[实用新型]一种缩放管降膜蒸发器

说明书

本实用新型属于化工设备技术领域。本实用新型公开了一种缩放管降膜蒸发器，其包括上筒体、壳体、下筒体和缩放降膜传热管组成，上筒体和壳体之间通过上管板连接在一起，下筒体和壳体通过下管板连接在一起；缩放降膜传热管设于壳体中；上筒体的侧面还设有原液进口，下筒体的下端面还设有出口；壳体侧面热源进口和热源出口。本实用新型提供了一种高效的缩放管降膜蒸发器，蒸发原液进入缩放管内，在管内壁会形成一层均匀的液膜，液膜在重力作用下沿着缩放管内壁所形成的缩放通道向下流动，周期性地改变速度和方向，使蒸发原液始终处于湍流状态，可大大提高降膜蒸发器的传热传质效率。

技术领域

本实用新型涉及化工设备技术领域，尤其是涉及一种缩放管降膜蒸发器。

背景技术

立式降膜蒸发器作为工业上主要的蒸发设备，广泛应用于化工、海水淡化、食品加工、造纸、污水处理等领域。工业上常用的降膜管是普通的光滑管，由于蒸发原液的粘度和降膜管内壁粗糙度的作用，阻滞降膜管内液膜流速下降，导致液膜对流传热效率和蒸发效率降低。因此，在节能减排的背景下，提高降膜蒸发器传热传质性能及开发新型高效降膜蒸发器对于工程投资和节能降耗都具有重要现实意义。

目前提高降膜蒸发器传热传质效率的方法主要有向传热管内通入气体或蒸汽、改变管型等。向管内通入气体或蒸汽，实质是通过加入气体或蒸汽来对降液膜表面进行扰动来提高传热传质系数。由于该方法只能对降膜表面扰动，未能深入液膜内部，传热效果有限，改变管型更能强化液膜内部扰动。

实用新型内容

为解决上述问题，提高降膜蒸发器传热传质性能，本实用新型提供了一种缩放管降膜蒸发器。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种缩放管降膜蒸发器，其包括上筒体、壳体、下筒体和缩放降膜传热管组成，上筒体和壳体之间通过上管板连接在一起，下筒体和壳体通过下管板连接在一起；缩放降膜传热管设于壳体中，缩放降膜传热管的上端高于上管板顶部，缩放降膜传热管的下端低于下管板底部；上筒体的侧面还设有原液进口，下筒体的下端面还设有出口；壳体侧面热源进口和热源出口。

作为优选，热源进口设于壳体侧面的下端，热源出口设于壳体侧面的上端。

作为优选，缩放降膜传热管竖直设于壳体中。

作为优选，缩放降膜传热管由收缩管段和扩张管段组成，收缩管段长度大于扩张管段的长度。

作为优选，缩放降膜传热管收缩管段的长度至少为扩张管段长度的两倍。

作为优选，缩放降膜传热管收缩管段的长度为扩张管段长度的2～10倍。

作为优选，缩放降膜传热管的肋间距为肋深的7～20倍，肋深为管径的3～15%，管径尺寸范围为10～60mm，壁厚为1～2mm。

其中肋间距（图2中的P）指一段收缩管段长度（图2中的P₁）与一段扩张管段长度（图2中的P₂）之和，肋深（图2中的e）指收缩管段或扩张管段管径最大处与管径最小处的垂直于缩放降膜传热管径向的距离，本发明中所指的管径尺寸（图2中的d_i）指收缩管段或扩张管段最大处的外管径。

作为优选，缩放降膜传热管为不锈钢材质。

缩放管是一种典型的强化传热管，由具有周期性交替的渐缩段和渐扩段交替构成。缩放管由于具有传热效果好、曲面过渡平滑、流阻小、不易结垢等优点，作为性能较优的强化传热元件，之前主要用于管内外单相流体强化传热，在本实用新型提出将缩放管用于降膜蒸发器中使用，能够提高蒸发液体的传热系数和传质速率。