专利名称：直接燃烧式蒸发装置及其操作工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及蒸发装置，也涉及燃烧装置。
背景技术：
以往，在诸如化工、食品等行业中应用的蒸发浓缩装置，其加热源大多来自燃油或燃煤锅炉产生的蒸汽或热导油，并由通入蒸发装置的加热室的蒸汽或热导油对待浓缩物料进行加热而蒸发浓缩，并析出溶质。
在此过程中，其总的热效率是锅炉热效率和蒸发装置热效率之积；由于热效率较低，故其能耗大、生产成本高。尤其是在用单个或少数几个蒸发装置对无机盐的水溶液进行蒸发浓缩时，由于溶液沸点高，需要传热介质具有更高的温度，在这种条件下使用高压蒸汽锅炉，更将导致设备成本和能耗成本增加。
发明内容
为了克服现有高压蒸汽加热的蒸发浓缩装置存在的上述缺点，本发明提供一种直接燃烧式蒸发装置及其操作工艺，以提高蒸发装置的热效率，降低燃料消耗和设备成本。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是一种直接燃烧式蒸发装置，包括蒸发器、用管道与之连接的加热室和循环泵，其特征在于它还包括燃烧器和固液分离器；所述加热室与其下部的燃烧器是连为一体的，燃烧器的焰烟道管贯通加热室，加热室中的燃烧器焰烟管道外围为盛置待浓缩溶液的空间，加热室的上部与固液分离器之间设有连接管道，固液分离器与蒸发器之间设有连接管道；所述蒸发器为上部呈圆筒形、下部呈倒置圆锥形的容器，该圆锥顶端接有带阀门的物料排出管，蒸发器上设有从蒸发器近中心位置引出的与加热室下部相接的溶液回流管道，该溶液回流管道上设有循环泵，固液分离器的下出口与循环泵到加热器之间的溶液回流管道之间设有连接管道。
为了使待浓缩溶液流动顺畅，所述加热室呈圆筒形；所述加热室与固液分离器的连接管道分别与加热室和固液分离器内壁成切向连接；所述循环泵到加热器的连接管道与加热室内壁呈切向连接。为了使从固液分离器分出的固体顺利回到加热室，在循环泵到加热室的管道上设有一缩径喷咀，固液分离器下出口的连接管道与喷咀流向相垂直地接在喷咀旁侧的管道上。为使在固液分离器中的固体不进入蒸发器，所述固液分离器顶部设有多孔过滤栅。所述固液分离器是旋流式固液分离器；所述固液分离器也可采用重力式保温沉降器，该沉降器同蒸发器同为密闭系统。
由于上述直接燃烧式蒸发装置是由燃料直接加热待浓缩体的，其传热温度差很大，极易在焰烟管外壁生垢和在管壁上形成气膜层，而使传热系数降低，为避免产生垢层和气膜层，本直接燃烧式蒸发装置的操作工艺如下待浓缩溶液在加热室中的流动速度高而形成湍流；在加热室的待浓缩溶液中加有理化性能稳定的、比重与待浓缩溶液比重相当的固体颗粒，使之随液流动而破坏垢和气膜的生成条件，从而提高传热系数。
本发明的有益效果是，蒸发器的传热差Δt大，传热系数K提高；热能利用率有较大提高，可节能15～20％；本直接燃烧式蒸发装置低、常压设备，投资较低，其运行可节省水处理和锅炉用水，操作简单。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是现有蒸发装置的结构示意2是本发明实施例的直接燃烧式蒸发装置的结构示意中标号说明11蒸发器12加热室 13循环泵14锅炉P11、P12液体管道P13蒸汽管道21蒸发器22加热室 23循环泵24燃烧器25固液分离器 26缩径喷咀P20物料排出管P21、P22、P23、P24液体管道P25连接管道具体实施方式
本所已按上述技术方案设计并制作了一台如图2所示的直接燃烧式蒸发装置，该装置蒸发器21的加热室22接在燃烧器24的上部而形成一体，燃烧器24的焰烟道贯通加热室，直接对加热室22中的待浓缩液加热，故其温度差Δt较高；由于加热室22的溶液中加有比重与溶液相当的固体颗粒，它随液体流动碰撞管壁，使管壁不易结垢和产生气膜，故其传热系数较高。加热室22中的溶液经上部管道P22与固液分离器21成切向相接，使溶液中的固体颗粒在离心力作用下旋转下沉，使溶液经顶部滤过栅经管道P21切向进入蒸发器21，在旋转条件下蒸发浓缩，使析出的溶质在离心力作用下迅速沉降进入出料管P20，而溶液则从蒸发器中心部进入管道P23入口，并在循环泵23的作用下，在缩径喷咀26形成射流，在喷咀的侧向形成一个负压，使固液分离器25中下沉的固体颗粒经过出口连接管道P25和管道P24切向进入加热器22形成循环。所述加热器22内的燃烧器24的焰烟管出口与预热器(图中未示)相接，将待浓缩溶液预热到延沸点后再进入加热器22；蒸发器21的上出口接下一效蒸发器或冷凝器，以充分利用热能，加速溶液浓缩。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种直接燃烧式蒸发装置，包括蒸发器、用管道与之连接的加热室和循环泵，其特征在于它还包括燃烧器和固液分离器；所述加热室与其下部的燃烧器是连为一体的，燃烧器的焰烟道管贯通加热室，加热室中的燃烧器焰烟管道外围为盛置待浓缩溶液的空间，加热室的上部与固液分离器之间设有连接管道，固液分离器与蒸发器之间设有连接管道；所述蒸发器为上部呈圆筒形、下部呈倒置圆锥形的容器，该圆锥顶端接有带阀门的物料排出管，蒸发器上设有从蒸发器近中心位置引出的与加热室下部相接的溶液回流管道，该溶液回流管道上设有循环泵，固液分离器的下出口与循环泵到加热器之间的溶液回流管道之间设有连接管道。
2.根据权利要求1所述的直接燃烧式蒸发装置，其特征在于所述加热室呈圆筒形。
3.根据权利要求1所述的直接燃烧式蒸发装置，其特征在于所述加热室与固液分离器的连接管道分别与加热室和固液分离器内壁成切向连接。
4.根据权利要求1所述的直接燃烧式蒸发装置，其特征在于所述循环泵到加热器的连接管道与加热室内壁呈切向连接。
5.根据权利要求1所述的直接燃烧式蒸发装置，其特征在于在循环泵到加热室的管道上设有一缩径喷咀，固液分离器下出口的连接管道与喷咀流向相垂直地接在喷咀旁侧的管道上。
6.根据权利要求1所述的直接燃烧式蒸发装置，其特征在于所述固液分离器顶部设有多孔过滤栅。
7.根据权利要求1或3或5或6所述的直接燃烧式蒸发装置，其特征在于所述固液分离器是旋流式固液分离器。
8.根据权利要求1或3或5或6所述的直接燃烧式蒸发装置，其特征在于所述固液分离器是重力式保温沉降器，该沉降器与蒸发器同为密闭系统。
9.一种直接燃烧式蒸发装置的操作工艺，其特征在于，待浓缩溶液在加热室中的流动速度高而形成湍流；在加热室的待浓缩溶液中加有理化性能稳定的、比重与待浓缩溶液比重相当的固体颗粒，使之随液流动而破坏垢和气膜的生成条件，从而提高传热系数。
全文摘要
一种直接燃烧式蒸发装置，包括蒸发器、用管道与之连接的加热室和循环泵，其特征在于它还包括燃烧器和固液分离器；加热室与其下部的燃烧器是连为一体的，加热室的上部与固液分离器之间设有连接管道，固液分离器与蒸发器之间设有连接管道；蒸发器为倒置圆锥形的容器，该圆锥顶端接有带阀门的物料排出管，蒸发器上设有从近中心位置引出的与加热室下部相接的溶液回流管道，该溶液回流管道上设有循环泵，固液分离器与循环泵到加热器之间管道上设有连接管道。由于待浓缩溶液在蒸发装置的加热室中高速流动，且在溶液中加有比重相当的固体颗粒，故加热室内壁不易形成垢和气膜，热效率高，这种低常压设备特别适用于高沸点溶液的浓缩。
文档编号B01D1/00GK1597035SQ0314429
公开日2005年3月23日 申请日期2003年9月18日 优先权日2003年9月18日
发明者李树生, 李振亮 申请人:中盐制盐工程技术研究院