碳化硅浸没式浓缩器的制作方法

本实用新型涉及换热器技术领域，具体而言，涉及一种碳化硅浸没式浓缩器。

背景技术：

碳化硅具有极高的耐腐蚀、抗氧化和耐冲蚀性能，可耐高浓度硫酸、硝酸、磷酸、混合酸、强碱、氧化剂等，是唯一可耐氢氟酸腐蚀的陶瓷材料；因造价相对便宜，碳化硅换热器在很多热交换场合可以替代贵金属钽、锆、哈氏合金等材质换热器。

现阶段碳化硅换热器一般用作冷凝器、冷却器较多，这些工况相对比较温和；当在工况要求较高的条件下，如碳化硅换热器用作加热器、再沸器制作难度比较大，且结构复杂。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种碳化硅浸没式浓缩器，结构紧凑，且传热效率高。

本实用新型的实施例是这样实现的：

本实用新型实施例提供一种碳化硅浸没式浓缩器，其包括两端开口、内部中空的壳体，壳体的两端分别通过密封组件与蒸发室和封头连接，封头上设有料液进口，蒸发室上设有料液进口和蒸汽出口，壳体的周壁上设有加热介质进口和冷凝水出口，壳体内设有碳化硅换热管，碳化硅换热管的两端分别穿过密封组件连通蒸发室和封头。

可选地，壳体内的周壁上设有多个相互平行的折流板，碳化硅换热管穿过多个折流板。

可选地，蒸发室的容纳空间大于壳体的容纳空间。

可选地，密封组件包括第一管板和第二管板，第一管板设置在靠近壳体的端口的一侧，第二管板设置在远离壳体的端口的一侧。

可选地，第一管板为碳钢管板，第二管板为四氟管板。

可选地，碳化硅换热管的端部与密封组件的端部之间设有密封填料。

可选地，蒸发室上还设有液位检测报警仪，用于检测和控制蒸发室内的料液的液位。

可选地，封头上设置色泽比对仪，用于检测从料液出口流出的料液的色泽。

可选地，蒸发室的材质为碳钢衬四氟或碳钢搪瓷。

可选地，壳体的材质为碳钢。

本实用新型实施例提供的碳化硅浸没式浓缩器包括两端开口、内部中空的壳体，壳体的两端分别通过密封组件与蒸发室和封头连接，封头上设有料液进口，蒸发室上设有料液进口和蒸汽出口，壳体的周壁上设有加热介质进口和冷凝水出口，壳体内设有碳化硅换热管，碳化硅换热管的两端分别穿过密封组件并连通蒸发室和封头。本实用新型实施例提供的碳化硅浸没式浓缩器，采用碳化硅换热管内侧浸没式加热蒸发结构，料液的加热、相变汽化都在碳化硅换热管内发生，具有很高的传热效率；料液的汽化和气液分离都在蒸发室内部进行，蒸发室空间都能满足料液蒸发时产生的二次蒸汽和夹带液滴完全分离，可以将料液浓缩至较高的浓度；将碳化硅浸没式浓缩器竖直放置，通过底部的封头排料的方式，更容易将浓缩器内部残存的料液排放干净。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的碳化硅浸没式浓缩器的结构示意图。

图标:1-蒸发室；2-壳体；3-封头；4-碳化硅换热管；5-第二管板；6-第一管板；7-折流板；A-蒸汽出口；B-料液进口；C- 冷凝水出口；D-料液出口；E-加热介质进口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1，本实用新型实施例提供一种碳化硅浸没式浓缩器，包括封头3、壳体2、蒸发室1、碳化硅换热管4和密封组件，壳体2的两端分别通过密封组件连接封头3与蒸发室1，碳化硅换热管4设置在壳体2内。

蒸发室1为内部中空、两端开口的结构，蒸发室1的一端开口为蒸汽出口A,蒸发室1的周壁上设有料液进口B,蒸发室1 的另一端开口通过密封组件与壳体2的一个开口端连接。

蒸发室1通过密封组件与壳体2隔离，蒸发室1不与壳体2 内的加热介质直接接触，所以蒸发室1的工作温度较低，一般选用碳钢衬四氟或碳钢搪瓷等材质制作蒸发室1，如果条件允许也可以采用哈氏合金、钛材等金属材质。

本实施例的碳化硅浸没式浓缩器可以用于常压浓缩，也可用于减压浓缩；当用于常压浓缩时蒸发室1的材质可以选用碳钢衬四氟，用于减压浓缩时蒸发室1的材质可以选用碳钢搪瓷，特别适合用于高浓度硫酸浓缩。

示例地，如图1所示，蒸发室1的外形为两端缩口的圆柱形容腔，蒸发室1的轴向截面积大于壳体2的轴向截面积，即蒸发室1的容纳空间大于壳体2的容纳空间，保证蒸发过程中蒸发室1内的气液分离完全，蒸发室1的一端的缩口与壳体2连接，蒸发室1另一端的缩口为蒸汽出口A,便于蒸汽流出，这样一来，蒸发室1内可容纳空间大，蒸发室1内容纳的料液的量则多，同时壳体2的内部空间小于蒸发室1内部空间，壳体2 内加热介质与碳化硅换热管4的热交换则效率高，能使浓缩效率提高。

壳体2为内部中空、两端开口的结构，壳体2一端的开口与蒸发室1连接，壳体2另一端的开口与封头3连接，壳体2的周壁上设有加热介质进口E和冷凝水出口C。

壳体2的两端都设置有密封组件，密封组件将壳体2内的加热介质与壳体2两端的封头3和蒸发室1隔离，密封组件包括第一管板6和第二管板5，第一管板6远离壳体2的端口，第一管板6与料液接触，为满足耐各种强酸碱腐蚀的要求，第一管板6为四氟管板；第二管板5靠近壳体2的端口，与壳体2内的加热介质接触，为满足耐高温高压的要求，第二管板5采用碳钢制作。

壳体2内设有碳化硅换热管4，碳化硅换热管4延伸至壳体 2两端的第一管板6内，并分别与蒸发室1和封头3连通，使得蒸发室1内的待浓缩的料液能进入碳化硅换热管4，碳化硅换热管4内浓缩完的料液从封头3上的料液出口D流出。

具体地，第一管板6和第二管板5的轴向上均设有管孔，碳化硅换热管4依次穿过第一管板6和第二管板5的管孔，与蒸发室1和封头3连通，第一管板6的端部和碳化硅换热管4的端部之间设有密封填料，第二管板5的端部和碳化硅换热管4的端部之间设有密封填料，以保证料液只能从碳化硅换热管4内流经，而壳体2内的加热介质不会从壳体2内泄漏出去。同时，靠近封头3的第一管板6的管孔内设有丝堵，当碳化硅换热管4内的料液进行加热浓缩时，用丝堵封住碳化硅换热管4的该端口，使碳化硅换热管4内的料液不能流出，完成浓缩后，拆下丝堵，碳化硅换热管4内的料液流出，并从封头3的料液出口D 流走。

壳体2内还设有多个折流板7，折流板7使加热介质在壳体2 内充分循环，加速加热介质与碳化硅换热管4的热交换。壳体2 采用碳钢制作，能满足高温高压的加热介质对壳体2的要求。

封头3上设有料液出口D，碳化硅换热管4内浓缩后的料液从料液出口D流出。

本实施例的碳化硅浸没式浓缩器还可以加装液位检测报警仪或色泽比对仪等方式来控制设备的正常运行。示例地，液位检测报警仪设置在蒸发室1上，用以检测蒸发室1内的料液的液位，并进行料液进料的控制；色泽比对仪设置在封头3上，用以对从料液出口D出来的浓缩后的料液进行色泽比对，检测料液浓缩度。

需要说明的是，壳体2内的加热介质可为热蒸汽，也可为导热油。以加热介质为热蒸汽为例，本实用新型实施例提供的碳化硅浸没式浓缩器的工作过程为：待浓缩料液从料液进口B进入蒸发室1，再进入碳化硅换热管4内，热蒸汽从加热介质进口 E进入壳体2内，壳体2内的热蒸汽与碳化硅换热管4进行热交换，对碳化硅换热管4内的料液进行加热，使料液中的水分蒸发，完成对料液的浓缩，浓缩后的料液再从封头3的料液出口 D流走。在这个过程中，蒸发室1内的待浓缩料液会有少部分自行蒸发产生蒸汽从蒸汽出口A流走，碳化硅换热管4内的料液被热蒸汽加热汽化产生的蒸汽上升至蒸发室1气液分离后也从蒸汽出口A流走，壳体2内的热蒸汽和碳化硅换热管4热交换后使部分热蒸汽冷凝产生的冷凝水从冷凝水出口C流走。这样热蒸汽加热碳化硅换热管4内的料液，循环工作完成对料液的浓缩。

当加热介质从热蒸汽替换为导热油时，用导热油与碳化硅换热管4进行热交换，从而加热碳化硅换热管4内的料液。

本实施例的碳化硅浸没式浓缩器运行时，料液充满碳化硅换热管4，碳化硅换热管4的内侧都浸泡在料液中，料液在其中加热、相变汽化，与现有的碳化硅换热器相比传热效率大大提高；料液蒸发浓缩以及气液分离过程都在本实施例的碳化硅浸没式浓缩器内部进行，本实施例的碳化硅浸没式浓缩器结构紧凑，不需要额外的设备配置，配管简单，占地面积小，利于推广运用。

本实用新型实施例提供的碳化硅浸没式浓缩器，采用碳化硅换热管4内侧浸没式加热蒸发结构，料液的加热、相变汽化都在碳化硅换热管4内发生，具有很高的传热效率；料液的汽化和气液分离都在蒸发室1内部进行，蒸发室1空间都能满足料液蒸发时产生的二次蒸汽和夹带液滴完全分离，可以将料液浓缩至较高的浓度；将碳化硅浸没式浓缩器竖直放置，通过底部的封头3排料的方式，更容易将浓缩器内部残存的料液排放干净。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。