一種用于蒸發(fā)濃縮的石墨蒸發(fā)器及其自動控制系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種石墨蒸發(fā)器，特別涉及是一種用于蒸發(fā)濃縮的石墨蒸發(fā)器及其自動控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]石墨蒸發(fā)器廣泛用于制藥、化工等行業(yè)中，由于石墨具有耐高溫、耐腐蝕、耐高壓、導(dǎo)熱性好等特點，常用來蒸發(fā)濃縮酸堿性廢液或料液。在傳統(tǒng)使用的石墨蒸發(fā)器中，蒸汽進(jìn)口只開設(shè)有一個，大量的高溫蒸汽進(jìn)入蒸發(fā)器里面就會往上升，導(dǎo)致蒸發(fā)器上部和下部蒸汽分布不均勻，就會導(dǎo)致熱量分布不均，換熱效率降低，況且在蒸汽壓力突然暴增的突發(fā)情況下，如果不對蒸汽壓力進(jìn)行控制的話，蒸發(fā)器就會由于蒸汽壓力的突然爆增而破壞；另夕卜，傳統(tǒng)蒸發(fā)器中的蒸汽進(jìn)入是成噴射狀通過石墨換熱塊的換熱孔，蒸汽的利用率降低且容易引起石墨換熱塊的爆裂;現(xiàn)有的石墨蒸發(fā)器中，石墨蒸發(fā)器常常是處于潮濕的工作環(huán)境，殼體外壁很容易生銹而導(dǎo)致泄漏，蒸發(fā)器內(nèi)凝聚的液體得不到及時排出而被反復(fù)汽化，降低了蒸汽的利用率，還會導(dǎo)致器內(nèi)濕度過大對石墨換熱塊等部位造成損壞;另外，現(xiàn)有石墨蒸發(fā)器自動化程度低，人工操作量大，安全系數(shù)小，相應(yīng)的成本也較高。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的發(fā)明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種用于蒸發(fā)濃縮的石墨蒸發(fā)器，在同等條件下，可以提高蒸汽的利用率，增強(qiáng)蒸發(fā)器耐腐蝕、耐高溫高壓的性能，降低蒸汽和物料對石墨塊的沖擊，延長石墨蒸發(fā)器的使用壽命，使蒸發(fā)器的性能更優(yōu)異，同時實現(xiàn)自動化控制。
[0004]本實用新型的另一發(fā)明目的在于提供一種用于蒸發(fā)濃縮的石墨蒸發(fā)器的自動控制系統(tǒng)。
[0005]為達(dá)上述目的，本實用新型采用的技術(shù)方案如下:
[0006]—種用于蒸發(fā)濃縮的石墨蒸發(fā)器，包括殼體，設(shè)于殼體內(nèi)的若干層石墨換熱塊，設(shè)于殼體上端的物料出料口，設(shè)于殼體下端的物料進(jìn)料口，設(shè)于殼體下部兩側(cè)的冷凝液進(jìn)口、冷凝液出口、排污口，所述殼體內(nèi)壁涂有一層絕熱層，內(nèi)壁表面呈波浪形，殼體外壁涂有一層防腐蝕性復(fù)合層，殼體本身采用不銹鋼制成，在殼體上中下部均設(shè)有一圈蒸汽分布器，殼體上部和下部的蒸汽分布器兩側(cè)均設(shè)有蒸汽進(jìn)口，殼體中部的蒸汽分布器的一側(cè)設(shè)有蒸汽進(jìn)道口，所述蒸汽進(jìn)口處連接有自動控制系統(tǒng)，殼體上部的蒸汽進(jìn)口一側(cè)的正上方設(shè)有蒸汽出口，所述石墨換熱塊為圓孔塊式浸漬石墨，石墨換熱塊外側(cè)設(shè)有若干個U形槽和橫向通孔，每層石墨換熱塊之間采用全氟橡膠密封。
[0007]進(jìn)一步，所述物料進(jìn)料口設(shè)置有下封頭和下底板，所述下封頭上固定連接有一耐沖刷部，下封頭與下底板固定連接，所述物料出料口設(shè)有上封頭和上封板，所述上封頭與上封板固定連接，上封板與下底板之間通過拉桿固定連接，所述拉桿上端設(shè)有壓力彈簧，所述耐沖刷部由聚四氟乙烯制成，耐沖刷部的底部直徑尺寸略小于物料進(jìn)口直徑尺寸，截面為梯形結(jié)構(gòu)，耐沖刷部的側(cè)面和底面都開設(shè)有通孔，所述通孔形狀為梯形圓孔，圓孔直徑略小于換熱孔直徑。
[0008]進(jìn)一步，所述物料進(jìn)料口、石墨換熱塊和出料口之間形成物料通道，所述殼體、蒸汽分布器、石墨換熱塊之間形成蒸汽通道，所述物料通道與蒸汽通道之間采用石棉盤根填料密封，所述蒸汽通道里設(shè)有若干個半圓形環(huán)狀折流條和折流板，所述折流條固定連接在石墨換熱塊上，所述折流板固定安裝在石墨換熱塊和殼體內(nèi)壁上，折流板和折流條位置相互垂直，折流板朝上的一面設(shè)有若干個U型槽。
[0009]進(jìn)一步，所述殼體中部的蒸汽進(jìn)道口直徑尺寸大于殼體上部和下部的蒸汽進(jìn)口直徑尺寸，蒸汽進(jìn)口和蒸汽進(jìn)道口處設(shè)有蒸汽分流器，所述蒸汽分流器固定安裝在石墨換熱塊上，蒸汽分流器采用聚四氟乙烯制成，結(jié)構(gòu)為渦輪葉片式。
[0010]進(jìn)一步，所述防腐蝕性復(fù)合層包括金屬噴涂層和防腐涂料涂層，金屬噴涂層采用噴鋁涂層，并以此作為涂層基層，防腐涂料涂層采用環(huán)氧防腐涂層，覆蓋在金屬噴涂層上，所述絕熱層采用陶瓷纖維涂層，涂層厚度為4?7mm，所述不銹鋼采用的具體牌號為0Crl7NiAl 鋼。
[0011 ]本實用新型還提供了一種用于蒸發(fā)濃縮的石墨蒸發(fā)器的自動控制系統(tǒng)，包括氣壓檢測模塊、溫度檢測模塊、濕度檢測模塊、報警模塊、PLC和微調(diào)模塊，所述氣壓檢測模塊用于檢測殼體內(nèi)的氣壓P，并轉(zhuǎn)換為氣壓數(shù)字信號并傳遞至PLC;所述溫度檢測模塊用于檢測殼體內(nèi)的溫度T，并轉(zhuǎn)換為溫度數(shù)字信號傳遞至PLC;所述濕度檢測模塊用于檢測殼體內(nèi)的濕度RH，并轉(zhuǎn)換為濕度數(shù)字信號傳遞至PLC;
[0012]PLC接收各數(shù)字信號，判斷若0.4MPa <P<0.5 MPa，則向微調(diào)模塊傳遞氣壓執(zhí)行信號001，若0.5MPa < P〈0.55 MPa，則微調(diào)模塊傳遞氣壓執(zhí)行信號002，若P 2 0.55 MPa，則分別向報警模塊和微調(diào)模塊傳遞報警信號和氣壓執(zhí)行信號003;若400°C < T〈450°C，則向微調(diào)模塊傳遞溫度執(zhí)行信號201，若450°C < T〈480°C，則向微調(diào)模塊傳遞溫度執(zhí)行信號202，若T >480°C，則分別向報警模塊和微調(diào)模塊傳遞報警信號和溫度執(zhí)行信號203;若85% < RH<95%,則向微調(diào)模塊傳遞濕度執(zhí)行信號101，若RH2 95%，則分別向報警模塊和微調(diào)模塊傳遞報警信號和濕度執(zhí)行信號102;當(dāng)微調(diào)模塊執(zhí)行氣壓執(zhí)行信號001或002后，若T<-70°C，則向微調(diào)模塊傳遞氣壓執(zhí)行信號004;
[0013]所述微調(diào)模塊，包括設(shè)于蒸汽出口處的電子閥門，及物料進(jìn)料口和蒸汽進(jìn)口的開閉閥門，用于接收氣壓執(zhí)行信號001、溫度執(zhí)行信號1和濕度執(zhí)行信號101，并控制相應(yīng)蒸汽進(jìn)口的電子閥門關(guān)小;接收氣壓執(zhí)行信號004，并控制相應(yīng)蒸汽進(jìn)口的電子閥門開大;接收氣壓執(zhí)行信號002和溫度執(zhí)行信號202，并控制蒸汽出口的電子閥門開大;接收氣壓執(zhí)行信號003、溫度執(zhí)行信號203和濕度執(zhí)行信號102，并依次控制物料進(jìn)料口和蒸汽進(jìn)道口的開閉閥門關(guān)閉。
[0014]進(jìn)一步，所述各個蒸汽進(jìn)口上設(shè)有電子閥門且初始狀態(tài)為半開閉狀態(tài)，所述氣壓檢測模塊包括分別設(shè)于蒸汽分流器正上方或正下方的氣壓傳感器，所述氣壓傳感器為超高溫氣壓傳感器，用于檢測各電子閥門處的氣壓，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號傳遞至PLC，所述溫度檢測模塊包括設(shè)于各個電子閥門處的溫度傳感器，用于檢測各電子閥門處的溫度，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號傳遞至PLC，所述濕度檢測模塊包括設(shè)于各個電子閥門處的濕度傳感器，用于檢測各電子閥門處的濕度，并轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)字信號傳遞至PLC。
[0015]進(jìn)一步，所述PLC接收各氣壓數(shù)字信號，若P〈0.4MPa，將各蒸汽進(jìn)口處的氣壓值進(jìn)行縱向橫向兩兩比較，向微調(diào)模塊傳遞氣壓執(zhí)行信號005，所述微調(diào)模塊控制值小處的電子閥門開大，值大處的電子閥門關(guān)小，即PLC將縱向的左上部電子閥門處的氣壓值與左下部電子閥門處的氣壓值相比較，并控制氣壓值小處的電子閥門開大，控制值大處的電子閥門關(guān)小，縱向的右側(cè)與之同理，PLC將橫向的左上部電子閥門處的氣壓值與右上部電子閥門處的氣壓值相比較，并控制氣壓值小處的電子閥門開大，控制值大處的電子閥門關(guān)小，橫向的下側(cè)與之同理。
[0016]進(jìn)一步，所述報警模塊設(shè)置有報警器，所述報警模塊接收預(yù)警執(zhí)行信號，啟動報警器。
[0017]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的有益效果是:
[0018]1、蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽利用率高，換熱效率明顯提高。
[0019]殼體表面增設(shè)的一層波浪形陶瓷纖維，增加蒸汽的紊流效果，原理類似于蒸餾塔，通過設(shè)置蒸汽分布器，延長蒸汽在器內(nèi)的換熱時間，同時在蒸汽通道內(nèi)設(shè)置若干個折流條和折流板，降低蒸汽流速，凝聚的液體通過折流板上的U形槽流向器外，不僅提高了換熱效率，還能及時排除凝聚的液體，蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽利用率提高；另外，通過在圓孔塊式石墨換熱塊的側(cè)面開設(shè)U形槽，增大了蒸汽與石墨塊的接觸面積，間接增加了換熱時間，同時，在其側(cè)面設(shè)置若干通孔，進(jìn)一步增加了蒸汽與石墨塊的接觸面積，整體上就大大增加了蒸汽與石墨換熱塊的換熱時間，蒸發(fā)器內(nèi)換熱效率明顯增高。
[0020]2、二次蒸汽得到循環(huán)利用，蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽分布更均勻。
[0021 ]殼體上設(shè)置蒸汽出口，蒸汽出口接自動控制系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)接有熱栗，排出來的二次蒸汽通過熱栗壓縮后變?yōu)楦邷卣羝?，高溫蒸汽通過自動控制系統(tǒng)被再次輸送到蒸汽進(jìn)口，使蒸汽達(dá)到循環(huán)利用，減少不必要的浪費；通過在殼體上設(shè)置若干個蒸汽進(jìn)出口，使蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽分布更均勻，使之不會因為蒸汽的上升聚集而導(dǎo)致蒸發(fā)器下部受熱不均勻，換熱效率明顯提尚。
[0022]3、殼體耐高溫高壓、耐腐蝕性能加強(qiáng)，熱量損失少。
[0023]通過在殼體內(nèi)壁添加一層陶瓷纖維層，阻斷換熱器內(nèi)的高溫，使熱量盡量留在器內(nèi)，同時由于陶瓷纖維本身具有耐腐蝕耐高壓性能，間接提高了殼體的耐腐蝕耐高壓性能，延長了殼體的使用壽命，相應(yīng)成本得到控制；另外，在殼體外壁涂上防腐蝕性復(fù)合層，增強(qiáng)了蒸