环保用蒸发器及使用该蒸发器的双效蒸发系统的制作方法

本发明属于蒸发浓缩技术领域，特别涉及一种含盐废液的蒸发浓缩处理的降膜蒸发器及使用该降膜蒸发器的双效蒸发系统。

背景技术：

薄膜蒸发器(thinfilmevaporator)是蒸发器的一类，特点是物料液体沿加热管壁呈膜状流动而进行传热和蒸发，优点是传热效率高，蒸发速度快，物料停留时间短，因此特别适合热敏性物质的蒸发。薄膜蒸发器机组由蒸发器、汽液分离器、预热器三个部件和一只简易分离器组成，此类蒸发器具有生产能力大、效率高、物料受热时间短等特点，适用于制药、食品、化工等行业的稀溶液浓缩。按照成膜原因及流动方向不同，可分为升膜蒸发器、降膜蒸发器、刮膜蒸发器三种类型。

其中降膜蒸发器多为降膜式列管换热器，该类蒸发器具有生产能力大、效率高、物料受热时间短等特点，但现有的此类设备的生产能力和效率还有提升的空间，而且，此类设备与物料接触部分均采用不锈钢制造，虽然不锈钢具有良好的耐腐蚀性能，经久耐用，也符合药品卫生要求，但是上多孔布水板与外接蒸汽接触时，温差较大，环境较恶劣，多孔布水板容易开裂，减少设备的使用寿命。

为了克服上述缺点，本领域技术人员积极创新研究，以期创设出一种新型的环保用蒸发器及使用该蒸发器的双效蒸发系统。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种环保用蒸发器及使用该蒸发器的双效蒸发系统，该蒸发器设置有多组内外双层的热交换管组，其中外管的内壁、内管的外壁和内壁都能用于蒸发浓缩废液，在同体积蒸发器中大大增加用于废液蒸发浓缩的面积，进而大大提高生产效率，而且浓缩蒸发效果佳，另外上多孔布水板采用高强度、耐腐蚀的不锈钢镀锌板，在受热后，抗开裂能力强，进而提高蒸发器的使用寿命，故而采用该蒸发器的双效蒸发系统的废液蒸发浓缩效果强，效率高，生产能力大，使用寿命长。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种环保用蒸发器，包括壳体、固定于所述壳体的上端且向上凸起的上端盖以及固定于所述壳体的下端且向下凸起的下端盖；所述壳体内的上、下端分别设有上多孔布水板和下多孔布水板，且所述上多孔布水板与所述下多孔布水板平行设置，所述上多孔布水板和所述下多孔布水板之间固定有多根竖直的热交换管组，所有热交换管组平行且间隔均匀排布；所述上端盖设有进水口，所述下端盖设有汽水出口；所述壳体设有隔套，所述隔套具有蒸汽进口和冷凝水出口；

每一所述热交换管组皆为包括一内管和一外管的双层管组，所述外管套于所述内管的外侧，且所述内管位于所述外管的轴线处，所述外管的内壁与所述内管的外壁之间的垂直距离为10-15mm，所述内管的壁厚为1.5-2.5mm，所述外管的壁厚为2.5-3.5mm；所述内管与所述外管之间通过横向的金属连接条焊接固定；所述外管的内径为40-60mm，所述内管的内径为23-48mm；

所述外管的长度大于所述内管的长度，所述外管的上端和下端分别密封固定于所述上多孔布水板与所述下多孔布水板，且所述内管的上端和下端分别与所述上多孔布水板与所述下多孔布水板之间留有空隙。

进一步地说，所述热交换管组的外管的内壁上间隔排布有圆弧状凸起，每一圆弧状凸起皆从所述外管的内壁向轴心方向延伸，每一所述圆弧状凸起的最高点距离内壁的垂直距离为3-5mm，所述圆弧状凸起在所述外管的内壁上的排布密度为0.3-0.4个/mm²，且所述圆弧状凸起的排布密度从所述外管的上端到下端逐渐增大。

进一步地说，所述热交换管组的内管的外壁上间隔排布有若干截面为弧形的条状凸起，每一条状凸起沿所述内管的外壁且从所述内管的上端延伸至所述内管的下端，每一所述条状凸起的最高点距离内管的外壁的垂直距离为6-8mm，每一内管的外壁皆沿其周向均匀设有4-8个所述条状凸起。

进一步地说，所述外管的上端焊接于所述上多孔布水板，所述外管的下端焊接于所述下多孔布水板。

进一步地说，所述上多孔布水板和所述下多孔布水板皆为不锈钢镀锌板。

进一步地说，所述内管和所述外管皆为无缝不锈钢管或无缝塑料管。

进一步地说，所述蒸发器的壳体或下端盖上还设有翻板式液位器或观察窗。

本发明还提供了一种使用环保用蒸发器的双效蒸发系统，包括按照废液处理流程依次连接的第一蒸发器组、第二蒸发器组、冷凝器、结晶器和离心机，所述第一蒸发器组和所述第二蒸发器组皆包括所述蒸发器和汽水分离器，所述汽水分离器具有汽水进口、蒸汽出口和出水口，所述蒸发器的汽水出口和所述汽水分离器的汽水进口连通，所述第一蒸发器组的汽水分离的蒸汽出口与所述第二蒸发器组的蒸发器的蒸汽进口连通，所述二蒸发器组的汽水分离的蒸汽出口外接排气管道，所述汽水分离器的出水口外接排水管道，所述第一蒸发器组和所述第二蒸发器组之间、所述第二蒸发器组与所述冷凝器之间、所述冷凝器与所述结晶器之间和所述结晶器与所述离心机之间通过管道连通，所述管道上设有水泵。

进一步地说，所述第一蒸发器组的蒸发器的蒸汽进口外接蒸汽源，所述第二蒸发器组的蒸发器的蒸汽进口与第一蒸发器组的所述汽水分离器的蒸汽出口连接。

本发明的有益效果是：本发明的优点至少具有以下几点：

一、本发明的蒸发器通过多组内外双层的热交换管组，其中外管的内壁、内管的外壁和内壁都能用于蒸发浓缩废液，相较于传统的多根单一列管的蒸发器，在同体积蒸发器中大大增加用于废液蒸发浓缩的面积，进而大大提高生产效率，而且浓缩蒸发效果佳；

二、本发明的蒸发器的热交换管组的内管的外壁可以设有条状凸起，外管的内壁可以设有圆弧状凸起，废液流经热交换管时，会沿着凸起表面流下，相较于传统的管径一致的圆管，会增加废液流经的面积和蒸发浓缩的时间，故通过设置条状凸起或圆弧状凸起，进一步增加用于废液蒸发浓缩的面积，进而进一步提高生产效率，强化浓缩蒸发效果；

三、本发明的蒸发器的上多孔布水板为高强度、耐腐蚀的不锈钢镀锌板，上多孔布水板要受到冷水和热蒸汽的冲击作用，工作环境十分恶劣，相较于传统的不锈钢板，不仅具有良好的耐腐蚀性能和经久耐用性，而且受热抗开裂能力强，使用寿命长，进而减低使用成本；

四、本发明的双效蒸发系统，第一蒸发器组外接高温蒸汽，第二蒸发器组充分利用第一蒸发器组经汽水分离器分理出的蒸汽，可有效利用热能，减少能耗，降低了生产成本，另外由于本发明的蒸发器的效率高，效果好，采用双效蒸发系统就能达到传统的三效蒸发器才能达到的效果；

五、本发明的蒸发器还设有翻版式液位器或观察窗，可以观察液位及出液情况，异常时及时采取措施，提高设备运行的安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。

附图说明

图1是本发明的实施例1的整体结构示意图；

图2是本发明的实施例1的内部结构示意图；

图3是本发明的热交换管组的俯视图(内管的外壁不设有条状凸起)；

图4是本发明的热交换管组的俯视图(内管的外壁设有条状凸起)；

图5是本发明的外管的纵向剖面图；

图6是本发明的实施例2的结构示意图；

附图中各部分标记如下：

蒸发器100、壳体101、上端盖102、下端盖103、上多孔布水板104、下多孔布水板105、热交换管组106、内管1061、条状凸起10611、外管1062、圆弧状凸起10621、金属连接条1063、隔套107、观察窗108、进水口109、冷凝水出口110、蒸汽进口111、汽水出口112、汽水分离器200、水泵300、冷凝器400、结晶器500、离心机600、第一蒸发器组1和第二蒸发器组2。

具体实施方式

以下通过特定的具体实施例说明本发明的具体实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的优点及功效。本发明也可以其它不同的方式予以实施，即，在不背离本发明所揭示的范畴下，能予不同的修饰与改变。

实施例1：一种环保用蒸发器100,如图1到图5所示，包括壳体101、固定于所述壳体的上端且向上凸起的上端盖102以及固定于所述壳体的下端且向下凸起的下端盖103；所述壳体内的上、下端分别设有上多孔布水板104和下多孔布水板105，且所述上多孔布水板与所述下多孔布水板平行设置，所述上多孔布水板和所述下多孔布水板之间固定有多根竖直的热交换管组106，所有热交换管组平行且间隔均匀排布；所述上端盖设有进水口109，所述下端盖设有汽水出口112；所述壳体设有隔套107，所述隔套具有蒸汽进口111和冷凝水出口110；

每一所述热交换管组106皆为包括一内管1061和一外管1062的双层管组，所述外管套于所述内管的外侧，且所述内管位于所述外管的轴线处，所述外管的内壁与所述内管的外壁之间的垂直距离为10-15mm，所述内管的壁厚为1.5-2.5mm，所述外管的壁厚为2.5-3.5mm；所述内管与所述外管之间通过横向的金属连接条1063焊接固定；所述外管的内径为40-60mm，所述内管的内径为23-48mm；

所述外管的长度大于所述内管的长度，所述外管的上端和下端分别密封固定于所述上多孔布水板与所述下多孔布水板，且所述内管的上端和下端分别与所述上多孔布水板与所述下多孔布水板之间留有空隙。

所述热交换管组106的外管1062的内壁上间隔排布有圆弧状凸起10621，每一圆弧状凸起皆从所述外管的内壁向轴心方向延伸，每一所述圆弧状凸起的最高点距离内壁的垂直距离为3-5mm，所述圆弧状凸起在所述外管的内壁上的排布密度为0.3-0.4个/mm²，且所述圆弧状凸起的排布密度从所述外管的上端到下端逐渐增大。

所述热交换管组106的内管1061的外壁上间隔排布有若干截面为弧形的条状凸起10611，每一条状凸起沿所述内管的外壁且从所述内管的上端延伸至所述内管的下端，每一所述条状凸起的最高点距离内管的外壁的垂直距离为6-8mm，每一内管的外壁皆沿其周向均匀设有4-8个所述条状凸起。

所述外管1062的上端焊接于所述上多孔布水板104，所述外管1062的下端焊接于所述下多孔布水板105。

所述上多孔布水板104和所述下多孔布水板105皆为不锈钢镀锌板。

所述内管1061和所述外管1062皆为无缝不锈钢管或无缝塑料管。

所述蒸发器100的壳体101或下端盖103上还设有翻板式液位器或观察窗108。

实施例2：一种使用实施例1所述的环保用蒸发器的蒸发系统，如图6所示(空心箭头为蒸汽流向，实心箭头为汽水或水流向)，包括按照废液处理流程依次连接的第一蒸发器组1、第二蒸发器组2、冷凝器400、结晶器500和离心机600，所述第一蒸发器组和所述第二蒸发器组皆包括所述蒸发器100和汽水分离器200，所述汽水分离器具有汽水进口、蒸汽出口和出水口，所述蒸发器的汽水出口和所述汽水分离器的汽水进口连通，所述第一蒸发器组的汽水分离的蒸汽出口与所述第二蒸发器组的蒸发器的蒸汽进口连通，所述二蒸发器组的汽水分离的蒸汽出口外接排气管道，所述汽水分离器的出水口外接排水管道，所述第一蒸发器组和所述第二蒸发器组之间、所述第二蒸发器组与所述冷凝器之间、所述冷凝器与所述结晶器之间和所述结晶器与所述离心机之间通过管道连通，所述管道上设有水泵300。

所述第一蒸发器组的蒸发器的蒸汽进口外接蒸汽源，所述第二蒸发器组的蒸发器的蒸汽进口与第一蒸发器组的所述汽水分离器的蒸汽出口连接。

本发明的工作原理和工作过程如下：

废液通过水泵抽入到蒸发器，通过上多孔布水板布水后沿热交换管组的外管的内壁、内管的外壁和内壁上流下，同时外接蒸汽进入隔套，废液和蒸汽进行热交换，蒸汽放热后形成冷凝水，后经冷凝水排出口到专门的收集装置，同时，废液吸热后蒸发浓缩，溢流进入汽水分离室，浓缩后的废液在分离室进行气液分离，气体进入下一个蒸发器组的蒸发器用作热源，分离后的液体在水泵的作用下进入下一个蒸发器组的蒸发器，以同样的方式继续蒸发浓缩，直至经过两个蒸发器组后进入冷凝器冷凝，冷凝后进入结晶器结晶，结晶后再进入离心机离心，然后打包外运。

此外，汽水分离器、冷凝器、结晶器、离心机和水泵皆为现有技术，故不赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。