一种布液装置及降膜蒸发器的制作方法

1.本实用新型属于降膜蒸发器技术领域，具体涉及一种布液装置及降膜蒸发器。


背景技术：

2.在煤化工的高盐废水净化处理过程中一般会采用降膜蒸发器可对溶液进行蒸发浓缩，从而得到煤化工水中的盐，常见的降膜蒸发是将原液自降膜蒸发器的加热部分加入，并在内直接通入蒸汽，从而使原液沿蒸发器内壁呈均匀膜状流下。在原液流下过程中，随着蒸汽温度的升高使得液膜温度升高、达到沸点、产生蒸发，从而达到煤化工废水净化、提盐等一系列操作。但现有的降膜蒸发器的布液器往往采用中空式设计，降膜蒸发管也往往采用直管设计这样做一定程度上节约了建设成本，但是这种常规设计经常会出现原液不均匀地分布在蒸发管内壁的情况，从而导致内成膜效果差，料液严重时甚至出现“干壁”现象，从而影响蒸发效果。


技术实现要素：

3.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种布液装置及降膜蒸发器，这种结构能够将原液均匀分布蒸发管中，成膜稳定，可获得很好的蒸发效果。
4.一种布液装置，包括用于承接液体并将液体进行分散的承液部和用于使来自于承液部的分散后的液体成膜的布液罩，所述布液罩呈球台形，其中，下底面的面积大于上底面的面积，且下底面与上底面在球心的一侧；所述布液罩的上底面与承液部固定连接；
5.所述布液罩的外壁上自上底面到下底面设置有若干个凸起的用于为液体引流成膜的引流部；若干个引流部整体呈散射状；相邻两个引流部之间的球面为布液区。
6.这种布液装置在使用时，承液部位于布液罩的上方；当外界向承液部施加待蒸发原液后，液体在自身重力作用下，自承液部的侧壁流向引流部，由于引流部为高出布液罩外壁的结构，因而速度相对较大的流体会继续沿引流部向前运动，同时，速度相对较小的流体会流向引流部两侧的布液罩，从而进入布液区，由布液区向下流动后的液体能够形成相对均匀的薄膜。
7.在此基础上，所述引流部在远离布液罩的一侧形成有起始于布液罩的上底面边缘且向下底面延伸的第一引流面和与第一引流面相接且向下底面延伸的第二引流面；若干个所述的引流部仅在第一引流面的起始端相接并共同围成布液罩的上底面边缘。
8.其中，所述第一引流面和第二引流面均为平面，所述第一引流面与下底面的夹角小于等于第二引流面与下底面的夹角。
9.上述这种布液装置的结构使引流部一共起到两次引流作用，第一次引流过程为：液体经过承液部的侧壁全部分散到不同的第一引流面上，形成较薄的液膜，液体沿第一引流面流动的同时还向两侧的引流侧壁上分散，从而进入布液区，进一步降低液膜厚度；第二次引流过程为：第一引流面上仍有部分流速较大的液体，这部分液体进入第二引流面，液体沿第二引流面流动的同时也向两侧的引流侧壁上分散，从而进入布液区，通过两次引流，能
够使液体分布更加均匀。
10.此外，向布液装置内施加液体时，液体的流速通常比较快，第一引流面比较平缓可以相对的使液体在第一引流面滞留更长的时间，此时液体流量将大，也可以将更多的液体进行分散；而从第一引流面飞出的液体滑落在第二引流面上，从而可以对液体到缓冲作用，从而使这部分速度过快的液体在第二引流面上向两侧更为分散。
11.在此基础上，所述第一引流面靠近承液部一端的宽度大于靠近第二引流面一端的宽度。当液体从承液部处向下流动时，液体集中，第一引流面较宽能够使更多的液体分散布液。
12.一种降膜蒸发器，包括蒸发管，还包括设置于所述蒸发管内的上述的布液装置。
13.具体的，所述蒸发管包括布液管体、加热管体以及用于连接布液管体和加热管体的连接管体；所述布液管体设置于加热管体的上方，所述布液管体的直径小于加热管体直径。其中，所述布液装置的下底面安装于加热管体和连接管体的交界处。
14.本实用新型的布液装置设置在加热管体以上，也就是液体飞溅只能溅到布液管体或者连接管体的内壁上，由于连接管体上下变径，液体沿管壁向下流动的速度比直筒壁的液体直接流动的速度慢，那么同一时间在连接管体的内壁上能够汇聚更多的液体，这部分液体向下运动的同时还会向两侧分散，沿连接管体的内壁缓慢流下，从而起到一定的布液效果。
15.将布液装置设置于蒸发管内固定的方式有很多，作为一种具体方案，所述蒸发管的内壁上设置有若干个用于固定布液装置的安装凸起，所述布液罩的下底面上设置有与安装凸起配合使用的安装槽。所述安装凸起整体呈“l”型，包括与蒸发管内壁固定连接的固定臂和与安装槽卡接的安装臂。这种结构及连接方式可以随时拿取或者放置布液装置，便于布液装置的清洗，同时，安装布液装置的时候能够准确定位，防止液体对布液装置的冲击，以避免布液装置转动或移位。
16.在此基础上，所述安装槽设置于引流部所在位置。如果安装槽设置在布液区处，安装凸起会把已经引流部分散后较均匀的液膜进行再次分液，导致液体成股流下；待蒸发原液经过引流部时的绝大多数液体已经被均匀分布到两侧的布液区，只有极少数的液体会由引流部进入到蒸发管内，将安装槽设在引流部位置处的安装方式可以对液体成膜的影响降到最小。
17.本实用新型的有益之处在于：这种布液装置经过两次引流能够使液体形成均为均匀的液膜，且液膜厚度相对较小；这种蒸发管通过对管体的改进，避免了飞溅的液体直接在蒸发管内成股流下；将该布液装置设置于蒸发管内，能够使液体在蒸发管管壁上形成的液膜更为均匀，并且成膜稳定。
附图说明
18.图1为实施例1中所述的布液装置的立体结构示意；
19.图2为实施例1中所述的布液装置的主视结构示意图；
20.图3为实施例2中所述的降膜蒸发器的结构示意图；
21.图4为实施例2中所述的降膜蒸发器的剖面结构示意图；
22.图5为实施例2中所述的布液装置的仰视视角的结构示意图。
具体实施方式
23.在本实用新型中所使用的术语，除非有另外说明，一般具有本领域普通技术人员通常理解的含义。
24.下面结合具体实施例，并参照数据进一步详细的描述本实用新型。以下实施例只是为了举例说明本实用新型，而非以任何方式限制本实用新型的范围。
25.实施例1
26.如图1和图2所示，一种布液装置，包括用于承接液体并将液体进行分散的承液部1-1和用于使来自于承液部1-1的分散后的液体成膜的布液罩1-2，所述布液罩1-2呈球台形，其中，下底面的面积大于上底面的面积，且下底面与上底面在球心的一侧；所述布液罩1-2的上底面与承液部1-1固定连接；
27.所述布液罩1-2的外壁上自上底面到下底面设置有若干个凸起的用于为液体引流成膜的引流部1-3；若干个引流部1-3整体呈散射状；相邻两个引流部1-3之间的球面为布液区1-4。
28.其中，承液部1-1的形状可以有很多，只需要满足能够承接液体并将液体分散到布液罩1-1上即可，比如可以采用圆柱、圆台或者侧壁向内凹陷呈一定弧度的圆台等形状均可，所述承液部1-1的下底面与布液罩1-2的上底面端面大小一致，从而使承液部1-1上的液体完全流入布液罩1-2。除此之外，所述承液部1-1和布液罩1-2均可以为实体结构，也可以为空心结构，优选的，本实用新型中的承液部1-1和布液罩1-2均为实体结构，实体结构重量相对较重、用料多，但是不易损坏变形，便于清洗。
29.布液装置在使用状态时，承液部1-1位于布液罩1-2的上方；当外界向承液部1-1施加待蒸发原液后，液体在自身重力作用下，自承液部1-1的侧壁流向引流部1-3，由于引流部1-3为高出布液罩1-2外壁的结构，因而速度相对较大的流体会继续沿引流部1-3向前运动，同时，速度相对较小的流体会流向引流部1-3两侧的布液罩1-2，从而进入布液区1-4，由布液区1-4向下流动后的液体能够形成相对均匀的薄膜。本段中的“上”、“下”方向指的是在使用状态时，自然界中的上下两个方向，也就是图2中的上下方向。
30.其中，这种外界施加的待蒸发原液可以是匀匀向承液部1-1各个方向施加的，也可以是集中向承液部1-1的某个方向施加的。
31.为了使布液装置的布液效果更好，如图1和图2所示，作为一种具体的方案，所述引流部1-3在远离布液罩1-2的一侧形成有起始于布液罩1-2的上底面边缘且向下底面延伸的第一引流面1-31和与第一引流面1-31相接且向下底面延伸的第二引流面1-32；若干个所述的引流部1-3仅在第一引流面1-31的起始端相接并共同围成布液罩1-2的上底面边缘。其中，所述第一引流面1-31和第二引流面1-32均为平面，所述引流部1-3在第一引流面1-31和第二引流面1-32两侧形成有引流侧壁1-33，所述引流侧壁1-33为向远离布液罩1-2侧壁方向凸起的弧面。这种结构一方面便于加工，所述第一引流面1-31和第二引流面1-32均可以通过对凸起的引流部1-3进行切削获得；另一方面，所述引流侧壁1-33能够使液体从壁面上缓慢落入布液区1-4，使液体能够更好的成膜。
32.上述这种布液装置的结构使引流部1-3一共起到两次引流作用，第一次引流过程为：液体经过承液部1-1的侧壁全部分散到不同的第一引流面1-31上，形成较薄的液膜，液体沿第一引流面1-31流动的同时还向两侧的引流侧壁1-33上分散，从而进入布液区1-4，进
一步降低液膜厚度；第二次引流过程为：第一引流面1-31上仍有部分流速较大的液体，这部分液体进入第二引流面1-32，液体沿第二引流面1-32流动的同时也向两侧的引流侧壁1-33上分散，从而进入布液区1-4，通过两次引流，能够使液体分布更加均匀。
33.在此基础上，所述第一引流面1-31与下底面的夹角小于等于第二引流面1-32与下底面的夹角。由于向布液装置内施加液体时，液体的流速通常比较快，第一引流面1-31比较平缓可以相对的使液体在第一引流面1-31滞留更长的时间，此时液体流量将大，也可以将更多的液体进行分散；而第一引流面1-31和第二引流面1-32夹角不同，从第一引流面1-31飞出的液体滑落在第二引流面1-32上，从而可以对液体到缓冲作用，从而使这部分速度过快的液体在第二引流面1-32上向两侧更为分散。
34.在此基础上，所述第一引流面1-31靠近承液部1-1一端的宽度大于靠近第二引流面1-32一端的宽度。这是因为当液体从承液部1-1处向下流动时，液体集中，第一引流面1-31较宽能够使更多的液体分散布液，而进入第二引流面1-32的为部分速度较快的液体，流量小于进入第一引流面1-31的液体流量，所以，第二引流面1-32宽度较小可以将少量液体汇聚，集中引流的同时将其向两侧分散。
35.实施例2
36.如图3所示，一种降膜蒸发器，包括蒸发管2以及设置于所述蒸发管2内的实施例1中所述的布液装置。该布液装置能够使蒸发管内壁上形成均匀膜，防止因为蒸发管倾斜等原因导致的液体积聚。
37.具体的，所述蒸发管2包括布液管体2-1、加热管体2-2以及用于连接布液管体2-1和加热管体2-2的连接管体2-3；所述布液管体2-1设置于加热管体2-2的上方，所述布液管体2-1的直径小于加热管体2-2直径。其中，所述布液装置可以设置于布液管体2-1和/或连接管体2-3内。优选的，本实施例中，所述布液装置的下底面安装于加热管体2-2和连接管体2-3的交界处。此处的直径指的是管体内径。
38.若蒸发管2为上下等径的直筒管，当蒸发管2内液体在进液时的流速过快，那么会有少量的液体不经过布液装置的布液就直接溅到蒸发管的管壁上，这部分液体会沿管壁直接成股流下，就会造成布液不均；而本实用新型的这种蒸发管就很好的解决了这种问题：由于布液装置设置在加热管体2-2以上，也就是液体飞溅只能溅到布液管体2-1或者连接管体2-3的内壁上，由于连接管体2-3上下变径，液体沿管壁向下流动的速度比直筒壁的液体直接流动的速度慢，那么同一时间在连接管体2-3的内壁上能够汇聚更多的液体，这部分液体向下运动的同时还会向两侧分散，沿连接管体2-3的内壁缓慢流下，从而起到一定的布液效果。
39.将布液装置设置于蒸发管2内固定的方式有很多，这里给出一种具体的方案，如图4和图5所示，所述蒸发管2的内壁上设置有若干个用于固定布液装置的安装凸起2-4，所述布液罩1-2的下底面上设置有与安装凸起2-4配合使用的安装槽1-5。其中，所述安装凸起2-4整体呈“l”形，包括与蒸发管2内壁固定连接的固定臂2-41和与布液罩1-2连接的安装臂2-42，安装臂2-42卡接于安装槽1-5内时，布液装置固定于蒸发管2内。安装时，可以从蒸发管2底部向上微微倾斜布液装置进行安装。这种结构及连接方式可以随时拿取或者放置布液装置，便于布液装置的清洗，同时，安装布液装置的时候能够准确定位，防止液体对布液装置的冲击，以避免布液装置转动或移位。
40.在此基础上，如图5所示，所述安装槽1-5设置于引流部1-3所在位置。如果安装槽1-5设置在布液区1-4处，安装凸起2-4会把已经引流部1-3分散后较均匀的液膜进行再次分液，导致液体成股流下；待蒸发原液经过引流部1-3时的绝大多数液体已经被均匀分布到两侧的布液区1-4，只有极少数的液体会由引流部1-3进入到蒸发管2内，将安装槽1-5设在引流部1-3位置处的安装方式可以对液体成膜的影响降到最小。
41.此外，由加热管体2-2加热后蒸发的气体在蒸发管2内上升，作用于蒸发管2内壁上成膜的液体上，加快了蒸发效率。并且，由于本实用新型中加热管体2-2的内径大于布液管体2-1的内径，且在二者之间布置有布液装置，因此，蒸发的气体不易溢出蒸发管，从而提高蒸发管内热能的利用率。
42.这种降膜蒸发器应用于化工、石油、海水淡化以及食品医药等领域，上述部件的结构及连接方式为本实用新型意欲保护的方案，关于降膜蒸发器中其他部件不再赘述。
43.以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例。但是凡是未脱离本实用新型技术方案内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。