一种多级降膜蒸发器的制作方法

本实用新型属于医药、化工、环保等技术领域，涉及一种多级降膜蒸发器。

背景技术：

降膜蒸发器用布膜器将料液均匀分配到各换热管内，料液在重力作用下在管内壁形成均匀薄膜向下流动，具有极高的换热系数，可以大大缩短料液的加热停留时间，广泛应用于医药、食品、化工、环保等领域热敏性料液的浓缩及废液处理。

对于需要较大程度浓缩的物料而言，采用单级降膜蒸发需要很长换热管束，必须采用多级降膜蒸发器系统才能达到浓缩要求。但多套降膜蒸发器装置设计过程复杂，且整套系统装置占地空间过大，因需同时满足多台设备换热需求，给热系统复杂。

国内目前降膜蒸发器现有专利技术，主要集中于单台降膜蒸发器或布液器的改进，涉及多级降膜蒸发模块的相关技术报道较少。

技术实现要素：

本实用新型针对上述问题，提供一种多级降膜蒸发器。

本实用新型所采取的技术方案如下：一种多级降膜蒸发器，包括降膜蒸发器主体，所述膜蒸发器主体内从上至下分别设有料液布膜室、加热蒸发室、料液收集室，所述料液布膜室内设有多个布膜腔隔板，所述布膜腔隔板将料液布膜室分成n个料液布膜腔，所述料液收集室内设有多个收集腔隔板，所述收集腔隔板将料液收集室分成n个料液收集腔，所述料液布膜腔与料液收集腔上下一一对应形成多级降膜蒸发室，其中一个料液布膜腔连接进料管道，进料管道所连接的料液布膜腔与下方对应的料液收集腔为一级降膜蒸发室，除一级降膜蒸发室外的其中一个料液收集腔连接出料管道，出料管道所连接的料液收集腔与上方对应的料液布膜腔为最末级降膜蒸发室，各级降膜蒸发室的料液收集腔与料液布膜腔之间通过转料管道和转料泵连接。

所述加热蒸发室内设有加热室，所述料液收集室上方连接有二级蒸汽出口管道，所述二级蒸汽出口管道连接有分离器，所述分离器连接有加热蒸汽管道，所述加热蒸汽管道上设有蒸汽压缩机，所述加热蒸汽管道连通加热室，所述分离器的底部通过管道连接出料管道或料液收集腔或转料管道。

所述分离器内设有除沫器。

所述分离器的底部设有防涡构件。

所述收集腔隔板的上部设有开孔。

所述最末级降膜蒸发室的料液布膜腔与料液收集腔之间通过循环管道，所述循环管道上设有循环转料泵。

各级降膜蒸发室的换热面积比例分配数为1.2。

所述收集腔隔板的上方设有分流挡板。

中间任意一级或多级降膜蒸发室所连接的转料泵将对应浓缩料液部分打回一级降膜蒸发室。

高浓度料液收集腔隔板的高度比低浓度料液收集腔隔板的高度高出50mm~100mm。

所述料液布膜室与加热蒸发室以及料液收集室与加热蒸发室之间通过法兰连接。

本实用新型的有益效果如下：本实用新型将多级降膜蒸发器系统进行集成，有利于缩短料液加热停留时间，方便设备清洗，减小整套装置占地面积，使系统操作更为流畅。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为各级降膜隔板参考排布方式。

图中，1.加热室；11.料液布膜腔；12.布膜腔隔板；13.料液收集腔；14.收集腔隔板；15.分流挡板；16.不凝气出口；17.冷凝液出口；18.布膜腔与加热室连接法兰；19.料液收集腔与加热室连接法兰；

2.分离器；21.除沫器；22.防涡构件；

3.蒸汽压缩机；4.出料泵；5.一级转料泵；6.二级转料泵；7.三级转料泵；8.四级转料泵；9.循环转料泵；

30.进料管道； 31.一级转料管道；32.二级转料管道；33.三级转料管道；34.四级转料管道；35.循环管道；36.二次蒸汽出口管道；37.加热蒸汽管道；38.四级-一级回流转料控制阀；39，出料管道。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例，可以更好地说明本实用新型。'

一种多级降膜蒸发器，包括降膜蒸发器主体，其特征在于：所述膜蒸发器主体内从上至下分别设有料液布膜室、加热蒸发室、料液收集室，所述料液布膜室内设有多个布膜腔隔板12，所述布膜腔隔板12将料液布膜室分成n个料液布膜腔11，所述料液收集室内设有多个收集腔隔板14，所述收集腔隔板14将料液收集室分成n个料液收集腔13，所述料液布膜腔11与料液收集腔13上下一一对应形成多级降膜蒸发室，一侧的料液布膜腔11连接进料管道30，进料管道30所连接的料液布膜腔11与下方对应的料液收集腔13为一级降膜蒸发室，对应进料管道30另一侧的料液收集腔13连接出料管道39，出料管道39所连接的料液收集腔13与上方对应的料液布膜腔11为最末级降膜蒸发室，各级降膜蒸发室的料液收集腔13与料液布膜腔11之间通过转料管道和转料泵连接。如图1所示，从左至右分别为一级降膜蒸发室、二级降膜蒸发室、三级降膜蒸发室、四级降膜蒸发室、五级降膜蒸发室，一级降膜蒸发室的料液布膜腔11连接进料管道30，前一级降膜蒸发室的料液收集腔13与后一级的料液布膜腔11之间通过转料管道和转料泵连接，即一级转料管道31、二级转料管道32、三级转料管道33、四级转料管道34、一级转料泵5、二级转料泵6、三级转料泵7、四级转料泵8，五级降膜蒸发室的料液收集腔13连接出料管道39，形成五级降膜蒸发系统，也可以根据需要为其它级数的多效降膜蒸发系统。如图2所示，其中布膜腔隔板12和收集腔隔板14的分布方式，综合考虑加工难度及料液布膜效果，采用花瓣式分割方式。利用转料泵实现各级间转料，为增加系统对于进料变化的操作弹性。本实用新型将多级降膜蒸发器系统进行集成，有利于缩短料液加热停留时间，方便设备清洗，减小整套装置占地面积，使系统操作更为流畅。所述加热蒸发室内设有设有换热管束。

所述加热蒸发室内设有加热室1，所述收集腔隔板14的上部设有开孔，所述料液收集室上方连接有二级蒸汽出口管道36，所述二级蒸汽出口管道36连接有分离器2，所述分离器2连接有加热蒸汽管道37，所述加热蒸汽管道37上设有蒸汽压缩机3，所述加热蒸汽管道37连通加热室1，所述分离器2的底部通过管道连接出料管道39或料液收集腔13或转料管道。图中，分离器2的底部通过管道连接出料管道39。采用减压蒸发选择特定蒸发温度，所产生二次蒸汽经压缩温升约10℃，作为系统热源对多级换热管进行集中加热。利用蒸汽压缩机回收二次蒸汽潜热热能对物料进行加热，有效降低系统能源消耗。

所述分离器2内设有除沫器21。

所述分离器2的底部设有防涡构件22。防止二次蒸汽随旋涡夹带至泵内。

所述最末级降膜蒸发室的料液布膜腔11与料液收集腔13之间通过循环管道35，所述循环管道35上设有循环转料泵9。

各级降膜蒸发室的换热面积比例分配数为1.2，即各级换热管数逐级减少80%~85%。进一步，前四级蒸发系统出料浓度差别不大接近但逐级增高，第五级为强制自循环对料液进行进一步增浓。

所述收集腔隔板14的上方设有分流挡板15。

中间任意一级或多级降膜蒸发室所连接的转料泵将对应浓缩料液部分打回一级降膜蒸发室。图中，四级转料管道34通过管道与进料管道30连接，并通过.四级-一级回流转料控制阀38进行控制，考虑到前四级出料浓度较为接近，在进料量不足或波动情况下，为保证单管最小容许降液密度，可将部分四级出料转入进料管，调节降膜表观进料量，增强系统操作弹性。

高浓度料液收集腔隔板14的高度比低浓度料液收集腔隔板14的高度高出50mm~100mm。便于液位控制及系统开车操作控制。

所述料液布膜室与加热蒸发室以及料液收集室与加热蒸发室之间通过法兰连接，无残留死角，方便安装拆卸，便于系统检修维护。

本发明降膜蒸发器采用隔室分级，整套系统更为紧凑，有效降低占地空间及建造材料，提升系统换热性能；改进的流程可增强降膜系统的操作弹性；优选的换热面积特征参数使设计过程更为简便合理。并且，利用蒸汽压缩机回收二次蒸汽潜热热能对物料进行加热，有效降低系统能源消耗。此外，布膜腔、加热室、料液收集腔采用分体法兰连接，便于拆卸维修。本装置加热停留时间短，适用于热敏性物料的大程度浓缩应用。

以上所述仅为本实用新型的一种实施例，并非用来限制本实用新型的保护范围；本实用新型的保护范围由权利要求书中的权利要求限定，并且凡是依实用新型所作的等效变化与修改，都在本实用新型专利的保护范围之内。