酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置，其特征在于：包括四-八效蒸發(fā)器，冷凝器，真空泵組，冷凝水罐、一級(jí)冷凝水閃發(fā)器和二級(jí)冷凝水閃發(fā)器，以及在進(jìn)酸總管與第1效蒸發(fā)器之間設(shè)置的一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器。本實(shí)用新型提供的蒸發(fā)裝置在工作時(shí)酸浴以平流進(jìn)酸與順流進(jìn)酸兩種方式同時(shí)進(jìn)入到各效蒸發(fā)室中蒸發(fā)；次末效和末效蒸發(fā)室同時(shí)排酸，通過調(diào)節(jié)進(jìn)酸量來調(diào)節(jié)排出酸浴的混合溫度；除次末效和末效蒸發(fā)室以外的各效蒸發(fā)室的平流進(jìn)酸流量盡量減少，以蒸發(fā)濃縮酸浴不結(jié)晶析出硫酸鈉為限。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，使酸浴蒸發(fā)實(shí)現(xiàn)最低的蒸汽消耗，而且具有設(shè)備費(fèi)用少，布置緊湊，占地面積小等突出優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及黏膠纖維生產(chǎn)中的酸浴蒸發(fā)裝置，具體地說是一種酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]黏膠纖維生產(chǎn)中，噴絲頭噴出的黏膠絲是膠體狀，需要浸泡在酸浴中進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)才能凝固成形紡絲。酸浴與黏膠絲發(fā)生化學(xué)反應(yīng)后，增加了水分，需要將其蒸發(fā)出去才能循環(huán)使用。目前絕大多數(shù)用的酸浴蒸發(fā)設(shè)備是閃蒸裝置。用的最廣泛的是11級(jí)閃蒸裝置，近年來新發(fā)展的還有14級(jí)閃蒸裝置。11級(jí)閃蒸裝置和14級(jí)閃蒸裝置，流程長、設(shè)備多、費(fèi)用高、占地面積大。以蒸發(fā)量20?25噸裝置為例，11級(jí)20噸閃蒸裝置需9?10臺(tái)換熱器，廠房占地面積約280平方米，蒸汽消耗與蒸發(fā)水量之比為0.33 ；14級(jí)25噸閃蒸裝置12?13臺(tái)換熱器，廠房占地面積約480平方米，蒸汽消耗與蒸發(fā)水量之比為0.26，所以現(xiàn)行裝置流程長、設(shè)備多、能耗高、費(fèi)用貴、占地面積大。因此有必要研究開發(fā)新一代蒸發(fā)裝置，以解決上述問題。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]根據(jù)上述提出的技術(shù)問題，而提供一種酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置?，F(xiàn)有技術(shù)中通常的多效蒸發(fā)，只有順流(又名并流)、逆流、平流三種方式，非此即彼。
[0004]而本實(shí)用新型采用的技術(shù)手段如下:
[0005]一種酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置，其特征在于:包括四-八效蒸發(fā)器，冷凝器，真空泵組，冷凝水罐、一級(jí)冷凝水閃發(fā)器和二級(jí)冷凝水閃發(fā)器，以及在進(jìn)酸總管與第I效蒸發(fā)器之間設(shè)置的一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器；
[0006]所述蒸發(fā)器包括蒸發(fā)室、固定在所述蒸發(fā)室上端的加熱器、與所述蒸發(fā)室相連通的除霧器和設(shè)置在所述蒸發(fā)室下方的循環(huán)泵；
[0007]所述蒸發(fā)室設(shè)有平流進(jìn)酸口、順流進(jìn)酸口、溢流排酸口、二次蒸汽出口和循環(huán)酸出口 ；所述加熱器設(shè)有進(jìn)汽口、進(jìn)汽/水口、冷凝水出口、不凝氣排出口和設(shè)置在所述加熱器上部管箱上的循環(huán)酸進(jìn)口；
[0008]第I效加熱器進(jìn)汽口與飽和加熱蒸汽管道相連通；
[0009]進(jìn)酸總管通過并聯(lián)的多臺(tái)流量計(jì)并聯(lián)與各效蒸發(fā)室平流進(jìn)酸口相連通；其中，第I效蒸發(fā)室與進(jìn)酸總管之間連通有所述一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器；第2效和加熱器的冷凝水出口和第3效加熱器的冷凝水出口均與二級(jí)冷凝水閃發(fā)器的進(jìn)水口相連通，二級(jí)冷凝閃發(fā)器的閃發(fā)汽出口與所述二級(jí)預(yù)熱器的進(jìn)汽口相連通，二級(jí)冷凝水閃發(fā)器的冷凝水出水口與第4效加熱器的進(jìn)汽/水口相連通；第I效加熱器的冷凝水出口與冷凝水罐的進(jìn)水口相連通，冷凝水罐的出水口與一級(jí)冷凝水閃發(fā)器的進(jìn)水口相連通，一級(jí)冷凝水閃發(fā)器的閃發(fā)汽出汽口與所述一級(jí)預(yù)熱器的進(jìn)汽口相連通，一級(jí)冷凝水閃發(fā)器的出水口與二級(jí)冷凝水閃發(fā)器的進(jìn)水口相連通；其余各效加熱器的冷凝水出口與次效加熱器的進(jìn)汽/水口相連通，其中，末效加熱器的冷凝水出口經(jīng)水封排出；
[0010]各效蒸發(fā)室的二次蒸汽出口與各效除霧器相連通，除霧器的蒸汽出口與次效加熱器進(jìn)汽口相連通；末效除霧器的蒸汽出口與所述冷凝器二次蒸汽進(jìn)口相連通；
[0011]各效加熱器的不凝氣排出口均與排不凝氣總管相連通，排不凝氣總管與所述冷凝器相連通；
[0012]各效蒸發(fā)室循環(huán)酸出口與各效循環(huán)泵進(jìn)酸口相連通，循環(huán)泵出酸口與各效加熱器上部管箱的循環(huán)酸進(jìn)口相連通；
[0013]各效蒸發(fā)室的溢流排酸口與次效蒸發(fā)室的順流進(jìn)酸口用U形液封管相連通，其中，次末效、末效蒸發(fā)室的溢流排酸口分別液封后與排酸總管相連通，所述排酸總管與濃酸槽相連通。
[0014]作為優(yōu)選，所述加熱器所用的加熱管為石墨管或耐腐蝕的薄壁合金管，各效加熱器的加熱管頂部均安裝有液膜分布器。
[0015]本實(shí)用新型提供的蒸發(fā)裝置根據(jù)酸浴的工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)有合理的設(shè)備結(jié)構(gòu)、設(shè)備材質(zhì)及工藝參數(shù)。較現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型中酸浴流程為平流進(jìn)酸與順流進(jìn)酸相結(jié)合的方式，所謂平流進(jìn)酸是指各效蒸發(fā)室同時(shí)進(jìn)酸，進(jìn)酸總管與各效蒸發(fā)室的平流進(jìn)酸口相連通；所謂順流進(jìn)酸是指酸浴的流動(dòng)方向與蒸汽的流動(dòng)方向一致，各效蒸發(fā)室的溢流排酸口與次效蒸發(fā)室的順流進(jìn)酸口相連通。即各效的蒸發(fā)室在平流進(jìn)酸的同時(shí)，還依次順流進(jìn)酸、排酸。除次末效和末效外，各效蒸發(fā)室平流進(jìn)酸量要減小到以濃縮后的硫酸鈉接近飽和為限。例如，各效進(jìn)酸量可以是各效蒸發(fā)量的5?6倍，次末效、末效蒸發(fā)室的進(jìn)酸量可以是其蒸發(fā)量的10倍左右，此參數(shù)與進(jìn)酸比重有關(guān)。
[0016]本實(shí)用新型中末效和次末效的蒸發(fā)室同時(shí)排酸，用次末效的高于紡絲浴溫度的酸浴與末效的低于紡絲浴溫度的酸浴混合，用調(diào)節(jié)末效、次末效蒸發(fā)室的進(jìn)酸流量的方法調(diào)節(jié)混合溫度，使之符合紡絲浴要求。降低末效蒸發(fā)室的進(jìn)酸量可以提高混合溫度，增大末效蒸發(fā)室的進(jìn)酸量，可以降低混合溫度。
[0017]本實(shí)用新型采用兩臺(tái)冷凝水閃發(fā)器和兩臺(tái)預(yù)熱器的設(shè)計(jì)，可使冷凝水余熱發(fā)揮最大作用。
[0018]本實(shí)用新型中的每效加熱器的每根加熱管頂部均安裝液膜分布器，每臺(tái)加熱器液膜分布器的總流量等于循環(huán)泵的循環(huán)量。為了降低循環(huán)泵揚(yáng)程，并減少二次蒸汽流動(dòng)阻力，蒸發(fā)室設(shè)計(jì)為U形形狀，頂部為平面，加熱器下管板與蒸發(fā)室的平面頂部通過法蘭連接。
[0019]本實(shí)用新型采用的酸浴蒸發(fā)裝置具有低能耗、設(shè)備少、費(fèi)用低、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。例如，以本實(shí)用新型系列中的25噸6效液膜蒸發(fā)裝置為例，占地面積108平方米，汽水比即蒸汽消耗與蒸發(fā)水量之比為0.24 ;而現(xiàn)行的11級(jí)閃蒸裝置，占地面積280平方米，汽水比0.33，現(xiàn)行的14級(jí)閃蒸裝置，占地面積480平方米，汽水比0.26。由上述情況可知，本實(shí)用新型的推廣應(yīng)用可以大幅度節(jié)約蒸汽消耗，并特別適合老廠、老設(shè)備的技術(shù)改造。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0021]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]如圖1所示，一種酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置，以六效液膜蒸發(fā)裝置為例(即總效數(shù)為6效的蒸發(fā)裝置)，包括6臺(tái)蒸發(fā)室V (符號(hào)V1-V6)、通過法蘭固定在所述蒸發(fā)室V上端的6臺(tái)加熱器H (符號(hào)H1-H6)、與所述蒸發(fā)室V相連通的6臺(tái)除霧器CW (CW1-CW6)和設(shè)置在所述蒸發(fā)室V下方的6臺(tái)循環(huán)泵UP (符號(hào)UP1-UP6);冷凝器MK，水噴射式真空泵組SP，冷凝水罐N，一級(jí)冷凝水閃發(fā)器SF1、二級(jí)冷凝水閃發(fā)器SF2、一級(jí)預(yù)熱器Al和二級(jí)預(yù)熱器A2。
[0023]以一個(gè)蒸發(fā)室V為例，其設(shè)有平流進(jìn)酸口 04a、順流進(jìn)酸口 04b、溢流排酸口 05、二次蒸汽出口 06和循環(huán)酸出口 07 ;同樣，加熱器H設(shè)有進(jìn)汽口 Ola、冷凝水出口 02、不凝氣排出口 03和設(shè)置在所述加熱器上部管箱上的循環(huán)酸進(jìn)口 10，在加熱器H4?H6上設(shè)有進(jìn)汽/水口 Olb ;循環(huán)泵UP設(shè)有進(jìn)酸口 08，出酸口 09 ;所述除霧器CW上方設(shè)有蒸汽出口 11 ;所述冷凝器MK設(shè)有進(jìn)汽口 12、冷卻水進(jìn)口 13、水噴射真空接口 14、下水口 15;所述冷凝水罐N設(shè)有進(jìn)水口 16和出水口 17 ;—級(jí)冷凝水閃發(fā)器SFl設(shè)有進(jìn)水口 18、閃發(fā)出汽口 19、出水口20，二級(jí)冷凝水閃發(fā)器SF2設(shè)有進(jìn)水口 18’、閃發(fā)出汽口 19’、出水口 20’ ；一級(jí)預(yù)熱器Al設(shè)有進(jìn)汽口 AlO1、排凝水口 A102、排不凝氣口 A103，二級(jí)預(yù)熱器A2設(shè)有進(jìn)汽口 A201、排凝水口 A202、排不凝氣口 A203。各效蒸發(fā)器的相應(yīng)的進(jìn)出口編號(hào)根據(jù)各自的效數(shù)加上相應(yīng)的編號(hào)，如第I效加熱器為H1，第2效蒸發(fā)室V2的平流進(jìn)酸口 204a，以此類推，暫不贅述。
[0024]本實(shí)用新型中各部分連接關(guān)系如下:
[0025]第I效加熱器Hl進(jìn)汽口 IOla與飽和加熱蒸汽管道B相連通；
[0026]進(jìn)酸總管A通過并聯(lián)的6臺(tái)流量計(jì)與各效蒸發(fā)室V平流進(jìn)酸口 04a相連通；其中，第I效蒸發(fā)室Vl與進(jìn)酸總管A之間連通有一級(jí)預(yù)熱器Al和二級(jí)預(yù)熱器A2，一級(jí)預(yù)熱器Al和二級(jí)預(yù)熱器A2串聯(lián)，一級(jí)預(yù)熱器Al與第I效蒸發(fā)室Vl的平流進(jìn)酸口 104a相連通，通過預(yù)熱器對(duì)進(jìn)入到第I效蒸發(fā)室Vl內(nèi)的酸浴進(jìn)行預(yù)熱；
[0027]第I效加熱器Hl冷凝水出口 102與所述冷凝水罐N的進(jìn)水口 16相連通，所述冷凝水罐N的出水口 17與一級(jí)冷凝水閃發(fā)器SFl的進(jìn)水口 18相連，一級(jí)冷凝水閃發(fā)器SFl的閃發(fā)汽出口 19與一級(jí)預(yù)熱器Al的進(jìn)汽口 AlOl相連通，一級(jí)冷凝水閃發(fā)器SFl的出水口20、第2效加熱器H2的冷凝水出口 202和第3效加熱器H3的冷凝水出口 302都與二級(jí)冷凝水閃發(fā)器SF2的進(jìn)水口 18’相連通，二級(jí)冷凝水閃發(fā)器SF2的閃發(fā)汽出口 19’與二級(jí)預(yù)熱器A2的進(jìn)汽口 A201相連通。二級(jí)冷凝水閃發(fā)器SF2的出水口 20’與第5效加熱器H4的進(jìn)汽/水口 401b相連通，第4效加熱器H4的冷凝水出口 402與第5效加熱器H5的進(jìn)汽/水口 501b相連通，第5效加熱器H5的冷凝水出口 502與第6效加熱器的進(jìn)汽/水口 601b相連通，第6效加熱器H6的冷凝水出口 602與水封管相接。
[0028]各效蒸發(fā)室V的二次蒸汽出口 06與各效除霧器CW相連通，除霧器CW的蒸汽出口11與次效加熱器H進(jìn)汽口 I Ola相連通，如第2效蒸發(fā)室V2的二次蒸汽出口 206與除霧器CW2相連通，除霧器CW2的蒸汽出口 211與第3效加熱器H3的進(jìn)汽口 301a相連通，以此類推；第6效蒸發(fā)室V6上方的除霧器CW6的蒸汽出口 611與所述冷凝器MK的二次蒸汽進(jìn)口12相連通，所述冷凝器MK的冷卻水進(jìn)口 13與冷卻水管C相連通，水噴射真空接口 14與水噴射式真空泵組SP相連通，冷水管D對(duì)真空泵組SP補(bǔ)充冷卻水；各效加熱器H的不凝氣排出口 03均與排不凝氣總管相連通，排不凝氣總管與所述冷凝器MK相連通，冷凝器MK通過下水口 15與水封槽、下水管相連通，將冷卻下水排出。[0029]各效蒸發(fā)室V的循環(huán)酸出口 07與各效循環(huán)泵UP的進(jìn)酸口 08相連通，循環(huán)泵出酸口 09與各效加熱器H上部管箱的循環(huán)酸進(jìn)口 10相連通。
[0030]各效蒸發(fā)室V的溢流排酸口 05與次效蒸發(fā)室V的順流進(jìn)酸口 04b通過用U形液封管相連通，其中，第5效蒸發(fā)室V5的溢流排酸口 505和第6效蒸發(fā)室V6的溢流排酸口 605分別與排酸總管相連通，所述排酸總管與濃酸槽相連通。
[0031]上述僅為本實(shí)用新型六效裝置的流程設(shè)計(jì)，本實(shí)用新型可為四-八效裝置的結(jié)構(gòu)形式，根據(jù)不同物料特性和汽水比要求，可以設(shè)置不同效數(shù)的蒸發(fā)裝置。
[0032]本實(shí)用新型針對(duì)酸浴蒸發(fā)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)平流與順流相結(jié)合的酸浴流程，酸浴經(jīng)平流進(jìn)酸與順流進(jìn)酸同時(shí)進(jìn)入到各效蒸發(fā)室中蒸發(fā)；次末效和末效蒸發(fā)室同時(shí)排酸，可以調(diào)節(jié)次末效、末效進(jìn)酸量的方法，調(diào)節(jié)排出酸浴的混合溫度，以適合紡絲浴的需要；除次末效和末效蒸發(fā)室以外的各效蒸發(fā)室的進(jìn)酸流量不宜過小，應(yīng)控制在以硫酸鈉含量接近飽和為限，以免硫酸鈉結(jié)晶析出。第2效加熱器H2和第3效加熱器H3的冷凝水經(jīng)二級(jí)冷凝水閃發(fā)器SF2閃發(fā)后，用于二級(jí)預(yù)熱器A2的供熱，第I效加熱器Hl的冷凝水經(jīng)冷凝水罐N、一級(jí)冷凝水閃發(fā)器SFl閃發(fā)后，用于一級(jí)預(yù)熱器Al的供熱，所述一級(jí)預(yù)熱器Al和所述二級(jí)預(yù)熱器A2用于第I效蒸發(fā)室Vl平流進(jìn)酸的預(yù)熱；各效蒸發(fā)室V內(nèi)的濃縮后的酸浴通過循環(huán)泵Up進(jìn)入到各效的加熱器H中循環(huán)；各效蒸發(fā)室V的二次蒸汽經(jīng)除霧器CW除霧后，進(jìn)入到次效加熱器H中作熱源；各效加熱器H的不凝氣通過不凝氣總管排出進(jìn)入冷凝器MK。
[0033]以六效液膜蒸發(fā)裝置為例，設(shè)計(jì)總蒸發(fā)量為25噸，各效的設(shè)計(jì)參數(shù)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置，其特征在于:包括四-八效蒸發(fā)器，冷凝器，真空泵組，冷凝水罐、一級(jí)冷凝水閃發(fā)器和二級(jí)冷凝水閃發(fā)器，以及在進(jìn)酸總管與第I效蒸發(fā)器之間設(shè)置的一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器； 所述蒸發(fā)器包括蒸發(fā)室、固定在所述蒸發(fā)室上端的加熱器、與所述蒸發(fā)室相連通的除霧器和設(shè)置在所述蒸發(fā)室下方的循環(huán)泵； 所述蒸發(fā)室設(shè)有平流進(jìn)酸口、順流進(jìn)酸口、溢流排酸口、二次蒸汽出口和循環(huán)酸出口 ；所述加熱器設(shè)有進(jìn)汽口、進(jìn)汽/水口、冷凝水出口、不凝氣排出口和設(shè)置在所述加熱器上部管箱上的循環(huán)酸進(jìn)口； 第I效加熱器進(jìn)汽口與飽和加熱蒸汽管道相連通； 進(jìn)酸總管通過并聯(lián)的多臺(tái)流量計(jì)與各效蒸發(fā)室平流進(jìn)酸口相連通；其中，第I效蒸發(fā)室與進(jìn)酸總管之間連通有所述一級(jí)預(yù)熱器和二級(jí)預(yù)熱器；第2效加熱器的冷凝水出口和第3效加熱器的冷凝水出口均與二級(jí)冷凝水閃發(fā)器的進(jìn)水口相連通，二級(jí)冷凝水閃發(fā)器的閃發(fā)汽出口與所述二級(jí)預(yù)熱器的進(jìn)汽口相連通，二級(jí)冷凝水閃發(fā)器的冷凝水出水口與第4效加熱器的進(jìn)汽/水口相連通；第I效加熱器的冷凝水出口與冷凝水罐的進(jìn)水口相連通，冷凝水罐的出水口與一級(jí)冷凝水閃發(fā)器的進(jìn)水口相連通，一級(jí)冷凝水閃發(fā)器的閃發(fā)汽出汽口與所述一級(jí)預(yù)熱器的進(jìn)汽口相連通，一級(jí)冷凝水閃發(fā)器的出水口與二級(jí)冷凝水閃發(fā)器的進(jìn)水口相連通；其余各效加熱器的冷凝水出口與次效加熱器的進(jìn)汽/水口相連通，其中，末效加熱器的冷凝水出口經(jīng)水封排出； 各效蒸發(fā)室的二次蒸汽出口與各效除霧器相連通，除霧器的蒸汽出口與次效加熱器進(jìn)汽口相連通；末效除霧器的蒸汽出口與所述冷凝器二次蒸汽進(jìn)口相連通； 各效加熱器的不凝氣排出口均與排不凝氣總管相連通，排不凝氣總管與所述冷凝器相連通； 各效蒸發(fā)室循環(huán)酸出口與各效循環(huán)泵進(jìn)酸口相連通，循環(huán)泵出酸口與各效加熱器上部管箱的循環(huán)酸進(jìn)口相連通； 各效蒸發(fā)室的溢流排酸口與次效蒸發(fā)室的順流進(jìn)酸口用U形液封管相連通，其中，次末效、末效蒸發(fā)室的溢流排酸口分別液封后與排酸總管相連通，所述排酸總管與濃酸槽相連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的酸浴多效液膜蒸發(fā)裝置，其特征在于:所述加熱器所用的加熱管為石墨管或耐腐蝕的薄壁合金管，各效加熱器的加熱管頂部均安裝有液膜分布器。
【文檔編號(hào)】B01D1/26GK203469504SQ201320488514
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】許達(dá)人 申請(qǐng)人:許達(dá)人