[发明专利]四周切向进料的两相逆流垂直管内降膜蒸发器

说明书

本发明公开了四周切向进料的两相逆流垂直管内降膜蒸发器，包括自上而下依次同轴固定连接的上器盖、切向进料器、蒸发器本体和集液器，在蒸发器本体内下端部设有第一密封挡板，在蒸发器本体内上端部设有第二密封挡板，所述第一密封挡板和第二密封挡板之间为降膜蒸发室，在降膜蒸发室内设有垂直设置的多根降膜蒸发管；在切向进料器内上端部设有第三密封挡板，所述第二密封挡板和第三密封挡板之间为工质液体储配腔体，在工质液体储配腔体内设有多根垂直设置的导气管；由于采用了四周切向进料和环形布膜器实现了降膜蒸发管内壁有机工质液体膜的均匀分布，保证管内降膜蒸发最佳降膜流动，提高了降膜蒸发管的蒸发效率，提高了能源利用率。

技术领域

本发明属于换热蒸发设备技术领域，特别是涉及一种四周切向进料的两相逆流垂直管内降膜蒸发器。

背景技术

垂直管内降膜蒸发器利用泵使有机工质从蒸发器下端出口循环到管壳式换热器上端进口，进入上端进口后，有机工质被分配到一个或多个垂直降膜蒸发管的内表面，然后沿着降膜蒸发管的内壁向下流，为了使有机工质均匀地分布到每根降膜蒸发管中，并沿降膜蒸发管内壁在重力和自蒸发的二次蒸汽的作用下形成均匀液膜自上而下流动，必须设置液体布膜器装置。液体布膜器装置结构是否合理，相应有机工质液体分布是否均匀，将直接影响降膜蒸发器的蒸发效率及操作的稳定性，从而影响生产能力、产品质量及设备寿命。

传统的降膜蒸发器的传热效果受降膜蒸发管中有机工质液体的流速及液膜厚度的影响，液体沿着管内壁向下流动时，被引入降膜蒸发管外表面的热能加热，一旦液体达到沸点，部分液体被蒸发成水蒸气，水蒸气沿着降膜蒸发管内表面向上运动。为了确保有机工质被均匀地分配到所有垂直降膜蒸发管内，在蒸发器的顶部安装分布板，起缓冲有机工质、预先分布有机工质的作用，在分布板下面有分配盘以确保有机工质均匀分配到所有垂直降膜蒸发管中。有机工质进入蒸发器顶部后，因为重力作用，穿过分配盘上的小孔流下，分配盘上小孔的数目、孔径和排列方向决定了进入每根垂直降膜蒸发管的有机工质分配情况。然而这种方式容易产生湍流而产生气泡，影响液膜厚度的均匀性，降膜蒸发管的蒸发效率和能源利用率低。

发明内容

本发明目的在于提供一种四周切向进料的两相逆流垂直管内降膜蒸发器，能够形成均匀性有机工质膜，解决了降膜蒸发管的蒸发效率和能源利用率低的问题； 为解决上述问题所采取的技术方案是： 四周切向进料的两相逆流垂直管内降膜蒸发器，包括自上而下依次同轴固定连接的上器盖、切向进料器、蒸发器本体和集液器，在蒸发器本体内下端部设有第一密封挡板，在蒸发器本体内上端部设有第二密封挡板，所述第一密封挡板和第二密封挡板之间为降膜蒸发室，在降膜蒸发室上端部设有余热烟气出口，在降膜蒸发室内设有垂直设置的多根降膜蒸发管，在降膜蒸发室下端部设有余热烟气进口，所述降膜蒸发管底端密封穿过第一密封挡板而位于集液器内，降膜蒸发管顶端密封穿过第二密封挡板而位于切向进料器内；在切向进料器内上端部设有第三密封挡板，所述第二密封挡板和第三密封挡板之间为工质液体储配腔体，沿工质液体储配腔体的周向均匀设有多个切向进料口，在工质液体储配腔体内设有与降膜蒸发管位置相对应的多根垂直设置的导气管，所述导气管的直径小于降膜蒸发管的直径，导气管的底端同轴位于降膜蒸发管内，导气管的顶端密封穿过第三密封挡板而位于上器盖内，在上器盖上设有出汽口，在集液器上设有回液口。

优选的，在导气管的底端一体同轴设有环形布膜器，所述环形布膜器的内径等于导气管的内径，所述环形布膜器自上而下依次分为导气段、液体入口段和布膜段，所述液体入口段和布膜段位于降膜蒸发管内且降膜蒸发管的顶端口位于液体入口段处，所述布膜段与降膜蒸发管的内壁之间设有布膜间隙，所述导气段的外径和布膜段的外径均大于液体入口段的外径。

优选的，所述切向进料口为四个。

本发明所具有的有益效果为：

1、本发明与其他蒸发器相比，逆流温差大，蒸发换热效率高，能源利用率高，运行稳定性好。

2、与其他蒸发器相比，蒸发室上部设置工质液体储配腔体，有利于有机工质的缓存和分配，保证了降膜蒸发器的稳定运行。