CN209997219U - 碱液预浓缩器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种碱液预浓缩器，包括换热蒸发器、设于换热蒸发器上端的布膜装置以及设置换热蒸发器下端的汽液分离器装置，换热蒸发器包括壳程筒体、设于壳程筒体上端的上管板、设于壳程筒体下端的下管板以及呈阵列竖直安装在上管板和下管板之间的多根换热管，换热管的上端接入布膜装置，使得碱液能够通过布膜装置被分配到各个换热管内并沿换热管内壁呈膜状向下流动，换热管的下端接入汽液分离器装置，使得浓缩碱液和二次蒸汽能够通过汽液分离器装置分离，壳程筒体靠近底端的侧壁上还连接有冷凝水接口，壳程筒体的侧壁上连接有蒸汽接口。本实用新型能够使各换热管布膜更均匀，提高了碱液浓缩的效率。

Description

碱液预浓缩器

技术领域

本实用新型涉及氯碱生产技术领域，特别是涉及一种碱液预浓缩器。

背景技术

50％-99％碱液的浓缩一般需要经过预浓缩、终浓缩和闪蒸三个流程，预浓缩将50％的原料碱浓缩到61％的高浓度液碱，终浓缩将61％的高浓度液碱浓缩到97.5％，再进入闪蒸罐，闪蒸后浓度达到99％。

现有的预浓缩器一般以水平管降膜和竖直管降膜为主，其中竖管降膜蒸发器一般是在蒸发腔室中加入料液，溶液通过布膜装置，被分配到各个换热管内，沿换热管内壁呈膜状向下流动，在薄膜状料液流动过程中，料液被换热管外壁的加热蒸汽加热发生汽化，形成浓缩液和二次蒸汽。

现有的预浓缩器存在如下缺陷：(1)各换热管存在流量有差异、布膜不均匀的情况，成膜的效果差，影响碱液浓缩的的效果；(2)蒸汽加热不均匀，影响液碱浓缩的效率；(3)存在加热蒸汽从冷凝水接口溢出的情况，造成热源的损失；(4)浓缩液和二次蒸汽分离的效果不好，可能出现浓缩液被二次蒸汽带出的情况；(5)为了克服预浓缩器热胀冷缩的问题，现有的预浓缩器一般采用单支座的结构，设备安装的稳定性差。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种碱液预浓缩器，以使各换热管布膜更均匀，提高碱液浓缩的效率。

本实用新型提供了一种碱液预浓缩器，包括换热蒸发器、设于所述换热蒸发器上端的布膜装置以及设置所述换热蒸发器下端的汽液分离器装置；所述换热蒸发器包括壳程筒体、设于所述壳程筒体上端的上管板、设于所述壳程筒体下端的下管板以及呈阵列竖直安装在所述上管板和下管板之间的多根换热管，所述壳程筒体靠近底端的侧壁上还连接有冷凝水接口，所述壳程筒体的侧壁上连接有蒸汽接口；所述布膜装置包括上箱体以及设于所述上箱体内的弧形挡板、接碱盘和布膜管，所述上箱体的顶部连接有原碱液进口，所述弧形挡板设于原碱液进口的下方，弧形挡板的弧顶位于原碱液进口的正下方，弧形挡板的下部通过支撑块固定在上箱体上，所述接碱盘设于弧形挡板的正下方，弧形挡板的竖直投影位于接碱盘内，接碱盘的下方均布有多根配液管，所述布膜管的管壁上沿周向均布有若干竖缝，布膜管与换热管一一对应，各布膜管的下段分别穿过上管板并***对应的换热管；所述换热管的下端接入汽液分离器装置，使得浓缩碱液和二次蒸汽能够通过汽液分离器装置分离。

原碱液从上箱体顶部的原碱液进口流入上箱体，然后流向弧形挡板，原碱液会沿着弧形挡板的上表面向下流动，然后从弧形挡板的外周流入接碱盘，再通过接碱盘下的配液管均匀分配至布膜管的周围，再从布膜管上的竖缝流入换热管内并内壁上形成膜状，原碱液经过三级布流，使得布膜管周围的液面平稳，进而使得流入各换热管的碱液更均匀，布膜也就更均匀，从而提高了碱液浓缩的效率。

进一步地，所述蒸汽接口连接在壳程筒体的中段。由于蒸汽接口设置在壳程筒体的中间段，通过蒸汽接口向壳程筒体内通入高温高压蒸汽时，一部分蒸汽向上走，一部分蒸汽向下走，向上走的蒸汽对换热管的上段进行加热，向下走的蒸汽对换热管的下段进行加热，向两端走的蒸汽被换热管吸热后冷凝，使得两端的压力减小，通入的蒸汽源源不断地对两端的蒸汽进行补充，而冷凝后的液体从冷凝水接口排出，从而实现蒸汽源源不断地对换热管加热，相对于传统的上部通入蒸汽的形式，本申请加热更加均匀，液碱浓缩的效率更高。

进一步地，所述壳程筒体的中间段设置有膨胀节，所述蒸汽接口连接在所述膨胀节上。通过设置膨胀节，一方面便于蒸汽的通入，同时，膨胀节还能够在一定程度上消除热胀冷缩的应力。

进一步地，所述壳程筒体内沿竖向间隔设置有多块折流板，所述折流板固定在壳程筒体的内壁上，且折流板与壳程筒体的内壁之间留有蒸汽通道，相邻两块折流板处的蒸汽通道错开，所述换热管依次穿过各折流板与对应的折流板固定连接。折流板不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过换热管,使湍动程度和有效换热面积大为增加。

进一步地，所述壳程筒体内正对蒸汽接口设置有蒸汽缓冲板，所述蒸汽缓冲板固定在换热管或壳程筒体上，蒸汽缓冲板的长度小于所述膨胀节的长度，蒸汽缓冲板的边缘与膨胀节的变径段之间形成蒸汽喷入口。通过设置蒸汽缓冲板，蒸汽从蒸汽缓冲板边缘的蒸汽喷入口喷入壳程筒体，这样能够防止蒸汽直接对换热管产生冲击。

进一步地，所述壳程筒体靠近顶端的侧壁上还连接有不凝气放空口。蒸汽中含有一部分不凝气，当壳程筒体内的不凝气积存到一定体积后，需要打开不凝气放空口来将不凝气排出。

进一步地，所述壳程筒体靠近冷凝水接口的上方还设置有蒸汽回流接口，所述冷凝水接口和蒸汽回流接口分别通过管道与同一阻汽排水罐的上部连通。采用这样的设计，冷凝水和蒸汽通过冷凝水接口进入阻汽排水罐，同时，进入阻汽排水罐的蒸汽可以通过蒸汽回流接口回流至壳程筒体内，这样能够防止蒸汽流失。

进一步地，所述汽液分离器装置包括下箱体以及设于所述下箱体内的分隔板，所述分隔板将下箱体的上部分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的上部与所述换热管的下端连通，第一腔室和第二腔室的下部均与下箱体的下部连通，所述下箱体的上部还设置有与所述第二腔室连通的二次蒸汽出口，下箱体的底部设置有浓缩碱液出口。原碱液蒸发形成的浓缩碱液和二次蒸汽从第一腔室进入下箱体，浓缩碱液流入下箱体的底部，而二次蒸汽绕过分隔板向上进入第二腔室，浓缩碱液和二次蒸汽能够充分分离，分离效果更好。

进一步地，所述第二腔室内还设置有丝网过滤器。通过设置丝网过滤器，更够进一步对二次蒸汽进行过滤，防止浓缩碱液跑出。

进一步地，所述汽液分离器装置的外侧设置有固定支座，所述换热蒸发器的外侧设置有弹簧支座。弹簧支座能够克服预浓缩器热胀冷缩的问题，同时，采用双支座的设计，设备安装的稳定性更好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的器件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各器件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型实施例的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的换热蒸发器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例的布膜装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的汽液分离器装置的结构示意图。

附图中，1表示换热蒸发器；11表示壳程筒体；12表示上管板；13表示下管板；14表示换热管；15表示冷凝水接口；16表示蒸汽接口；17表示膨胀节；18表示折流板；19表示蒸汽缓冲板；110表示不凝气放空口；111表示蒸汽回流接口；112表示弹簧支座；2表示布膜装置；21表示上箱体；22表示接碱盘；23表示布膜管；24表示原碱液进口；25表示配液管；26表示竖缝；27表示弧形挡板；3表示汽液分离器装置；31表示下箱体；32表示分隔板；33表示第一腔室；34表示第二腔室；35表示二次蒸汽出口；36表示浓缩碱液出口；37表示丝网过滤器；38表示固定支座。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利的保护范围。

如图1-图4所示，本实用新型实施例提供了一种碱液预浓缩器，包括换热蒸发器1、设于换热蒸发器1上端的布膜装置2以及设置换热蒸发器1下端的汽液分离器装置3。

参照图1和图2，换热蒸发器1包括壳程筒体11、设于壳程筒体11上端的上管板12、设于壳程筒体11下端的下管板13以及呈阵列竖直安装在上管板12和下管板13之间的多根换热管14，换热管14的上端接入布膜装置2，使得碱液能够通过布膜装置2被分配到各个换热管14内并沿换热管14内壁呈膜状向下流动，换热管14的下端接入汽液分离器装置3，使得浓缩碱液和二次蒸汽能够通过汽液分离器装置3分离，壳程筒体11靠近底端的侧壁上还连接有冷凝水接口15，壳程筒体11的中间段的侧壁上连接有蒸汽接口16，由于蒸汽接口16设置在壳程筒体11的中间段，通过蒸汽接口16向壳程筒体11内通入高温高压蒸汽时，一部分蒸汽向上走，一部分蒸汽向下走，向上走的蒸汽对换热管14的上段进行加热，向下走的蒸汽对换热管14的下段进行加热，向两端走的蒸汽被换热管14吸热后冷凝，使得两端的压力减小，通入的蒸汽源源不断地对两端的蒸汽进行补充，而冷凝后的液体从冷凝水接口15排出，从而实现蒸汽源源不断地对换热管14加热，相对于传统的上部通入蒸汽的形式，本申请加热更加均匀，液碱浓缩的效率更高。

作为上述方案的进一步改进，壳程筒体11的中间段设置有膨胀节17，蒸汽接口16连接在膨胀节17上，通过设置膨胀节17，一方面便于蒸汽的通入，同时，膨胀节17还能够在一定程度上消除热胀冷缩的应力。

壳程筒体11内沿竖向间隔设置有多块折流板18，折流板18固定在壳程筒体11的内壁上，且折流板18与壳程筒体11的内壁之间留有蒸汽通道，相邻两块折流板18处的蒸汽通道错开，换热管14依次穿过各折流板18与对应的折流板18固定连接，折流板18不仅可防止流体短路,增加流体速度,还迫使流体按规定路径多次错流通过换热管,使湍动程度和有效换热面积都大为增加。

为了防止从蒸汽接口16喷入的蒸汽直接对换热管14产生冲击，本实施在壳程筒体11内正对蒸汽接口16设置有蒸汽缓冲板19，蒸汽缓冲板19固定在折流板18上，蒸汽缓冲板19的长度小于膨胀节17的长度，蒸汽缓冲板19的边缘与膨胀节17的变径段之间形成蒸汽喷入口，从蒸汽接口16喷入的蒸汽在蒸汽缓冲板19的阻挡下，从蒸汽缓冲板19边缘的蒸汽喷入口喷入壳程筒体11。

此外，由于蒸汽中含有一部分不凝气，随着不凝气的增多，会影响蒸汽加热的效率，因此，本实施例在壳程筒体11靠近顶端的侧壁上还连接有不凝气放空口110，当壳程筒体11内的不凝气积存到一定体积后，需要打开不凝气放空口110来将不凝气排出。

为了防止蒸汽从冷凝水接口15溢出，本实施例在壳程筒体11靠近冷凝水接口15的上方还设置有蒸汽回流接口111，冷凝水接口15和蒸汽回流接口111分别通过管道与同一阻汽排水罐的上部连通，冷凝水和蒸汽通过冷凝水接口15进入阻汽排水罐，同时，进入阻汽排水罐的蒸汽可以通过蒸汽回流接口111回流至壳程筒体11内。

参照图1和图3，布膜装置2包括上箱体21以及设于上箱体21内的弧形挡板27、接碱盘22和布膜管23，上箱体21的顶部连接有原碱液进口24，弧形挡板27设于原碱液进口24的下方，弧形挡板27的弧顶位于原碱液进口24的正下方，弧形挡板27的下部通过支撑块固定在上箱体上，接碱盘22设于弧形挡板27的正下方，弧形挡板27的竖直投影位于接碱盘22内，接碱盘22的下方均布有多根配液管25，布膜管23的管壁上沿周向均布有若干竖缝26，布膜管23与换热管14一一对应，各布膜管23的下段分别穿过上管板12并***对应的换热管14。

原碱液从上箱体21顶部的原碱液进口24流入上箱体21，然后流向弧形挡板27，原碱液会沿着弧形挡板27的上表面向下流动，然后从弧形挡板27的外周流入接碱盘22，再通过接碱盘22下的配液管25均匀分配至布膜管23的周围，再从布膜管23上的竖缝26流入换热管14内并内壁上形成膜状，原碱液经过三级布流，使得布膜管周围的液面平稳，进而使得流入各换热管14的碱液更均匀，布膜也就更均匀，从而提高了碱液浓缩的效率。

参照图1和图4，汽液分离器装置3包括下箱体31以及设于下箱体31内的分隔板32，分隔板32将下箱体31的上部分隔成第一腔室33和第二腔室34，第一腔室33的上部与换热管14的下端连通，第一腔室33和第二腔室34的下部均与下箱体31的下部连通，下箱体31的上部还设置有与第二腔室34连通的二次蒸汽出口35，下箱体31的底部设置有浓缩碱液出口36，原碱液蒸发形成的浓缩碱液和二次蒸汽从第一腔室33进入下箱体31，浓缩碱液流入下箱体31的底部，而二次蒸汽绕过分隔板32向上进入第二腔室34，浓缩碱液和二次蒸汽能够充分分离，分离效果更好。

为了防止二次蒸汽将浓缩碱液带出，第二腔室34内还设置有丝网过滤器37，通过设置丝网过滤器37，更够进一步对二次蒸汽进行过滤，防止浓缩碱液跑出。

在本实施例中，汽液分离器装置3的外侧设置有固定支座38，换热蒸发器1的外侧设置有弹簧支座112，弹簧支座112能够克服预浓缩器热胀冷缩的问题，同时，采用双支座的设计，设备安装的稳定性更好。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.一种碱液预浓缩器，其特征在于：包括换热蒸发器、设于所述换热蒸发器上端的布膜装置以及设置所述换热蒸发器下端的汽液分离器装置；

所述换热蒸发器包括壳程筒体、设于所述壳程筒体上端的上管板、设于所述壳程筒体下端的下管板以及呈阵列竖直安装在所述上管板和下管板之间的多根换热管，所述壳程筒体靠近底端的侧壁上还连接有冷凝水接口，所述壳程筒体的侧壁上连接有蒸汽接口；

所述布膜装置包括上箱体以及设于所述上箱体内的弧形挡板、接碱盘和布膜管，所述上箱体的顶部连接有原碱液进口，所述弧形挡板设于原碱液进口的下方，弧形挡板的弧顶位于原碱液进口的正下方，弧形挡板的下部通过支撑块固定在上箱体上，所述接碱盘设于弧形挡板的正下方，弧形挡板的竖直投影位于接碱盘内，接碱盘的下方均布有多根配液管，所述布膜管的管壁上沿周向均布有若干竖缝，布膜管与换热管一一对应，各布膜管的下段分别穿过上管板并***对应的换热管；

所述换热管的下端接入汽液分离器装置，使得浓缩碱液和二次蒸汽能够通过汽液分离器装置分离。

2.根据权利要求1所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述蒸汽接口连接在壳程筒体的中段。

3.根据权利要求2所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述壳程筒体的中间段设置有膨胀节，所述蒸汽接口连接在所述膨胀节上。

4.根据权利要求3所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述壳程筒体内沿竖向间隔设置有多块折流板，所述折流板固定在壳程筒体的内壁上，且折流板与壳程筒体的内壁之间留有蒸汽通道，相邻两块折流板处的蒸汽通道错开，所述换热管依次穿过各折流板与对应的折流板固定连接。

5.根据权利要求4所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述壳程筒体内正对蒸汽接口设置有蒸汽缓冲板，所述蒸汽缓冲板固定在换热管或壳程筒体上，蒸汽缓冲板的长度小于所述膨胀节的长度，蒸汽缓冲板的边缘与膨胀节的变径段之间形成蒸汽喷入口。

6.根据权利要求2所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述壳程筒体靠近顶端的侧壁上还连接有不凝气放空口。

7.根据权利要求1所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述壳程筒体靠近冷凝水接口的上方还设置有蒸汽回流接口，所述冷凝水接口和蒸汽回流接口分别通过管道与同一阻汽排水罐的上部连通。

8.根据权利要求1所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述汽液分离器装置包括下箱体以及设于所述下箱体内的分隔板，所述分隔板将下箱体的上部分隔成第一腔室和第二腔室，所述第一腔室的上部与所述换热管的下端连通，第一腔室和第二腔室的下部均与下箱体的下部连通，所述下箱体的上部还设置有与所述第二腔室连通的二次蒸汽出口，下箱体的底部设置有浓缩碱液出口。

9.根据权利要求8所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述第二腔室内还设置有丝网过滤器。

10.根据权利要求1所述的碱液预浓缩器，其特征在于：所述汽液分离器装置的外侧设置有固定支座，所述换热蒸发器的外侧设置有弹簧支座。

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