[发明专利]液体分布器及降膜蒸发设备

说明书

本发明涉及一种膜蒸发设备，特别涉及一种液体分布器及带有该液体分布器的降膜蒸发设备。该液体分布器包含：布液管和设置在布液管上端的定位块组。其中，布液管用于插入降膜蒸发设备的降液管内，布液管与降液管同轴设置，并与降液管之间形成液体下流的通道,起到预布膜作用；定位块组用于在布液管插入降液管内后抵住降膜蒸发设备的管板，以将布液管固定安装于降液管。其中，布液管的下端外缘沿其管径方向环设有若干个凸台，且各凸台与降液管的内壁相抵，且任意相邻的两个凸台之间相互隔开构成用于对下流的液体进行二次布膜的通槽。同现有技术相比，通过通槽可对下流的液体进行二次布膜，使液体能够在降液管的内壁上形成更均匀、更薄的液膜。

技术领域

本发明涉及一种降膜蒸发设备，特别涉及一种液体分布器及带有该液体分布器的降膜蒸发设备。

背景技术

液体分布器是膜类蒸发设备的核心部件，直接影响整个设备的生产效率、产品质量与生产能耗等。液体分布器除了要达到布液均匀、成膜厚度小外，液体下流的阻力要小、成膜厚度可控、不存在液封问题、对液体处理量有较大的适应性，且分布器要结构简单、制造安装方便及性价比高等。

多层盘式液体分布器是常用的液体分布器之一,相比单层盘式液体分布器而言，液体的分布更为均匀。多层盘式液体分布器如图1所示，一般包含进料管100、分散盘200，以及由上分布盘300、中分布盘400、下分布盘500构成的液体分布装置，还包含管板600和降液管700等部件。实际运行过程中液体从进料管100进入设备后，先经分散盘200分散流到上分布盘300，再流经中分布盘400与下分布盘500，液体最终流到管板600上进入降液管700内。但发明人发现，现有的多层盘式液体分布器具有如下缺陷：

由于现有的多层盘式液体分布器虽然能够实现对液体的均匀分布，但是由于多层液体分布器相比单层液体分布器其结构相对较为复杂，且对每层分布盘的安装水平度要求很高，一旦分布盘的安装出现偏差就会造成部分盘面上液流少甚至无液体流过。另外，由于液体经过多层分布盘流到管板上后需要横向流动才能贴着各降液管的管壁下流，如果管板安装不完全水平，也会产生偏流现象，导致部分降液管内液流少甚至没有液流。同时，还需要保证降液管与管板的连接处必须精密加工，否则也会导致液体不能均匀流入降液管内。

此外，当液体流量较大时，液体横向流入降液管700内时因流动惯性影响，会冲向降液管700的中心而不紧贴降液管700的内壁下流，这样就会造成在降液管700内壁上的液膜厚薄不均匀，甚至部分液体流入管内会出现不与内壁接触的现象，从而导致部分液体未与蒸发面接触而直接下流到底部的重相液体区，轻相含量过高造成分离效果差、产品质量低。同时，由于流经降液管700壁面的液体在经高温蒸发时，由于蒸汽升至下分布盘500底部时会沿盘底横向流动，对下分布盘500流下来的细柱状液流产生扰动冲击，导致流到管板600上的液体分布不均匀，进一步影响成膜效果，同样导致蒸发效率降低、产品质量达不到预期。

综上所述，虽然现有技术通过多层分布盘可以较好的将液体均匀分布到管板600上，但没有从根本上解决进入降液管700内的液体在管内壁面均匀分布成膜的问题。

另外，现有液体分布器一般大多采用的是溢流型分布器和插头型分布器。其中，溢流型分布器一般可分为锯齿形、切向孔型与切向槽型，分别如图2、图3和图4所示，其结构型式为降液管700伸出管板600一定高度，在伸出段开锯齿形缺口或钻切向槽与孔。液体要沿降液管700内壁分布均匀，就需要较多的通道，通道数越多则通道就越小，加工困难、加工精度高且易被脏物堵塞。而为了保证布液器具有一定的机械强度，就无法在降液管上加工更多的通道数，因此就限制了液体在降液管内布膜的均匀性。液体进入降液管时，尽管为切向进入但无法控制成膜厚度，膜厚为自然分布成型，特别是在液体流量较大时膜厚的变化更大，厚度更厚且不均匀，导致蒸发效率降低，产品分离效果差。

而插头型分布器，常见的有螺旋沟槽型、锥体型、细管型几种。如图5、图6、图7所示。此种分布器的成膜原理是利用设置在降液管顶端的插头800与降液管700的内壁之间所形成的间隙，使液体在降液管内壁成膜。