一种板壳式降膜蒸发器的制作方法

本实用新型属于含盐废水脱盐设备技术领域，具体涉及一种板壳式降膜蒸发器。

背景技术：

对具有较强腐蚀性的含盐水的蒸发浓缩，如酸性含盐废水，一般选择耐腐蚀性好的石墨材质蒸发器或耐腐蚀性好的合金蒸发器，前者具有耐腐蚀性好，价格较为便宜。但换热效率低，换热系数(K值，以下同)只有800-1200之间，设备笨重，占空间大。后者换热系数高，通常K值在3000以上，但单位效能造价是前者的3倍以上。

现存在并普遍使用的是换热管式降膜蒸发器，内部设置有DN20-DN25的金属竖立降膜管，由含盐水走管程，蒸汽走壳程，进行蒸发作业时，含盐水在降膜管的内壁以均匀膜状下降，蒸汽对降膜管的外壁进行加热，从而使含盐水中的水分蒸发，然而该种降膜蒸发器的蒸发效率存在不足，主要是由于需要控制含盐水的进料速度保持在一个较低的范围内，如含盐水的进料速度过快，则容易导致降膜管内被含盐水充斥，含盐水无法形成膜状，影响蒸发效率，同时也不利于蒸汽导出，最终导致蒸发量的下降。

技术实现要素：

针对现有降膜蒸发器存在进料速度慢，蒸发效率低的问题，本实用新型提供了一种板壳式降膜蒸发器，可以提高比目前换热管式降膜蒸发器约20％的蒸发效能，并有效解决换热管式降膜蒸发器流量大难成膜，且易盐堵，料液粘管影响蒸发性能等常见工程难题。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种板壳式降膜蒸发器，包括蒸汽分配腔、进料蒸发腔和排放腔，所述蒸汽分配腔、所述进料蒸发腔和所述排放腔由上至下依次设置且相互分隔，所述蒸汽分配腔设置有进气口，所述进料蒸发腔设置有进料管、第一排气口、出料口和降膜蒸发组件，所述降膜蒸发组件包括并排设置的两个降膜蒸发板，两个所述降膜蒸发板的内板面之间形成有蒸汽流道，所述蒸汽流道分别连通所述蒸汽分配腔和所述排放腔，所述进料管由所述进料蒸发腔的外部延伸至所述进料蒸发腔的内部，所述进料管引入的料液引至所述降膜蒸发板的外板面，所述排放腔设置有出液口。

根据本实用新型提供的板壳式降膜蒸发器，由并排设置的两个降膜蒸发板组成降膜蒸发组件，且在两个降膜蒸发板的内板面之间形成有蒸汽流道，由进料管引入的料液沿所述降膜蒸发板的外板面成膜状流下，同时通过所述蒸汽分配腔往所述蒸汽流道中注入加热用的蒸汽，从而对料液进行蒸发脱水，该结构能够有效扩大料液成膜状流下的面积，提高蒸发效率。本实用新型提供的板壳式降膜蒸发器具有合金换热器的高效优点，同时又具有较低的制造成本，耐腐蚀性能达到合金换热器的水平，同效能体积只有石墨换热器的1/2，造价为合金换热器的20％-30％，低于石墨换热器，蒸发效能提升60％。

可选的，所述蒸汽分配腔和所述进料蒸发腔之间设置有第一隔板以相互分隔，所述进料蒸发腔和所述排放腔之间设置有第二隔板以相互分隔，所述降膜蒸发组件的两端分别连接所述第一隔板和所述第二隔板，所述蒸汽流道的一端连通至所述第一隔板背离所述进料蒸发腔的一面，所述蒸汽流道的另一端连通至所述第二隔板背离所述进料蒸发腔的一面。

可选的，所述降膜蒸发板的外板面上沿其长度方向设置有多条波纹状凸起，多条所述波纹状凸起相互间隔设置，以在相邻两条波纹状凸起之间形成波纹状沟槽。

可选的，所述进料蒸发腔包括进料分配室和蒸发室，所述进料分配室和所述蒸发室之间设置有挡水板以相互分隔，所述降膜蒸发组件穿过所述挡水板，所述波纹状沟槽分别连通所述进料分配室和所述蒸发室，所述进料管位于所述进料分配室中。

可选的，所述降膜蒸发组件为多个，多个所述降膜蒸发组件相互平行间隔设置。

可选的，所述第一排气口设置于所述蒸发室，所述第一排气口为多个，多个所述第一排气口间隔设置于多个所述降膜蒸发组件之间。

可选的，所述进料管为多个，多个所述进料管沿一水平面并排设置，多个所述进料管间隔设置于多个所述降膜蒸发组件之间，所述进料管上设置有多个布水装置，所述布水装置包括分流管和出料喷头，所述分流管连接于所述进料管的底部，所述出料喷头连接于所述分流管的径向上，且所述出料喷头朝向所述降膜蒸发板的外板面。

可选的，所述进料蒸发腔的两侧内壁上分别设置有第一卡槽和第二卡槽，所述降膜蒸发组件的两侧分别卡合在所述第一卡槽和所述第二卡槽中。

可选的，所述排放腔还设置有用于气体导出的第二排气口，所述第一排气口连接有负压装置。

可选的，所述板壳式降膜蒸发器为长方形箱体式结构，所述板壳式降膜蒸发器的壳体采用碳钢壳体，所述板壳式降膜蒸发器的内壁上涂覆有耐腐蚀涂层，所述降膜蒸发板为碳钢或耐腐蚀合金钢，所述降膜蒸发板的厚度为0.5～1.0mm，所述降膜蒸发组件中两个降膜蒸发板的间隙为8～15mm。

附图说明

图1是本实用新型一实施例提供的板壳式降膜蒸发器的结构示意图；

图2是图1中A处的放大示意图；

图3是本实用新型一实施例提供的板壳式降膜蒸发器的内部结构仰视图；

图4是本实用新型一实施例提供的板壳式降膜蒸发器其降膜蒸发板的结构示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、蒸汽分配腔；11、进气口；2、进料蒸发腔；21、进料分配室；211、第一腔室；22、蒸发室；221、第二腔室；23、进料管；231、引入管段；232、布料管段；24、布水装置；241、分流管；242、出料喷头；25、挡水板；26、第一排气口；27、降膜蒸发组件；271、降膜蒸发板；2711、波纹状凸起；2712、波纹状沟槽；272、蒸汽流道；28、出料口；3、排放腔；31、出液口；32、第二排气口；4、第一隔板；5、第二隔板；6、第一卡槽；7、第二卡槽。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1和图2所示，本实用新型一实施例公开了一种板壳式降膜蒸发器，包括蒸汽分配腔1、进料蒸发腔2和排放腔3，所述蒸汽分配腔1、所述进料蒸发腔2和所述排放腔3由上至下依次设置且相互分隔，所述蒸汽分配腔1设置有进气口11，所述进料蒸发腔2设置有进料管23、第一排气口26、出料口28和降膜蒸发组件27，所述降膜蒸发组件27包括并排设置的两个降膜蒸发板271，两个所述降膜蒸发板271的内板面之间形成有蒸汽流道272，所述降膜蒸发组件27的上下两端分别延伸至所述蒸汽分配腔1和所述排放腔3，所述蒸汽流道272与所述进料蒸发腔2相互密封隔断，所述蒸汽流道272分别连通所述蒸汽分配腔1和所述排放腔3，所述进料管23由所述进料蒸发腔2的外部延伸至所述进料蒸发腔2的内部，所述进料管23引入的料液引至所述降膜蒸发板271的外板面，所述排放腔3设置有出液口31。

根据本实用新型提供的板壳式降膜蒸发器，由并排设置的两个降膜蒸发板271组成降膜蒸发组件27，且在两个降膜蒸发板271的内板面之间形成有蒸汽流道272，由进料管23引入的料液沿所述降膜蒸发板271的外板面成膜状流下，同时通过所述蒸汽分配腔1往所述蒸汽流道272中注入加热用的蒸汽，从而对料液进行蒸发脱水，该结构能够有效扩大料液成膜状流下的面积，提高蒸发效率。本实用新型提供的板壳式降膜蒸发器具有合金换热器的高效优点，同时又具有较低的制造成本，耐腐蚀性能达到合金换热器的水平，同效能体积只有石墨换热器的1/2，造价为合金换热器的20％-30％，低于石墨换热器，蒸发效能提升60％。

本板壳式降膜蒸发器的蒸发脱水流程为：料液由所述进料管23导入所述进料蒸发腔2中的降膜蒸发板271的外板面，料液在降膜蒸发板271的外板面呈膜状下流，此时，由所述蒸汽分配腔1的进气口11导入加热蒸汽，加热蒸汽沿所述降膜蒸发组件27内部的蒸汽流道272流动，以对所述降膜蒸发板271进行加热，高温的降膜蒸发板271再对外板面上的料液进行降膜蒸发脱水，蒸发脱水产生的水蒸气由所述第一排气口26排出，蒸发脱水后的剩余料液从所述出料口28排出，所述蒸汽流道272中的蒸汽换热冷凝成冷凝水流至所述排放腔3中，由所述排放腔3的出液口31流出。

在一实施例中，所述蒸汽分配腔1和所述进料蒸发腔2之间设置有第一隔板4以相互分隔，所述进料蒸发腔2和所述排放腔3之间设置有第二隔板5以相互分隔，所述降膜蒸发组件27的两端分别连接所述第一隔板4和所述第二隔板5，所述蒸汽流道272的一端连通至所述第一隔板4背离所述进料蒸发腔2的一面，所述蒸汽流道272的另一端连通至所述第二隔板5背离所述进料蒸发腔2的一面。

具体的，所述第一隔板4为316L材质的不锈钢金属隔板，厚度为2～5mm，采用螺栓锚固的方式进行安装，所述第一隔板4的外周以及所述第一隔板4与所述降膜蒸发组件27的连接处设置有耐温橡胶件进行密封。

所述第二隔板5为316L材质的不锈钢金属隔板，采用螺栓锚固的方式进行安装，所述第二隔板5的外周以及所述第二隔板5与所述降膜蒸发组件27的连接处设置有耐温橡胶件进行密封。

为提高所述降膜蒸发板271的传热效率，所述降膜蒸发板271采用金属板。

金属板具有传热性好的优点，能够充分利用蒸汽对降膜蒸发板271进行加热，有利于提高降膜蒸发的蒸发效率。

如图4所示，在一实施例中，所述降膜蒸发板271的外板面上沿其长度方向设置有多条波纹状凸起2711，多条所述波纹状凸起2711相互间隔设置，以在相邻两条波纹状凸起2711之间形成波纹状沟槽2712。

所述降膜蒸发板271为矩形板，所述降膜蒸发板271为竖直设置，待脱水的料液能够沿所述降膜蒸发板271的外板面朝下方流动，通过所述波纹状凸起2711之间形成的波纹状沟槽2712，能够引导料液的流动方向，延长料液的流动路径，进而提高所述降膜蒸发板271上的降膜蒸发效果。

在一实施例中，所述进料蒸发腔2包括进料分配室21和蒸发室22，所述进料分配室21和所述蒸发室22之间设置有挡水板25以相互分隔，所述降膜蒸发组件27穿过所述挡水板25，所述波纹状沟槽2712分别连通所述进料分配室21和所述蒸发室22，所述进料管23位于所述进料分配室21中。

所述挡水板25与所述第一隔板4采用相同的材质，所述挡水板25与所述进料蒸发腔2的内壁之间进行焊接固定密封，料液由所述进料管23引入所述进料分配室21，所述挡水板25能够在所述进料分配室21的底部形成一定的料液积聚，积聚的料液沿所述波纹状沟槽2712流入所述蒸发室22中，能够保证所述波纹状沟槽2712的引流效果。

在一实施例中，所述降膜蒸发组件27为多个，多个所述降膜蒸发组件27相互平行间隔设置。

所述蒸汽分配腔1用于将导入的蒸汽分配至不同的降膜蒸发组件27的蒸汽流道272中。

为保证所述蒸汽流道272与所述进料蒸发腔2的隔离，所述降膜蒸发组件27的两侧分别延伸至所述进料蒸发腔2的两侧侧壁。

由多个所述降膜蒸发组件27穿过所述挡水板25的上部分将所述进料分配室21分隔成多个第一腔室211，由多个所述降膜蒸发组件27穿过所述挡水板25的下部分将所述蒸发室22分隔成多个第二腔室221。

对应的，为了保证料液降膜蒸发产生蒸汽的有效排出，所述第一排气口26设置于所述蒸发室22，所述第一排气口26为多个，多个所述第一排气口26间隔设置于多个所述降膜蒸发组件27之间，即多个所述第一排气口26一一对应地设置在多个所述第二腔室221中。

所述第一排气口26位于所述蒸发室22的顶部侧壁，所述出料口28位于所述蒸发室22的底部侧壁。

如图3所示，所述进料管23为多个，多个所述进料管23沿一水平面并排设置，多个所述进料管23间隔设置于多个所述降膜蒸发组件27之间，即多个所述进料管23一一对应地设置在多个所述第一腔室211中，所述进料管23上设置有多个布水装置24，所述布水装置24包括分流管241和出料喷头242，所述分流管241连接于所述进料管23的底部，所述出料喷头242连接于所述分流管241的径向上，且所述出料喷头242朝向所述降膜蒸发板271的外板面。

具体的，单个所述布水装置24包括单个分流管241和多个出料喷头242，所述分流管241延伸至相邻两个降膜蒸发组件27之间或延伸至单个降膜蒸发组件27的侧面，多个出料喷头242分别朝向所述降膜蒸发板271的外板面。

通过设置多个进料管23和布水装置24，能够提高料液在不同降膜蒸发组件27上的分散均匀性。

所述进料管23包括引入管段231和布料管段232，所述引入管段231穿过所述进料蒸发腔2的侧壁，所述引入管段231位于所述进料蒸发腔2外部的一端为进料口，所述布料管段232位于所述进料蒸发腔2内部，所述布料管段232位于所述引入管段231的延伸方向，且所述引入管段231与所述布料管段232通过法兰连接。

所述进料蒸发腔2中设置有用于支撑所述进料管23的支撑件。

所述进料管23与所述降膜蒸发组件27相平行。

在一实施例中，所述进料蒸发腔2的两侧内壁上分别设置有第一卡槽6和第二卡槽7，所述降膜蒸发组件27的两侧分别卡合在所述第一卡槽6和所述第二卡槽7中。

通过所述第一卡槽6和所述第二卡槽7能够方便对所述降膜蒸发组件27进行固定和安装，需要说明的是，在其他实施例中，所述降膜蒸发组件27还可通过其他安装方式固定，具体的，可以是螺栓连接、螺钉连接和焊接等。

如图1所示，在一实施例中，所述排放腔3还设置有用于气体导出的第二排气口32。

由于用于加热的蒸汽中可能混杂有氮气、氧气等其他非水蒸气，同时加热的蒸汽也存在未冷凝部分，设置有第二排气口32用于非水蒸气和残留蒸汽的排出。

在一实施例中，所述第一排气口26连接有负压装置，通过负压装置以降低所述蒸发室22中的气压，从而降低料液沸点，提高降膜蒸发效果。

具体的，所述负压装置可采用真空泵。

在一实施例中，所述板壳式降膜蒸发器为金属罐体。

具体的，所述板壳式降膜蒸发器为长方形箱体式结构，所述板壳式降膜蒸发器的壳体采用碳钢壳体，所述降膜蒸发板271为碳钢或耐腐蚀合金钢，如316L，SS22053，TA2等。所述降膜蒸发板271的厚度为0.5～1.0mm。

在一实施例中，在所述降膜蒸发组件27中，两个所述降膜蒸发板271的板间距为8～15mm，优选为10mm。

需要说明的是，本领域技术人员也可根据需要对所述降膜蒸发板271的板间距进行调整。

在更优选的实施例中，为避免所述板壳式降膜蒸发器的热量散失，所述板壳式降膜蒸发器的外壁和/或内壁上覆盖有保温层(未图示)。所述保温层可采用保温涂层、真空夹套、泡沫层等。

所述板壳式降膜蒸发器的内壁上涂覆有耐腐蚀涂层，如玻璃钢/纳米陶瓷涂层等，优选耐温性耐腐蚀性好的纳米陶瓷涂层材料进行防腐处理，特制涂层可以耐受高真空条件，耐中等以下强酸性水溶液腐蚀，耐无机盐水溶液腐蚀，耐高温达到250℃，耐低温达到-60℃。

实施例：被蒸发物料为含氯化钠12％，COD22000mg/L，pH3.5的中等污染度废水，采用温度105℃的二次蒸汽为加热源，进料量5m³/h，蒸发腔压力49Kpa，进料温度85℃。原用石墨管降膜蒸发器，换热面积60m²，单程蒸发体积减量25％。改用本发明板壳式降膜蒸发器，换热面积为20m²，同比条件下，单程蒸发体积减量为40％，蒸发效能提高60％。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。