专利名称：带回流升膜式蒸发器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带回流升膜式蒸发器，尤其涉及一种用于分离性质相近的不 同沸点物质的蒸发器，属于化工机械领域。
背景技术：
在精细化工生产中，用于生产的物料或粗产品多是由若干组分组成的液体混合 物，需要进行一定程度的分离，以达到提纯或回收有用组分的目的。互溶液体混合物的分离 方法很多，如过滤、蒸发、蒸馏、精馏和特殊精馏等，蒸发是其中的一种分离方式。目前，分离两种低沸点组分多采用间歇蒸发的方式，分离生产过程中由于分离出 来的产品的质量不一致，容易影响分离产品的使用效果，另一方面，采用间歇蒸发的生产方 式既增加了生产成本又不利于提高生产效率。
实用新型内容为克服现有技术的上述缺陷，本实用新型提供了一种带回流升膜式蒸发器，通过 蒸发完成性质相近的不同组分的有效分离，蒸发过程中可以对物料进行连续分离，既节约 了成本，又提高了效率，适于连续化、规模化的化工物料分离生产。本实用新型是通过以下技术方案实现的一种带回流升膜式蒸发器，其包括由上 封头、下封头和筒壁构成的封闭壳体，所述封闭壳体从下至上依次分为物料进口段、蒸发 段、除沫段、回流段和气相出口段，所述上封头位于所述气相出口段，所述下封头位于所述 物料进口段，所述物料进口段设有物料进口，所述蒸发段设有用于给物料加热的蒸发用加 热装置，所述蒸发段的上部设有液相出口，所述液相出口位于所述蒸发用加热装置的上方， 所述除沫段设有填料层，所述回流段设有用于给物料降温的冷凝用换热装置，所述气相出 口段设有气相出口。所述蒸发用加热装置可以采用管板式换热器，所述管板式换热器可以包括蒸发段 上管板、蒸发段下管板和与所述蒸发段上管板、蒸发段下管板连接的若干蒸发段竖向管道， 所述蒸发段上、下管板可以与所述蒸发段的筒壁焊接密封连接，所述蒸发段的筒壁构成所 述管板式换热器的外壳，并设有加热介质进口和出口。所述蒸发段竖向管道可以由若干折流板定位。所述蒸发段可以设有膨胀节，所述膨胀节的横截面的直径尺寸可以大于所述蒸发 段其它部分的横截面的直径尺寸。所述膨胀节可以位于所述蒸发用加热装置的上方。所述液相出口可以设于所述膨胀节的筒壁的下部。所述除沫段的筒壁的内侧可以固定连接有水平篦子板，所述填料层可以设在所述 篦子板的上面，所述填料层中的填料可以采用拉西环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹填料或孔 板波纹填料的任意一种。所述冷凝用换热装置可以采用冷凝用的管板式换热器，所述冷凝用的管板式换热
3器可以包括回流段上管板、回流段下管板和与所述回流段上管板、回流段下管板连接的若 干回流段竖向管道，所述回流段上、下管板可以与所述回流段的筒壁焊接密封连接，所述回 流段的筒壁构成所述冷凝用的管板式换热器的外壳，并设有冷凝介质进口和出口。所述回流段竖向管道可以由若干折流板定位。所述物料进口可以设于所述下封头的底部，所述气相出口可以设于所述上封头的 顶部。本实用新型的有益效果是本实用新型提供的带回流升膜式蒸发器，不同功能段 之间结构紧凑、连续，一方面有效的对不同组分性质相近的物质进行了有效分离，另一方面 采用连续方式进行分离，避免了以往间歇法分离导致最终产品质量不稳定的现象，降低了 分离成本，提高了工作效率；另外，在蒸发段的壳体上设有膨胀节，其横截面直径比蒸发段 其它部分的横截面直径较大，既可以起到气化室的作用，为气液分离提供了较大的空间，利 于气液分离，又可以补偿因温差应力引起的热膨胀。本蒸发器结构简单，分离效果好，适于 连续化、规模化的化工物料分离生产。
图1是本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供了一种带回流升膜式蒸发器，包括由上封头15、下封头 16和筒壁构成的封闭壳体，所述封闭壳体从下至上依次分为物料进口段5、蒸发段4、除沫 段3、回流段2和气相出口段1，所述上封头位于所述气相出口段，所述下封头位于所述物料 进口段，所述物料进口段设有物料进口 6，所述蒸发段设有用于给物料加热的蒸发用加热装 置，所述蒸发段的上部设有液相出口 10，所述液相出口位于所述蒸发用加热装置的上方，所 述除沫段设有填料层12，所述回流段设有用于给物料降温的冷凝用换热装置，所述气相出 口段设有气相出口 14。所述上封头和筒壁之间及所述下封头和筒壁之间可以采用焊接、法兰连接或其他 适宜的连接方式连接，所述筒壁可以采用整体式结构也可以采用与各段对应的分体式结 构，当所述筒壁采用分体式结构时，所述气相出口段、回流段、除沫段、蒸发段和物料进口段 的相邻两段的筒壁之间可以采用法兰7连接或其他适宜的连接方式连接。所述蒸发用加热装置可以采用管板式换热器，所述管板式换热器可以包括蒸发段 上管板、蒸发段下管板和与所述蒸发段上管板、蒸发段下管板连接的若干蒸发段竖向管道 8，待分离物料可以通过所述蒸发段竖向管道从下向上传输，所述蒸发段竖向管道可以为光 管也可以为底翅管，外形可以为直管，也可以为螺旋管，优选为直管，平行排列。管道材质可 以为 Q235-B、20#、16MnR、0Crl8Ni9Ti、lCrl8Ni9Ti 或 0Crl8Ni9 其中的一种。所述蒸发段 上、下管板可以与所述蒸发段的筒壁固定密封连接，所述固定密封的连接方式可以为密封 焊接，也可以为其它适宜的密封连接方式，所述上、下管板可以与所述蒸发段的筒壁内侧密 封焊接，也可以与所述蒸发段的筒壁外侧密封焊接，当所述蒸发段上、下管板采用与所述蒸 发段筒壁的外侧密封焊接时，所述蒸发段上、下管板延伸到所述蒸发段的筒壁的外侧，与所 述蒸发段的筒壁外侧在相接触的部位密封焊接，所述蒸发段上、下管板延伸到所述蒸发段的筒壁外侧的部分可以作为法兰直接与相邻段的筒壁连接。所述蒸发段的筒壁构成所述 管板式换热器的外壳，所述蒸发段竖向管道的外壁、所述蒸发段上管板、所述蒸发段下管板 和所述蒸发段的筒壁构成封闭空间，以保证待分离物料在所述蒸发段竖向管道内流动的同 时，封闭空间内的热介质可以为所述蒸发段竖向管道内的待分离物料进行加热且不与所述 蒸发段竖向管道内的待分离物料相混。所述蒸发段的筒壁上可以设有加热介质入口和出口，热介质在蒸发段内部的流向 优选为与所述蒸发段竖向管道内待蒸发物料的流向相反，即所述加热介质入口的水平高度 可以高于加热介质出口的水平高度，且所述加热介质入口的水平高度可以略低于所述蒸发 段竖向管道上端所处的水平高度，所述加热介质出口的水平高度可以略高于所述蒸发段竖 向管道下端所处的水平高度，以使待蒸发物料与热介质之间换热更充分，所述热介质可以 为热蒸汽或热水，热介质的温度范围可以控制在待蒸发物料低沸点物料的沸点和高沸点物 料的沸点之间。当所述蒸发段竖向管道较长时，所述蒸发段竖向管道可以由若干折流板辅助定 位，所述折流板设有供所述蒸发段竖向管道穿过的通孔，所述折流板可以通过连接在其两 端的拉杆与所述蒸发段上、下管板固定连接。所述蒸发段的筒壁可以设有膨胀节9，所述膨胀节可以位于所述蒸发用加热装置 的上方，所述膨胀节与所述蒸发段筒壁的连接方式可以采用法兰连接、焊接或其它适宜的 连接方式连接，所述膨胀节的横截面的直径尺寸可以大于所述蒸发段的横截面的直径尺 寸，所述膨胀节构成的较大空间可以起到气化室的作用，为气液分离提供了较大的空间，利 于气液分离，同时还可以补偿因温差应力引起的热膨胀，从而避免蒸发段筒壁由于温差变 化遭到破坏，延长了蒸发段筒壁的使用寿命。所述液相出口可以设于所述膨胀节的筒壁的 下部，一方面方便经过气液分离后的液相物质从中排出，另一方面可以保证排出的液相物 质夹带较少量的气相物质，所述膨胀节的筒壁可以为平板状，便于开设液相出口。所述除沫段的筒壁的内侧可以固定连接有水平篦子板11，连接方式可以采用焊接 的方式，所述填料层12可以设在所述篦子板的上面，所述篦子板对所述填料层起到支撑作 用，所述填料层可以用于除去加热蒸发后的气相在上升过程中夹带的其他液泛成分，对蒸 发段分离出的气相物质进行进一步的分离处理。所述填料层的材质可以采用Q235-B、20#、 16MnR、0Crl8Ni9Ti、lCrl8Ni9Ti或0Crl8Ni9中的一种，所述填料层中的填料可以采用拉西 环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹填料或孔板波纹填料的任意一种，气相中夹带的其他液泛成 分可以由所述填料层中的填料阻挡并回流，所述填料可以定期更换或清理套用，为此，所述 除沫段的筒壁上可以开设有手孔，方便通过该手孔定期取出所述填料层的填料进行清理套 用。所述冷凝用换热装置可以采用冷凝用的管板式换热器，所述冷凝用的管板式换热 器可以包括回流段上管板、回流段下管板和与所述回流段上管板、回流段下管板连接的若 干回流段竖向管道13，分离后的气相物料可以通过所述回流段竖向管道从下向上传输并有 部分回流，所述回流段竖向管道可以为光管也可以为底翅管，外形可以为直管，也可以为螺 旋管，优选为直管，平行排列。管道材质可以为Q235-B、20#、16MnR、0Crl8Ni9Ti、lCrl8Ni9Ti 或0Crl8Ni9中的一种。所述回流段上、下管板与所述回流段的筒壁固定密封连接，所述固 定密封的连接方式可以为密封焊接，也可以为其它适宜的密封连接方式，所述回流段上、下管板可以与所述回流段的筒壁内侧密封焊接，也可以与所述回流段的筒壁外侧密封焊接， 当所述回流段上、下管板采用与所述回流段筒壁的外侧密封焊接时，所述回流段上、下管板 延伸到所述回流段的筒壁的外侧，与所述回流段的筒壁外侧在相接触的部位焊接，所述回 流段上、下管板延伸到所述回流段的筒壁外侧的部分可以作为法兰直接与相邻段的筒壁连 接。所述回流段的筒壁构成所述冷凝用的管板式换热器的外壳，所述回流段竖向管道的外 壁、所述回流段上管板、所述回流段下管板和所述回流段的筒壁构成封闭空间，以保证分离 后的气相物料在所述回流段竖向管道内流动的同时，其中夹带的高沸点物质可以在封闭空 间内的冷凝介质的作用下转变为液相回流，且不与封闭空间内的冷凝介质相混。所述回流段的筒壁上可以设有冷凝介质入口和出口，冷凝介质在回流段内部的流 向优选为与管道内待冷凝物料的流向相反，即所述冷凝介质入口的水平高度可以高于冷凝 介质出口的水平高度，所述冷凝介质入口的水平高度可以略低于所述回流段竖向管道上端 所处的水平高度，所述冷凝介质出口的水平高度可以略高于所述回流段竖向管道下端所处 的水平高度，以使待冷凝物料可以与冷凝介质之间换热更充分，所述冷凝介质可以为冷凝 水，冷凝介质的温度范围可以控制在待冷凝物料低沸点物料的沸点和高沸点物料的沸点之 间。当所述回流段竖向管道较长时，所述回流段竖向管道可以由若干折流板辅助定 位，所述折流板设有供所述回流段竖向管道穿过的通孔，所述折流板可以通过连接在其两 端的拉杆与所述回流段上、下管板固定连接。所述物料进口可以设于所述下封头的底部，待分离物料自所述物料进口进入；所 述气相出口可以设于所述上封头的顶部，分离后符合要求的气相物质自所述气相出口排 出，然后进入回收冷凝器。本实用新型的工作原理主要为待分离物料通过压力自下封头底部的物料进口进 入蒸发器的物料进口段，随后自蒸发段下管板的通孔和蒸发段竖向管道自下向上输送，并 与蒸发段内的封闭空间内的热介质进行换热，低沸点物料蒸发成气相物料，随后待蒸发物 料在膨胀节的内部空间内进行气液分离，液相物料自液相出口排出并收集，气相物料继续 向上运动，进入除沫段，除沫段中的填料层吸收经过此段的气相物料中夹带的液泛物料，对 气相物料进一步分离，液泛物料回流，除沫分离后的气相物料继续上升到达回流段，除沫分 离后的气相物料中高沸点物料通过回流段内的封闭空间内的冷凝介质的作用被冷凝回流， 由此分离得到符合要求的气相物质，该符合要求的气相物质随后上升进入气相出口段，自 该段的气相出口排出并通过回收装置收集。本实用新型提供了的带回流升膜式蒸发器，结构简单，可以通过蒸发的方式有效 地对性质相近的不同组分物质进行分离提纯，另外，采用连续分离方式的分离过程，不仅 使分离的最终产品的质量更加趋于稳定，而且降低了生产成本，提高了生产效率，适于连续 化、规模化的化工物料分离生产。
权利要求一种带回流升膜式蒸发器，其特征在于其包括由上封头、下封头和筒壁构成的封闭壳体，所述封闭壳体从下至上依次分为物料进口段、蒸发段、除沫段、回流段和气相出口段，所述上封头位于所述气相出口段，所述下封头位于所述物料进口段，所述物料进口段设有物料进口，所述蒸发段设有用于给物料加热的蒸发用加热装置，所述蒸发段的上部设有液相出口，所述液相出口位于所述蒸发用加热装置的上方，所述除沫段设有填料层，所述回流段设有用于给物料降温的冷凝用换热装置，所述气相出口段设有气相出口。
2.根据权利要求1所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述蒸发用加热装置采用 管板式换热器，所述管板式换热器包括蒸发段上管板、蒸发段下管板和与所述蒸发段上管 板、蒸发段下管板连接的若干蒸发段竖向管道，所述蒸发段上、下管板与所述蒸发段的筒壁 焊接密封连接，所述蒸发段的筒壁构成所述管板式换热器的外壳，并设有加热介质进口和 出口。
3.根据权利要求2所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述蒸发段竖向管道由若 干折流板定位。
4.根据权利要求1、2或3所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述蒸发段设有膨 胀节，所述膨胀节的横截面的直径尺寸大于所述蒸发段其它部分的横截面的直径尺寸。
5.根据权利要求4所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述膨胀节位于所述蒸发 用加热装置的上方。
6.根据权利要求5所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述液相出口设于所述膨 胀节的筒壁的下部。
7.根据权利要求6所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述除沫段的筒壁的内侧 固定连接有水平篦子板，所述填料层设在所述篦子板的上面，所述填料层中的填料采用拉 西环、阶梯环、鲍尔环、丝网波纹填料或孔板波纹填料的任意一种。
8.根据权利要求7所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述冷凝用换热装置采用 冷凝用的管板式换热器，所述冷凝用的管板式换热器包括回流段上管板、回流段下管板和 与所述回流段上管板、回流段下管板连接的若干回流段竖向管道，所述回流段上、下管板与 所述回流段的筒壁焊接密封连接，所述回流段的筒壁构成所述冷凝用的管板式换热器的外 壳，并设有冷凝介质进口和出口。
9.根据权利要求8所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述回流段竖向管道由若 干折流板定位。
10.根据权利要求9所述的带回流升膜式蒸发器，其特征在于所述物料进口设于所述 下封头的底部，所述气相出口设于所述上封头的顶部。
专利摘要本实用新型涉及一种带回流升膜式蒸发器，其包括由上封头、下封头和筒壁构成的封闭壳体，所述封闭壳体从下至上依次分为物料进口段、蒸发段、除沫段、回流段和气相出口段，所述上封头位于所述气相出口段，所述下封头位于所述物料进口段，所述物料进口段设有物料进口，所述蒸发段设有用于给物料加热的蒸发用加热装置，所述蒸发段的上部设有液相出口，所述液相出口位于蒸发用加热装置的上方，所述除沫段设有填料层，所述回流段设有用于给物料降温的冷凝用换热装置，所述气相出口段设有气相出口。本蒸发器可以有效完成性质相近的不同组分的分离，结构简单，分离效果好，主要适于连续化、规模化的化工物料分离生产。
文档编号B01D1/06GK201643753SQ201020116208
公开日2010年11月24日 申请日期2010年2月11日 优先权日2010年2月11日
发明者李丰年 申请人:山西翔宇化工有限公司