一體式升降膜蒸發(fā)裝置

《一體式升降膜蒸發(fā)裝置》涉及采用蒸發(fā)方法進行液—液分離的裝置，具體涉及一體式升降膜蒸發(fā)裝置。

升膜和降膜蒸發(fā)器在化工行業(yè)中應用范圍廣泛，其各具優(yōu)點。其中升膜蒸發(fā)器具有占地面積小，造價低，操作可控性強，結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點；降膜蒸發(fā)器具有傳熱系數(shù)高，導熱性能好，易于調(diào)節(jié)控制，方便可靠等優(yōu)點。但在長期的工業(yè)實踐中，其各自的缺點也逐一暴露，如：工藝中兩者都存在物料蒸發(fā)時間過短的弊端，極大的影響了成品的蒸出率，其直接造成物料回收率低，降低了企業(yè)經(jīng)濟效益。另外，2013年3月以前的降膜蒸發(fā)工藝中，物料在沿管壁下降蒸發(fā)時，其在管壁表面布膜不均勻、連續(xù)性差也影響了蒸發(fā)效果。

圖1是《一體式升降膜蒸發(fā)裝置》的一體式升降膜蒸發(fā)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1沿A向的示意圖；

圖3是該發(fā)明的第一導熱油腔外管壁局部放大圖；

圖4是圖1沿B-B線的剖視圖。

2020年7月17日，《一體式升降膜蒸發(fā)裝置》獲得安徽省第七屆專利獎優(yōu)秀獎。 2100433B

如圖1、圖2、圖3、圖4所示，《一體式升降膜蒸發(fā)裝置》包括帶有進料閥1的進料腔2，進料腔2上方設置有內(nèi)置若干蒸發(fā)管束4的第一導熱油腔6，第一導熱油腔6一側(cè)設置有第一導熱油進口閥5、另一側(cè)設置有第一導熱油出口閥19；所述的第一導熱油腔6外包覆有倒置的物料腔7并通過支撐板25固位；所述的蒸發(fā)管束4兩端分別固定有上管板24和下管板3，上管板24頂部通過支架15設置有對應的圓板16；所述的第一導熱油腔6內(nèi)通過定距桿10固定有若干折流板21；所述的物料腔7一側(cè)置有出料閥20、頂部設置有廢氣腔17和氣相出口18。如圖1、圖2可見，上管板24和圓板16間還均布有 “人”字形導氣格柵14。該“人”字形導氣格柵14沿圓板16的外緣對應設置，氣液混合物可從“人”字形導氣格柵14的間隙中排出。第一導熱油腔6內(nèi)圍繞蒸發(fā)管束4設置有夾套22；夾套22與第一導熱油腔6內(nèi)管壁間置有固位板11。夾套22的下端與下管板3密封連接，其上端與上管板24之間留有可供導熱油通過的間隙。采用本結(jié)構(gòu)的目的是強制導熱油沿夾套22向上運動后再漫溢過夾套22沿蒸發(fā)管束4下降，從而提高導熱效果。物料腔7包覆的第一導熱油腔6的外管壁12設置有螺紋26。

所述的物料腔7外包覆第二導熱油腔9，所述的第二導熱油腔9兩側(cè)分別設置有第二導熱油進口閥8和第二導熱油出口閥23。該發(fā)明一體式升降膜蒸發(fā)裝置的具體實施方式：該發(fā)明的上管板24一側(cè)設置有排氣孔13，用于排出腔體內(nèi)氣體。作業(yè)時，向第一導熱油腔6和第二導熱油腔9循環(huán)導入加熱的導熱油，然后，泵送泡點物料由進料閥1進入進料腔2，物料在進料腔2內(nèi)均勻?qū)胝舭l(fā)管束4內(nèi)，上升的高溫氣流同時帶動物料沿蒸發(fā)管束4的管壁成膜狀上升，蒸發(fā)管束4外浸潤的高溫導熱油對物料持續(xù)加熱至其成氣液狀混合物，高溫氣液狀混合物排出后持續(xù)沖擊其頂部設置的圓板16；撞擊過程產(chǎn)生的大量泡沫經(jīng)“人”字形導氣格柵14阻滯、破碎后再由“人”字形導氣格柵14的間隙排出?！叭恕弊中螌飧駯?4除沫高效，其大幅提高了物料的回收利用率；廢氣腔17內(nèi)蒸汽由氣相出口18排出后進入下一工藝流程。物料首次氣液分離后，料液進入降膜蒸發(fā)工藝，料液由“人”字形導氣格柵14的間隙排出后沿第一導熱油腔6外管壁12成膜狀向下流淌；第一導熱油腔6外管壁12上設置有螺紋26，向下流淌的料液經(jīng)螺紋26持續(xù)自動切分后在外管壁12上分布更加均勻，強化了蒸發(fā)效果，使用單頭螺紋可以達到更好的成膜效果。物料蒸發(fā)的同時，第二導熱油腔9內(nèi)導熱油對物料腔7內(nèi)料液保溫、強化二次蒸發(fā)效果。物料經(jīng)升膜、降膜蒸發(fā)后由物料出口閥20導出進入下一工藝。

一體式升降膜蒸發(fā)裝置專利目的

《一體式升降膜蒸發(fā)裝置》所要解決的技術問題是提供一種綜合了2013年3月以前的升膜、降膜蒸發(fā)裝置優(yōu)點的同時增加了物料蒸發(fā)時間、強化了蒸發(fā)效果的一體式升降膜蒸發(fā)裝置。

一體式升降膜蒸發(fā)裝置技術方案

《一體式升降膜蒸發(fā)裝置》包括帶有進料閥的進料腔，進料腔上方設置有內(nèi)置若干蒸發(fā)管束的第一導熱油腔，第一導熱油腔一側(cè)設置有第一導熱油進口閥、另一側(cè)設置有第一導熱油出口閥；所述的第一導熱油腔外包覆有倒置的物料腔并通過支撐板固位；所述的蒸發(fā)管束兩端分別固定有上管板和下管板，上管板頂部通過支架設置有對應的圓板；所述的第一導熱油腔內(nèi)通過定距桿固定有若干折流板；所述的物料腔一側(cè)置有出料閥、頂部設置有廢氣腔和氣相出口。該發(fā)明作業(yè)時，導熱油由第一導熱油進口閥導入，同時泵送泡點物料經(jīng)進料腔再均勻?qū)胝舭l(fā)管束，在蒸發(fā)管束內(nèi)上升熱氣流的帶動下，物料沿蒸發(fā)管束內(nèi)壁由下而上成膜狀上升，同時前期導入的導熱油對蒸發(fā)管束加熱；受熱蒸發(fā)的物料成氣液狀混合物持續(xù)沖擊蒸發(fā)管束頂部的圓板，氣體向圓板四周散逸并由氣相出口排出；液體及泡沫在重力作用下降落后沿上管板表面漫溢至第一導熱油腔的外管壁成膜狀下降，下降過程中再次進行氣液分離。由于物料腔包覆在第一導熱油腔外，因此第一導熱油腔能同時對其外管壁和蒸發(fā)管束進行加熱。該發(fā)明的技術方案，物料在上升和下降的過程中，連續(xù)利用同一熱源進行蒸發(fā)處理，其單位能耗低，物料蒸發(fā)效果好，物料回收利用率高。進一步的，該發(fā)明在上管板和圓板間置有“人”字形導氣格柵。前期生成的氣液狀混合物持續(xù)撞擊圓板過程中產(chǎn)生大量泡沫，其經(jīng)“人”字形導氣格柵阻滯、破碎后再由“人”字形導氣格柵的間隙導出進入降膜蒸發(fā)工藝。上述機構(gòu)促進泡沫破碎，進一步提高了氣液分離效率。進一步的，第一導熱油腔內(nèi)圍繞蒸發(fā)管束設置有夾套；夾套與第一導熱油腔內(nèi)管壁間置有固位板。作業(yè)過程中，導熱油自第一導熱油進口閥導入后，受夾套阻滯，強制導熱油按照先上后下的路徑運動，從而使得蒸發(fā)管束上下端受熱均勻，并增加了導熱油在第一導熱油腔內(nèi)滯留時間，強化蒸發(fā)效果。物料腔包覆的第一導熱油腔的外管壁設置有螺紋。降膜蒸發(fā)時，螺紋使液狀物料在外管壁均勻分布、強化蒸發(fā)效果；另外，螺紋的設置也便于物料中雜質(zhì)的沉積和清除。物料腔外包覆第二導熱油腔的導熱油作業(yè)時對物料進一步保溫，強化蒸發(fā)效果；第二導熱油腔兩側(cè)分別設置有第二導熱油進口閥和第二導熱油出口閥。

一體式升降膜蒸發(fā)裝置改善效果

《一體式升降膜蒸發(fā)裝置》具備2013年3月以前的升膜蒸發(fā)工藝和降膜蒸發(fā)工藝優(yōu)勢的同時產(chǎn)生如下有益效果：

1、升膜蒸發(fā)裝置和降膜蒸發(fā)裝置合二為一；其降低了設備占地面積 的同時大幅減少了企業(yè)設備投資。

2、物料經(jīng)升膜蒸發(fā)工藝后直接進入降膜蒸發(fā)工藝，其大幅增加了物料的蒸發(fā)時間，提高了成品蒸出率。

3、經(jīng)升膜蒸發(fā)工藝的物料在熱量無散失的情況下進入降膜工藝，其強化了蒸發(fā)效果，降低了企業(yè)能耗。

4、升膜蒸發(fā)工藝后，前期導入的物料經(jīng)蒸發(fā)已導出大部，余下的物料在降膜蒸發(fā)工藝中能更好在外管壁表面均勻分布，為二次蒸發(fā)創(chuàng)造了有利的條件。

5、第一導熱油腔外管壁細密的螺紋增加了液狀物料向下流淌時的湍流和橫向流，使液狀物料在管壁布膜更均勻、連續(xù)性更好，其強化了傳熱、傳質(zhì)效果。

6、第二導熱油腔在物料蒸發(fā)過程中，能起到良好的隔溫、保溫作用，其減少了物料蒸發(fā)過程中的熱流失，進一步強化蒸發(fā)效果。

該發(fā)明在整合了2013年3月以前的升膜和降膜蒸發(fā)裝置優(yōu)點的基礎上解決了2013年3月以前的技術存在的問題，其強化了物料的蒸發(fā)效果，提高了成品蒸出率，大幅提高了企業(yè)的經(jīng)濟效益。

1.《一體式升降膜蒸發(fā)裝置》包括帶有進料閥（1）的進料腔（2），進料腔（2）上方設置有內(nèi)置若干蒸發(fā)管束（4）的第一導熱油腔（6），第一導熱油腔（6）一側(cè)設置有第一導熱油進口閥（5）、另一側(cè)設置有第一導熱油出口閥（19）；其特征是：所述的第一導熱油腔（6）外包覆有倒置的物料腔（7）并通過支撐板（25）固位；所述的蒸發(fā)管束（4）兩端分別固定有上管板（24）和下管板（3），上管板（24）頂部通過支架（15）設置有對應的圓板（16）；所述的第一導熱油腔（6）內(nèi)通過定距桿（10）固定有若干折流板（21）；所述的物料腔（7）一側(cè)置有出料閥（20）、頂部設置有廢氣腔（17）和氣相出口（18）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式升降膜蒸發(fā)裝置，其特征是：上管板（24）和圓板（16）間還均布有 “人”字形導氣格柵（14）。

3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式升降膜蒸發(fā)裝置，其特征是：所述的第一導熱油腔（6）內(nèi)圍繞蒸發(fā)管束（4）設置有夾套（22）；夾套（22）與第一導熱油腔（6）內(nèi)管壁間置有固位板（11）。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式升降膜蒸發(fā)裝置，其特征是：所述的物料腔（7）包覆的第一導熱油腔（6）的外管壁（12）設置有螺紋（26）。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一體式升降膜蒸發(fā)裝置，其特征是：所述的物料腔（7）外包覆第二導熱油腔（9），所述的第二導熱油腔（9）兩側(cè)分別設置有第二導熱油進口閥（8）和第二導熱油出口閥（23）。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置是實驗室廣泛應用的一種蒸發(fā)儀器。適用于回流操作、大量溶劑的快速蒸發(fā)、微量組分的濃縮和需要攪拌的反應過程等。旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)裝置系統(tǒng)可以密封減壓至400~600毫米汞柱;用加熱浴加熱蒸餾瓶中的溶劑，加熱溫度可接近該溶劑的沸點;同時還可進行旋轉(zhuǎn)，速度為50~160轉(zhuǎn)/分，使溶劑形成薄膜，增大蒸發(fā)面積。

①、采用聚四氟乙烯和橡膠復合密封，能保持高真空度。②、防爆旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器采用高效冷凝器確保高回收率。③、可連續(xù)進料。④、水浴鍋數(shù)字恒溫控制。⑤、結(jié)構(gòu)合理，用料講究。機械結(jié)構(gòu)大量采用不銹鋼和鋁合金件，玻璃件全部采用耐高溫高硼玻璃。2100433B