一种石墨蒸发器及其自动控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种石墨蒸发器，特别涉及一种用于蒸发浓缩的石墨蒸发器及其自动控制系统。
【背景技术】
[0002]石墨蒸发器广泛用于制药、化工等行业中，由于石墨具有耐高温、耐腐蚀、耐高压、导热性好等特点，常用来蒸发浓缩酸碱性废液或料液。在传统使用的石墨蒸发器中，蒸汽进口只开设有一个，大量的高温蒸汽进入蒸发器里面就会往上升，导致蒸发器上部和下部蒸汽分布不均匀，就会导致热量分布不均，换热效率降低，况且在蒸汽压力突然暴增的突发情况下，如果不对蒸汽压力进行控制的话，蒸发器就会由于蒸汽压力的突然爆增而破坏；另夕卜，传统蒸发器中的蒸汽进入是成喷射状通过石墨换热块的换热孔，蒸汽的利用率降低且容易引起石墨换热块的爆裂；现有的石墨蒸发器中，石墨蒸发器常常是处于潮湿的工作环境，壳体外壁很容易生锈而导致泄漏，蒸发器内凝聚的液体得不到及时排出而被反复汽化，降低了蒸汽的利用率，还会导致器内湿度过大对石墨换热块等部位造成损坏；另外，现有一种石墨蒸发器自动化程度低，人工操作量大，安全系数小，相应的成本也较高。
【发明内容】
[0003]本发明的发明目的在于:针对上述存在的问题，提供一种石墨蒸发器，在同等条件下，可以提高蒸汽的利用率，增强蒸发器耐腐蚀、耐高温高压的性能，降低蒸汽和物料对石墨块的冲击，延长石墨蒸发器的使用寿命，使蒸发器的性能更优异，同时实现自动化控制。
[0004]本发明的另一发明目的在于提供一种石墨蒸发器的自动控制系统。
[0005]为达上述目的，本发明采用的技术方案如下:
一种石墨蒸发器，包括壳体，设于壳体内的若干层石墨换热块，设于壳体上端的物料出料口，设于壳体下端的物料进料口，设于壳体下部两侧的冷凝液进口、冷凝液出口、排污口，所述壳体内壁涂有一层绝热层，内壁表面呈波浪形，壳体外壁涂有一层防腐蚀性复合层，壳体本身采用不锈钢制成，在壳体上中下部均设有一圈蒸汽分布器，壳体上部和下部的蒸汽分布器两侧均设有蒸汽进口，壳体中部的蒸汽分布器的一侧设有蒸汽进道口，所述蒸汽进口处连接有自动控制系统，壳体上部的蒸汽进口一侧的正上方设有蒸汽出口，所述石墨换热块为圆孔块式浸渍石墨，石墨换热块外侧设有若干个U形槽和横向通孔，每层石墨换热块之间采用全氟橡胶密封。
[0006]进一步，所述防腐蚀性复合层包括金属喷涂层和防腐涂料涂层，金属喷涂层采用喷铝涂层，并以此作为涂层基层，防腐涂料涂层采用环氧防腐涂层，覆盖在金属喷涂层上，所述绝热层采用陶瓷纤维涂层，涂层厚度为4~7mm，所述不锈钢采用的具体牌号为0Crl7NiAl 钢。
[0007]进一步，所述物料进料口设置有下封头和下底板，所述下封头上固定连接有一耐冲刷部，下封头与下底板固定连接，所述物料出料口设有上封头和上封板，所述上封头与上封板固定连接，上封板与下底板之间通过拉杆固定连接，所述拉杆上端设有压力弹簧，所述耐冲刷部由聚四氟乙烯制成，耐冲刷部的底部直径尺寸略小于物料进口直径尺寸，截面为梯形结构，耐冲刷部的侧面和底面都开设有通孔，所述通孔形状为梯形圆孔，圆孔直径略小于换热孔直径。
[0008]进一步，所述物料进料口、石墨换热块和出料口之间形成物料通道，所述壳体、蒸汽分布器、石墨换热块之间形成蒸汽通道，所述物料通道与蒸汽通道之间采用石棉盘根填料密封，所述蒸汽通道里设有若干个半圆形环状折流条和折流板，所述折流条固定连接在石墨换热块上，所述折流板固定安装在石墨换热块和壳体内壁上，折流板和折流条位置相互垂直，折流板朝上的一面设有若干个U型槽。
[0009]进一步，所述壳体中部的蒸汽进道口直径尺寸大于壳体上部和下部的蒸汽进口直径尺寸，蒸汽进口和蒸汽进道口处设有蒸汽分流器，所述蒸汽分流器固定安装在石墨换热块上，蒸汽分流器采用聚四氟乙烯制成，结构为涡轮叶片式。
[0010]本发明还提供了一种石墨蒸发器的自动控制系统，包括气压检测模块、温度检测模块、湿度检测模块、报警模块、PLC和微调模块，所述气压检测模块用于检测壳体内的气压P，并转换为气压数字信号并传递至PLC;所述温度检测模块用于检测壳体内的温度T，并转换为温度数字信号传递至PLC;所述湿度检测模块用于检测壳体内的湿度RH，并转换为湿度数字信号传递至PLC;
PLC接收各数字信号，判断若0.4MPa ( P〈0.5 MPa,则向微调模块传递气压执行信号001，若0.5MPa ( P〈0.55 MPa,则微调模块传递气压执行信号002，若P彡0.55 MPa,则分别向报警模块和微调模块传递报警信号和气压执行信号003 ;若400°C< T〈450°C，则向微调模块传递温度执行信号201，若450°C彡T〈480°C，则向微调模块传递温度执行信号202，若T ^ 480°C，则分别向报警模块和微调模块传递报警信号和温度执行信号203 ;若85% ( RH<95%,则向微调模块传递湿度执行信号101，若RH ^ 95%,则分别向报警模块和微调模块传递报警信号和湿度执行信号102 ;当微调模块执行气压执行信号001或002后，若T ( _70°C，则向微调模块传递气压执行信号004 ;
所述微调模块，包括设于蒸汽出口处的电子阀门，及物料进料口和蒸汽进口的开闭阀门，用于接收气压执行信号001、温度执行信号1和湿度执行信号101，并控制相应蒸汽进口的电子阀门关小；接收气压执行信号004，并控制相应蒸汽进口的电子阀门开大；接收气压执行信号002和温度执行信号202，并控制蒸汽出口的电子阀门开大；接收气压执行信号
003、温度执行信号203和湿度执行信号102，并依次控制物料进料口和蒸汽进道口的开闭阀门关闭。
[0011 ] 进一步，所述各个蒸汽进口上设有电子阀门且初始状态为半开闭状态，所述气压检测模块包括分别设于蒸汽分流器正上方或正下方的气压传感器，所述气压传感器为超高温气压传感器，用于检测各电子阀门处的气压，并转化为相应的数字信号传递至PLC，所述温度检测模块包括设于各个电子阀门处的温度传感器，用于检测各电子阀门处的温度，并转化为相应的数字信号传递至PLC，所述湿度检测模块包括设于各个电子阀门处的湿度传感器，用于检测各电子阀门处的湿度，并转化为相应的数字信号传递至PLC。
[0012]进一步，所述PLC接收各气压数字信号，若P〈0.4MPa，将各蒸汽进口处的气压值进行纵向横向两两比较，向微调模块传递气压执行信号005，所述微调模块控制值小处的电子阀门开大，值大处的电子阀门关小，即PLC将纵向的左上部电子阀门处的气压值与左下部电子阀门处的气压值相比较，并控制气压值小处的电子阀门开大，控制值大处的电子阀门关小，纵向的右侧与之同理，PLC将横向的左上部电子阀门处的气压值与右上部电子阀门处的气压值相比较，并控制气压值小处的电子阀门开大，控制值大处的电子阀门关小，横向的下侧与之同理。
[0013]进一步，所述报警模块设置有报警器，所述报警模块接收预警执行信号，启动报警器。
[0014]进一步，包括以下步骤:
步骤1:依次开启一种石墨蒸发器和一种石墨蒸发器的自动控制系统的电源开关；步骤2:气压检测模块检测各个电子阀门处的气压，并分别转化为气压数字信号传递至 PLC ；
步骤3:温度检测模块检测各个电子阀门处的温度，并转化为温度数字信号传递至
PLC ；
步骤4:湿度模块检测各个电子阀门处的湿度，并转化为湿度数字信号传递至PLC ;步骤5:PLC接收各气压数字信号，若P〈0.4MPa,将各蒸汽进口的气压值进行纵向横向两两比较，向微调模块传递气压执行信号005，所述微调模块控制值小处的电子阀门开大，值大处的电子阀门关小，S卩:PLC将纵向的左上部电子阀门处的气压值与左下部电子阀门处的气压值相比较，并控制气压值小处的电子阀门开大，控制值大处的电子阀门关小，纵向的右侧与之同理；PLC将横向的左上部电子阀门处的气压值与右上部电子阀门处的气压值相比较，并控制气压值小处的电子阀门开大，控制值大处的电子阀门关小，横向的下侧与之同理，
若有0.4MPa ( P〈0.5 MPa，则向微调模块传递气压执行信号001，若0.5MPa ( P〈0.55MPa,则微调模块传递气压执行信号002，若P多0.55 MPa,则分别向报警模块和微调模块传递报警信号和气压执行信号003 ;当微调模块执行气压执行信号001或002后，若T<-70°C，则向微调模块传递气压执行信