符合環(huán)?；蚬に囈蟆⒖苫亓鞒萄h(huán)利用和達到環(huán)保標準要求能直接排放的大部分輕污冷凝水，經(jīng)輕污冷凝水管7排出。之后含有部分飽和水蒸汽和大量有機揮發(fā)物、可凝性氣體及硫化氫、二氧化硫等有毒氣體的蒸汽混合物繼續(xù)迂回曲折流動并不斷參與熱交換，蒸汽及可凝性物質(zhì)發(fā)生相變形成重污冷凝水，經(jīng)重污冷凝水管9排出，再通過其它手段處理，使其達到要求，起到了很好的有效分離，分類處理的效果。大量的有機物揮發(fā)物、不凝性氣體及有毒氣體通過不凝氣出口 12排出，集中收集后做無害化處理。[0031]在蒸發(fā)室殼體25內(nèi)產(chǎn)生二次蒸汽夾帶有大量的微小液滴和其它組分，混合在二次蒸汽中隨之流動，若不能有效去除，將影響二次蒸汽的品質(zhì)，消耗部分能量，降低蒸發(fā)效率，而且會在管線中進一步凝結(jié)，形成水錘沖擊設備，造成設備損毀，需要采用特殊裝置將其進行氣液分離。本實用新型采用旋風式分離裝置26。首先將導流錐44按設計要求焊接固定在蒸發(fā)室殼體25的內(nèi)壁上，再用數(shù)根連接桿42等間隔將阻流蓋41牢靠固定。分流筒48為圓柱形圓筒，上部用分流筒頂蓋49焊接密封，在分流筒48筒壁上沿不同方向等間距的槽孔連接氣液運行的離心式通道。離心式通道由旋風式分離裝置離心筒外側(cè)板45、旋風式分離裝置離心筒內(nèi)側(cè)板46、旋風式分離裝置離心筒蓋板47構(gòu)成。離心筒外側(cè)板與離心筒內(nèi)側(cè)板為半徑和圓心都不相同的圓形弧板，形成數(shù)個截面不斷變化的氣液運行通道。二次蒸汽在經(jīng)過由以上零部件構(gòu)成的旋風式分離裝置26后，利用重力、慣性、粘滯阻力和離心力等多重因素影響，氣液被精確 分離，獲得的二次蒸汽品質(zhì)高、純凈度好，從二次蒸汽出口 28中排出，作為其它設備的熱源使用。[0032]本實用新型自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置由各電控閥門、變頻器、液位控制器、差壓變送器等電控元件和電氣、儀表、控制電腦及程序組成的智能化DCS控制，系統(tǒng)按預定程序進行工作，完成連續(xù)、有效的蒸發(fā)工藝。
權(quán)利要求1.一種自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置，包括:加熱室，蒸發(fā)室，連通加熱室與蒸發(fā)室的管路及泵，其特征在于所用的加熱室水平放置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置，其特征在于加熱室中設置有垂直于軸線的折流板。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置，其特征在于加熱室內(nèi)設置有 至少一個分程隔板。
專利摘要本實用新型公開一種用于造紙行業(yè)中時進行黑液處理的自汽提管式強制循環(huán)蒸發(fā)裝置。本實用新型的蒸發(fā)裝置，其基本結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)是相同的，與現(xiàn)有技術(shù)不同在于，本實用新型的加熱室水平放置。本實用新型可克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實用新型由于采用了臥式安裝形式，而且在加熱室內(nèi)加設的折流板自然形成自汽結(jié)構(gòu)，且其內(nèi)設置有分程隔板，可使飽和水蒸汽被首先冷凝為低臭、無毒、完全符合環(huán)?；蚬に囈蟆⒖苫亓鞒萄h(huán)利用和達到環(huán)保標準要求能直接排放的大部分輕污冷凝水排出，而使蒸汽中的有機揮發(fā)物、可凝性氣體及硫化氫、二氧化硫等有毒氣體形成重污冷凝水，經(jīng)重污冷凝水管排出。其分類處理效果好。
文檔編號C02F1/04GK203112540SQ20132012231
公開日2013年8月7日 申請日期2013年3月18日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月18日
發(fā)明者張培洲, 邵琿, 張銳, 王勇, 張舒 申請人:蘭州節(jié)能環(huán)保工程有限責任公司, 九江九洲節(jié)能環(huán)保工程有限公司