專利名稱：降膜式蒸發(fā)器的制作方法
降膜式蒸發(fā)器本發(fā)明涉及降膜式蒸發(fā)器，其包括由圓柱形殼和凸起端形成的外殼，由在所述外殼內(nèi)排列的豎直管形成的至少一個管束，由此釋放熱量的可冷凝蒸氣可以從下面向上進(jìn)料到所述豎直管中，并且由此接受熱量的可蒸發(fā)液體可以進(jìn)料到所述管束的上端以作為薄液層沿所述豎直管的外表面向下流動，其中管束配置有用于排放包含在所述釋放熱量的蒸氣中的未冷凝組分的裝置。從芬蘭專利76699可以得知，前述類型的蒸發(fā)器是之前已知的。在所述蒸發(fā)器中，豎直管在下端處與管板連接并且在上端是閉合的，由此在各豎直管內(nèi)，布置另一平行管，其進(jìn)而與另一管板連接，由此進(jìn)料到在所述兩個管板之間布置的蒸氣入口室且在外部管內(nèi)向上流動的蒸氣向下降落通過這些內(nèi)部管，到達(dá)在另一管板之下布置的空間，并且從那里進(jìn)一步向上流動，通過位于分開蒸氣入口室的分隔壁另一側(cè)的那些管的內(nèi)部管，并向下流動通過外管到達(dá)被分隔壁分開的蒸氣入口室的空間，從該空間臟的冷凝物排放通過布置在底部的排放管道，而未冷凝的蒸氣排放通過布置在該空間上部的排放管道。但是，所述專利并未公開將濃縮液體的結(jié)束端布置在何處以及通過什么地方將處該液體從蒸發(fā)器中排放出。這種類型的結(jié)構(gòu)使得蒸發(fā)器操作繁重(heavy)，因此該結(jié)構(gòu)僅適用于小尺寸的裝置。從美國專利5，624，531可知基于降膜式原理操作的另一種蒸發(fā)器。在所述蒸發(fā)器中，管束由多個平行的蒸發(fā)元件形成，各蒸發(fā)元件由在相同水平上排列的豎直管形成，由此管的上端連接于共同的收集管，而下端連接于另一共同的收集管。所有上部的收集管連接于一個共同的收集室，并且所有下部的收集管連接于另一共同的收集室。根據(jù)一種實(shí)施方式，將可冷凝的蒸氣導(dǎo)入到下部收集室，由此在豎直管中產(chǎn)生的冷凝物從所述收集室的底部排放，而進(jìn)入上部收集室的蒸氣從蒸發(fā)器排放。按照與上述蒸發(fā)器相同的方式將待蒸發(fā)的液體導(dǎo)入到管束的上端。濃縮的液體向下流動至蒸發(fā)器的底部，由此液體從蒸發(fā)器排放或返回至管束的上端以便于進(jìn)一步蒸發(fā)，從液體蒸發(fā)的蒸氣從蒸發(fā)器的上部排放到分滴器(droplet separator)。該種類型的結(jié)構(gòu)不適合使用包含不可冷凝氣體的污染蒸氣流作為熱源的情況。本發(fā)明的目的是提供下述蒸發(fā)器，其能夠有效傳熱并且也允許使用包含不可冷凝氣體的污染蒸氣流作為釋放熱量的蒸氣。這是由下述蒸發(fā)器實(shí)現(xiàn)的，該蒸發(fā)器的特征在于蒸發(fā)器包括兩個或更多個管束，它們各自配置有自身的管板，由此各管束的豎直管在下端與相應(yīng)管束的管板連接以及在上端與相應(yīng)管束的收集多支管連接。本發(fā)明的蒸發(fā)器的豎直管的內(nèi)表面由于冷凝物層向下降落是基本上自清潔的。而且，相對于冷凝物流向上流動的蒸氣通過汽提有效凈化冷凝物。相反，管束的豎直管的外表面由于管束的結(jié)構(gòu)可以容易清潔。根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)器可以在管側(cè)和在夾套側(cè)都分成間隔室，該間隔室可以以不同方式并聯(lián)或串聯(lián)連接。當(dāng)過熱蒸氣用作熱源時(shí)，蒸發(fā)器也能夠有效使過熱蒸氣減溫。在一種實(shí)施方式中，蒸發(fā)器包括兩個月牙形的管束，它們各自配置有自身的管板，排列管束以形成它們之間的閑置空間，該空間也可用于維護(hù)措施。
排放蒸發(fā)的蒸氣的出口優(yōu)選與蒸氣收集室連接布置，該收集室配置有分滴器并位于蒸發(fā)器的下部。根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施方式，各管束的管板相對于水平方向傾斜，從而允許液體流的未蒸發(fā)部分沿傾斜的管板向下降落至液體空間，從該液體空間通過布置在底部的出口排放。優(yōu)選地，在豎直管的下端形成彎曲從而允許所述管的端部垂直進(jìn)入傾斜管板。特別是關(guān)于高蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，各管束的豎直管由支撐結(jié)構(gòu)在所述管兩端之間的至少一個點(diǎn)支撐。所述支撐結(jié)構(gòu)使蒸發(fā)器容易組裝并在運(yùn)輸過程中對豎直管和管束給予支撐，從而同時(shí)防止在使用過程中有害的振動和破損。管束的豎直管常規(guī)地由金屬制成，但是在一些情況下可以由薄塑料材料制成，該薄塑料材料從清潔觀點(diǎn)是特別有利的。當(dāng)裝置包括幾個管束時(shí)，可將不同品質(zhì)和/或不同壓力的蒸氣導(dǎo)入管束。單獨(dú)的管束也可以分成可以導(dǎo)入不同蒸氣的分管束。在各管板之下，布置相應(yīng)管束的蒸氣入口室，由此連接于各多支管(9) 一端的至少一個豎直管在下端經(jīng)布置端部進(jìn)入被所述蒸氣入口室隔開的分離空間。在其中蒸氣向上流動的那些豎直管的上端布置節(jié)流孔。所述節(jié)流孔使得均勻的蒸氣能夠流動至豎直管并從豎直管排放不可冷凝氣體。蒸發(fā)器的各管束可以具有其本身濃度不同的液體環(huán)路，由此蒸發(fā)器的液體空間被分隔壁分成間隔室，以使不同液體環(huán)路的液體保持彼此分開。管束之間的蒸氣空間也可以被分隔壁分開以允許在相同的蒸發(fā)器中布置兩個蒸發(fā)階段。以下參考附圖
更詳細(xì)地描述本發(fā)明，其中附圖顯示了根據(jù)本發(fā)明的蒸發(fā)器的一種實(shí)施方式的縱向截面。附圖中所示的蒸發(fā)器的外殼由圓柱形夾套I和凸起端2，3組成。在所示的實(shí)施方式中，在圓柱形夾套內(nèi)排列兩個管束4，5。形成傳熱表面的豎直管6分別在它們的下端連接相應(yīng)管束4和5的管板7和8。管板7，8是傾斜的，且豎直管6的下端具有對應(yīng)于該傾斜的彎曲。豎直管6以直角(90° )連接于管板7，8。在它們的上端，豎直管6連接于收集多支管9。在管束4，5之上，布置液體分配裝置10，11，將待蒸發(fā)的液體進(jìn)料到所述管束上。在管板7,8下面，布置蒸氣入口室12，13，由此在它們下面布置蒸氣收集室15，該蒸氣收集室15配置有分滴器14。殼I的下部和下端3形成待蒸發(fā)液體的泵送容器16。在所示蒸發(fā)器中，引導(dǎo)釋放熱量的蒸氣通過蒸氣入口室12和13從下面向上到達(dá)
豎直管6。可以將相同種類的蒸氣或彼此在品質(zhì)和壓力方面不同的蒸氣都進(jìn)料到管束4，5。單獨(dú)的管束也可以分成可以導(dǎo)入不同蒸氣的分管束。在豎直管向上流動的蒸氣冷凝,而冷凝物逆著蒸氣流向下流動并進(jìn)一步到達(dá)蒸氣入口室12，13的下部，從該處通過收集件17，18排放。其中蒸氣向上流動的豎直管6的上端配置有節(jié)流孔，該節(jié)流孔確保均勻的蒸氣流動至管6和從管6排放不可冷凝的氣體。蒸氣的未冷凝部分流動通過節(jié)流孔到達(dá)連接豎直管6上端的收集管9，從該處將其導(dǎo)入至收集管的最外面的豎直管，其中該未冷凝部分和產(chǎn)生的冷凝物從上面向下流動。
其中蒸氣的流動方向?yàn)閺南孪蛏系呢Q直管6形成管束4，5的第一管通道(tubepass)，其中流動從上向下進(jìn)行的管形成第二管通道。第二管通道將蒸氣流冷卻，由此其部分冷凝。將冷凝物和仍為未冷凝的部分向下導(dǎo)入至分離空間19，20，從該處冷凝物從該空間的下部通過出口 21，22排放，蒸氣流的未冷凝部分從該空間的上部通過出口 23，24排放。當(dāng)使用這種蒸氣作為熱源時(shí)，除水蒸氣之外它們還包含不可冷凝的氣體(例如空氣)和化合物(例如在低于水蒸氣的溫度冷凝的甲醇)，必須將蒸氣流冷卻以確保其最大可能的部分冷凝。另一方面，其旨在防止例如甲醇冷凝并獲得盡可能干凈的冷凝物，在該情況下沒有必要將其單獨(dú)純化(例如通過汽提純化)。在本發(fā)明的蒸發(fā)器中，管束4，5中的第一管通道將蒸氣流中的主要部分冷凝。逆著冷凝物流向上流動的蒸氣將向下流動的冷凝物加熱并使其中冷凝的例如甲醇蒸發(fā)(汽提)。因此，第一通道的冷凝物從蒸發(fā)器〃干凈〃獲得。管束4，5中的第二管通道將剩余的蒸氣流冷卻并冷凝。在第二管通道中，將例如可冷凝的甲醇與第二管通道的冷凝物混合并從蒸發(fā)器與〃臟的〃冷凝物一起獲得。第二管通道形成管束4，5的部分有多大主要取決于蒸氣流中其他可冷凝組分(例如甲醇)的含量以及不可冷凝的組分(例如空氣)的含量。將待蒸發(fā)的液體通過入口管25導(dǎo)入至蒸發(fā)器的上部并通過液體分配裝置10，11分配以沿豎直管6的外表面作為均勻的液體層向下流動。一部分液體在傳熱表面上蒸發(fā)，將產(chǎn)生的蒸氣通過管束4，5之間的蒸氣空間26導(dǎo)入至蒸發(fā)器的下部，從該處將其通過分滴器14導(dǎo)入至蒸氣收集室15并進(jìn)一步通過出口 28離開。除了由管板7,8和收集多支管9支撐以外，管束4，5的豎直管6也在預(yù)定距離從外部得到支撐。支撐結(jié)構(gòu)27旨在方便裝置組裝，在運(yùn)輸過程中支撐豎直管6和管束4，5并防止使用中豎直管6的有害振動和破損。液體流的未蒸發(fā)部分沿傾斜的管板7,8向下流動并向下降落至下部的液體空間16，從該空間其通過出口 29排放。管束4，5和可存在的分管束都可以具有它們自己的液體環(huán)路，由此，例如，當(dāng)濃縮液體時(shí)，液體環(huán)路可以具有不同的濃度。通過分將下部的液體空間16分成需要的間隔室，使不同濃度的液體保持彼此分開，由此蒸氣空間對于所有部分是共同的。在管束4，5之間的蒸氣空間中也可以布置分隔壁，以形成分開的蒸氣空間。鑒于此，例如，在相同的蒸發(fā)器中可以安排兩個蒸發(fā)階段。
權(quán)利要求
1.降膜式蒸發(fā)器，包括: 由圓柱形殼(I)和凸起端(2，3)形成的外殼，由在所述外殼內(nèi)排列的豎直管(6)形成的至少一個管束(4，5)，由此釋放熱量的可冷凝蒸氣可以從下面向上進(jìn)料到所述豎直管(6)中，而接受熱量的可蒸發(fā)液體可以進(jìn)料到所述管束(4，5)的上端作為薄液層沿所述豎直管￠)的外表面向下降落，由此用于排放包含在所述釋放熱量的蒸氣中的未冷凝組分的裝置與所述管束(4，5)連接布置， 其特征在于所述蒸發(fā)器包括兩個或更多個管束(4，5)，它們各自配置有自身的管板(7，8)，由此各管束(4，5)的豎直管(6)在下端與相應(yīng)管束(4，5)的管板(7，8)連接以及在上端與相應(yīng)管束(4，5)的收集多支管(9)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于用于排放蒸發(fā)的蒸氣的出口(28)與蒸氣收集室(15)連接布置，該蒸氣收集室(15)配置有分滴器(14)且位于所述蒸發(fā)器的下部。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于一個或多個所述管板(7，8)相對于水平方向傾斜。
4.根據(jù)權(quán)利要求4的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于在所述豎直管￠)的下端形成彎曲從而允許所述管出)的端部垂直進(jìn)入所述管板(7，8)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于各管束(4，5)的豎直管(6)由支撐結(jié)構(gòu)(27)在所述管兩端之間的至少一個點(diǎn)支撐。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于所述管束(4,5)的豎直管(6)由金屬或薄塑料材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求2的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于可以將品質(zhì)和/或壓力不同的蒸氣導(dǎo)入至管束(4，5)的每一個。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于將單獨(dú)的管束(4，5)分成分管束，由此可將不同的蒸氣導(dǎo)入至所述分管束。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于在各管板(7，8)下面布置相應(yīng)管束(4，5)的蒸氣入口室(12，13)，并且在于連接于各多支管(9) 一端的至少一個豎直管(6)在下端經(jīng)布置端部進(jìn)入被所述蒸氣入口室(12，13)隔開的分離空間(19)。
10.根據(jù)權(quán)利要求10的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于節(jié)流孔布置在其中所述蒸氣向上流動的那些豎直管￠)的上端中。
11.根據(jù)權(quán)利要求2的降膜式蒸發(fā)器，其特征在于各管束(4，5)具有其本身的濃度不同的液體環(huán)路，由此布置在所述蒸發(fā)器下部的液體空間(16)被分隔壁分成間隔室，以使不同液體環(huán)路的液體保持彼此分開。
12.根據(jù)權(quán)利要求2的降膜式蒸發(fā)器， 其特征在于所述管束(4，5)之間的蒸氣空間(26)被分隔壁分開。
全文摘要
本發(fā)明涉及降膜式蒸發(fā)器，包括由圓柱形殼(1)和凸起端(2，3)形成的外殼，由在所述外殼內(nèi)排列的豎直管(6)形成的至少一個管束(4，5)，由此釋放熱量的可冷凝蒸氣可以從下面向上進(jìn)料到所述豎直管(6)中，而接受熱量的可蒸發(fā)液體可以進(jìn)料到所述管束(4，5)的上端以作為薄液層沿所述豎直管(6)的外表面向下流動，由此用于排放包含在所述釋放熱量的蒸氣中的不可冷凝氣體的裝置得以布置在所述管束(4，5)中。本發(fā)明的特征在于所述蒸發(fā)器包括兩個或更多個管束(4，5)，它們各自配置有自身的管板(7，8)，由此各管束(4，5)的豎直管(6)在下端與相應(yīng)管束(4，5)的管板(7，8)連接以及在上端與相應(yīng)管束(4，5)的收集多支管(9)連接。
文檔編號B01D1/06GK103153419SQ201180046997
公開日2013年6月12日 申請日期2011年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月28日
發(fā)明者A·阿塔莫, P·朱霍拉 申請人:林哈特公司