[发明专利]一种用于多效多相流蒸发器的效间过料装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多效蒸发的效间过料技术，特别涉及一种用于多效多相流蒸发器的效间过料装置及方法。

背景技术

在化工、医药、海水化工等领域，常常遇到易结垢物料的蒸发过程。虽然采用多效强制循环蒸发器、反循环蒸发器等，但物料在蒸发过程中的结垢现象仍然不可避免，需要经常清洗，清洗周期甚至达到每周一次或数次，既浪费能源，又影响产量，清洗废液还污染环境。为有效防止物料在蒸发过程中的结垢现象发生，可采用多相流蒸发技术。多相流蒸发是在蒸发器中加入了惰性固体颗粒，依靠固体颗粒对流动边界层和传热边界层的频繁扰动，增大流体对换热管内壁面的剪切力，破坏了污垢形成的条件，从而防止换热管内结垢现象发生。

专利“具有强化传热、防结垢性能的沸腾蒸发装置与操作方法”(ZL96120008.1)提供了一种具有两个分离室的强制循环沸腾蒸发装置。专利“在线高效防挂壁三相流蒸发浓缩装置与操作方法”(ZL02131135.8)提供了一种具有一个分离室的自然循环三相流蒸发器。上述专利所涉及的多相流蒸发器仅作为单效使用，没有涉及两效及更多效数的操作。

多效蒸发操作中需要效间过料，普通多效蒸发的效间过料是采用简单的过料管。为了防止蒸发过程的结垢现象发生，在采用多效多相流蒸发操作时，必须防止在每效蒸发器中加入的固体颗粒随料液过料时进入下一效蒸发器，在效间必须设置特殊的过料装置，以保障多效蒸发过程的正常运行。

本发明的目的就是要克服现有的效间过料技术的不足，提供一种用于多效多相流蒸发器的效间过料装置，防止多相流蒸发器中加入的固体颗粒进入下一效蒸发器，同时满足细晶体随料液流动的要求，如果是旧蒸发器系统改造，还要能够防止旧蒸发器内原有垢层被清除后的大块垢片堵塞过料装置，实现两效之间料液的有效输送。

发明内容

本发明提供一种用于多效多相流蒸发器的效间过料装置及方法，防止多相流蒸发器中加入的固体颗粒进入下一效蒸发器，同时满足细晶体随料液流动的要求，如果是旧蒸发器系统改造，还要能够防止旧蒸发器内原有垢层被清除后的大块垢片堵塞过料装置，实现两效之间料液的有效输送。

本发明是这样实现的：

用于多效多相流蒸发器的效间过料装置，是由斜管、锥形扩大管、盖板、出料管组成(附图1)。在过料管路上装有阀门控制过料流量，可以防止某效加入的固体颗粒进入下一效蒸发器，同时满足细晶体随料液流动的要求，也可防止旧蒸发器改造时，原有垢层被清除后的大块垢片堵塞过料装置。

上述过料装置的斜管直径根据过料量、允许的管内流速来确定，斜管与水平面的夹角为30～75°，底部与多相流蒸发器的循环管直接焊接或用法兰连接，上部为平齐出口。

上述过料装置的锥形扩大管，其下部直径与前述斜管的上部出口相同，可焊接在一起，也可用法兰连接；经半锥角10～30°的变径扩大后，直径扩大为1.5～3.5倍的下部直径，然后变为圆筒形结构。在扩大段内，由于流通面积增大，料液流动速度变慢，小于固体颗粒的自由沉降速度，不足以携带所加入的固体颗粒向上运动，颗粒向下做沉降运动，而料液向上流动。

上述过料装置的出料管是开有长条齿缝的管道，也可以是开设圆孔、椭圆孔(附图2)。管道上所开设的齿缝、圆孔、椭圆孔的流通面积不小于出料管断面面积，最小方向的尺寸小于所加入的固体颗粒最小尺寸dmm，最好是d-(0.5～1.8)mm。

过料装置的设计方法采用流体力学中固体颗粒流态化的计算方法。

本发明过料装置的结构简单，适应性强，可以在多效多相流蒸发过程中实现从某效蒸发器向下一效蒸发器的有效过料，过料过程没有堵塞现象发生，过料顺畅；易于实现连续化生产。

附图说明

附图1多效多相流蒸发器的效间过料装置

附图2出料管结构

1-斜管、2-锥形扩大管、3-盖板、4-出料管、5-阀门

图1(a)为法兰连接结构(b)为焊接结构

图2(a)为出料管的长条齿缝结构(b)为出料管的开圆形孔结构

具体实施方式

下面结合附图3对本发明用于多效多相流蒸发器的效间过料装置及方法进行较详细介绍。

附图3为一套处理量2500kg/h、总蒸发量1500kg/h的两效多相流氯化钠溶液蒸发系统，第一效蒸发器和第二效蒸发器都是多相流蒸发器，在蒸发器中都添加了具有防垢和强化传热功能的固体颗粒，颗粒直径为2.5mm。在操作中，为保证第二效蒸发器内的氯化钠溶液的液位，在两效之间设置了本发明的过料装置。