集成两种换热结构的MVR蒸发器的制作方法

本技术涉及蒸发结晶设备，特别是一种集成两种换热结构的mvr蒸发器。

背景技术：

1、mvr蒸发器是一种主要应用于化工行业的高效节能蒸发设备。目前，现有的mvr蒸发器包括换热结构外置式和换热结构内置式这两类，这两类mvr蒸发器的结构可参看公开号为cn110801638a的发明专利(防堵防结垢的蒸发结晶器及蒸发结晶方法)。

2、换热结构外置式的mvr蒸发器包括蒸发结晶器、换热器、循环泵和蒸汽压缩机。蒸发结晶器上端设有二次蒸汽出口，侧壁上从上至下分别设有原液入口、清液出口及出料口。换热器为列管式换热器或板式换热器。蒸发结晶器的二次蒸汽出口、蒸汽压缩机、换热器依次通过管道连通，称为蒸汽路径。蒸发结晶器的清液出口、循环泵、换热器、蒸发结晶器的原液入口依次通过管道连通成为闭合环路，称为原液路径。

3、换热结构外置式的mvr蒸发器优点在于：由于原液是在换热器内部的管腔中流通，因此管道外壁面均为换热面，在换热器外壳内部，管道/管腔通常以较高的密度进行布置，因此换热面积较大，换热效率较高。

4、换热结构外置式的mvr蒸发器缺点在于：当蒸发结晶器内的原液被浓缩至接近饱和浓度时，会产生大量细小的结晶体，这些结晶体与原液混合形成晶浆，晶浆流经换热器的内部管腔时，很容易在换热器内部的管腔壁上结晶和结垢，进而堵塞换热器的内部管腔，造成mvr蒸发器无法正常使用。

5、换热结构内置式的mvr蒸发器包括蒸发结晶室及压缩机；蒸发结晶室的内腔中设有换热管和搅拌装置，换热管的两端分别伸出蒸发结晶室b的内腔而形成蒸汽入口和汽液出口，蒸发结晶室上端设有原液进口和二次蒸汽出口，蒸发结晶器下端设有排料口；压缩机的进气口和出气口分别与二次蒸汽出口和蒸汽入口连通，而形成蒸汽路径。

6、换热结构内置式的mvr蒸发器优点在于：将换热管安置在蒸发结晶室内，换热管内仅有蒸汽流通，原液均处在蒸发结晶室的内壁与换热管的外壁之间，从而使换热管内不会产生结垢和结晶现象；换热管外壁或蒸发结晶室内壁上若产生结垢和结晶，仅需打开蒸发结晶室b的上盖板，用清水冲洗或清水溶解或原液溶解即可，清理很方便。

7、换热结构内置式的mvr蒸发器缺点在于：其换热管为螺旋形的盘管，并且，为了预留搅拌装置的安装空间，以及保证原液的流动性，换热管在蒸发结晶室内显然无法布置呈高密度，这就导致换热面积较小，换热效率较低。然而，若采用多个蒸发结晶室并联布置以期弥补换热面积的不足，又会大幅增加前期投入成本和后期维护成本，得不偿失。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术的不足，而提供一种集成两种换热结构的mvr蒸发器，它糅合了现有的换热结构内置式和换热结构外置式的mvr蒸发器的优点，解决了现有的mvr蒸发器无法兼顾换热效率高和结晶结垢易清理的问题。

2、本实用新型的技术方案是：集成两种换热结构的mvr蒸发器，包括蒸发浓缩器、蒸汽压缩机、内置式换热组件和外置式换热组件；

3、蒸发浓缩器上端设有二次蒸汽出口a，蒸发浓缩器侧壁上设有原液入口、循环液出口及浓缩液出口；蒸汽压缩机的进汽端连通至蒸发浓缩器的二次蒸汽出口a；

4、外置式换热组件包括换热器和循环泵；换热器内部设有管腔和壳腔，换热器外部设有连通至管腔的管腔入口和管腔出口，管腔入口与蒸发浓缩器的循环液出口连通，管腔出口与蒸发浓缩器的原液入口连通，换热器外部设有连通至壳腔的壳腔入口和壳腔出口，壳腔入口与蒸汽压缩机的排汽端连通，壳腔出口与大气连通以排放冷凝水；循环泵设在换热器的管腔入口与蒸发浓缩器的循环液出口之间；

5、内置式换热组件包括蒸发结晶器和送液泵；蒸发结晶器的内腔中设有换热管和搅拌装置，换热管的两端分别伸出在蒸发结晶器外部而形成蒸汽入口和汽液出口，蒸汽入口与蒸汽压缩机的排汽端连通，汽液出口连通至大气以排放冷凝水，蒸发结晶器上端设有原液进口和二次蒸汽出口b，原液进口连通至蒸发浓缩器的浓缩液出口，二次蒸汽出口b连通至蒸汽压缩机的进汽端，蒸发结晶器下端设有排料口；送液泵设在蒸发浓缩器的浓缩液出口与蒸发结晶器的原液进口之间。

6、本实用新型进一步的技术方案是：换热器为板式换热器。

7、本实用新型进一步的技术方案是：换热器为列管式换热器。

8、本实用新型再进一步的技术方案是：蒸发结晶器的数量为两个或两个以上；所有的蒸发结晶器均采用并联布置，每个蒸发结晶器的二次蒸汽出口b均连通至蒸汽压缩机的进汽端，每个换热管的蒸汽入口均连通至蒸汽压缩机的排汽端。

9、本实用新型更进一步的技术方案是：换热管为螺旋形盘管；搅拌装置包括电机、转轴和桨叶；电机固定安装在蒸发结晶器上端，其机轴竖直向下伸出；转轴呈竖直布置，其上端通过联轴器固定连接在电机的机轴上；桨叶固定连接在转轴下端，并位于换热管下端。

10、本实用新型与现有技术相比具有如下优点：

11、1、其集成了现有的换热结构内置式和换热结构外置式的mvr蒸发器的优点，兼顾了结晶结垢易清理和较高换热效率，尤其适用于高温结晶产品(例如一水硫酸锌、一水硫酸锰)的制备。当原液未达到饱和浓度时，仅在蒸发浓缩器与板式换热器/列管式换热器之间循环流动，借助板式换热器/列管式换热器换热面积大的特点，对原液进行高效的加热和浓缩。当原液接近或达到饱和浓度时，则从蒸发浓缩器输入蒸发结晶器，在蒸发结晶器内进一步的浓缩结晶，最后排出含有结晶体的晶浆液。

12、2、在蒸发结晶器内部，蒸汽在换热管内流通，原液在换热管外流动，从而使换热管内不会产生结垢、结晶现象，也就不会因结垢、结晶堵塞管道而影响整个蒸发结晶器的正常运行。

13、3、在蒸发结晶器内部，换热管外壁上若产生结垢、结晶，仅需打开蒸发结晶器的上盖板，用清水冲洗或清水溶解或原液溶解即可去除换热管外壁上的结垢、结晶，清理很方便。

14、4、在蒸发结晶器内部，搅拌装置可起到防止原液中的结晶沉淀、加速原液流动、增加换热管的总传热系数、降低换热管外壁上的结垢、结晶速度的效果。

15、以下结合图和实施例对本实用新型作进一步描述。

技术特征：

1.集成两种换热结构的mvr蒸发器，其特征是：包括蒸发浓缩器、蒸汽压缩机、内置式换热组件和外置式换热组件；

2.如权利要求1所述的集成两种换热结构的mvr蒸发器，其特征是：换热器为板式换热器。

3.如权利要求1所述的集成两种换热结构的mvr蒸发器，其特征是：换热器为列管式换热器。

4.如权利要求2或3所述的集成两种换热结构的mvr蒸发器，其特征是：蒸发结晶器的数量为两个或两个以上；所有的蒸发结晶器均采用并联布置，每个蒸发结晶器的二次蒸汽出口b均连通至蒸汽压缩机的进汽端，每个换热管的蒸汽入口均连通至蒸汽压缩机的排汽端。

5.如权利要求4所述的集成两种换热结构的mvr蒸发器，其特征是：换热管为螺旋形盘管；搅拌装置包括电机、转轴和桨叶；电机固定安装在蒸发结晶器上端，其机轴竖直向下伸出；转轴呈竖直布置，其上端通过联轴器固定连接在电机的机轴上；桨叶固定连接在转轴下端，并位于换热管下端。

技术总结
集成两种换热结构的MVR蒸发器，包括蒸发浓缩器、蒸汽压缩机、内置式换热组件和外置式换热组件；外置式换热组件包括换热器和循环泵；循环泵设在换热器的管腔入口与蒸发浓缩器的循环液出口之间；内置式换热组件包括蒸发结晶器和送液泵；蒸发结晶器的内腔中设有换热管和搅拌装置，送液泵设在蒸发浓缩器的浓缩液出口与蒸发结晶器的原液进口之间。本技术集成了换热结构内置式和换热结构外置式的MVR蒸发器的优点。当原液未达到饱和浓度时，仅在蒸发浓缩器与换热器之间循环流动，借助换热器换热面积大的特点，对原液进行高效的加热和浓缩。当原液接近或达到饱和浓度时，则从蒸发浓缩器输入蒸发结晶器，在蒸发结晶器内进一步的浓缩结晶。

技术研发人员：刘文龙
受保护的技术使用者：刘文龙
技术研发日：20230417
技术公布日：2024/1/13