一种降膜蒸发器的制作方法

文档序号:5008391阅读:664来源:国知局
专利名称:一种降膜蒸发器的制作方法
技术领域
本实用新型涉及带有竖直短管的蒸发器。
传统的降膜蒸发器是在进料室的下部设有长达数米的蒸发管,在蒸发管的周围通有加热流体给物料液加热,在蒸发管的入口处安装有液体分布器以使得物料液沿蒸发管内壁顺利下泻成膜,在蒸发管的下部出口处设计有气液分离室以进行最后的气液分离。这种设计固然可以实现溶剂蒸发,但同时也存在严重的缺陷;即在蒸发管直径一定的条件下,当蒸发管长度超过一定数值时,蒸发效率接近某一恒定值,而不再随蒸发管长度增加而增加。因此,当使用这种传统的降膜蒸发器进行高沸点物质的溶剂蒸发时,一次蒸发操作产物的固含量往往达不到预定要求。必须对物料液实行多次循环蒸发才能达到要求。这无异于降低了设备使用效率,延长了物料受热时间,同时也降低了产品质量。
本实用新型的目的是对传统降膜蒸发器进行改进,提供一种蒸发效率高,相对蒸发时间短的降膜蒸发器。
传统降膜蒸发器存在缺陷的实质原因是,蒸发管内溶剂的蒸气压不可能无限提高,因而在蒸发管直径一定的条件下,溶剂的蒸发效率接近常数,而与蒸发管长度无关。所以,为了提高溶剂的一次去除率,单纯依靠加长蒸发管的长度是难以奏效的,关键在于及时将蒸发管内的溶剂蒸气导出,以降低蒸发管内的溶剂蒸气压,使得溶剂能够进一步蒸发。
鉴于上述理由,本实用新型的技术方案是整台降膜蒸发器由多个结构相同的蒸发段和气液分离室以及进料室和物料出口构成;降膜蒸发器最上端为进料室,并与第一段蒸发管连通,每一蒸发段内,蒸发管顶端入口处安装有液体分布器,下端与气液分离室连通;气液分离室同时与下一段蒸发管连通;每一个气液分离室设计有溶剂蒸气出口;每段蒸发管外有加热夹套;最下面一个气液分离室的下端连接物料出口。
对于各蒸发段之间,段内的蒸发管的长度、直径和数量可以相同,也可以不相同。具体情况应视工艺要求而定。一般说来,每一段蒸发管的长度和直径与被蒸发的溶剂的沸点,该蒸发段的起始物料浓度、物料与溶剂的沸点差、加热时采用的温度梯度的大小等因素有关;一般其长度在200-4000mm之间,其直径在10-100mm之间,蒸发管的长度比传统降膜蒸发器的蒸发管要短得多。传统降膜蒸发器的蒸发管长径比为100~250,而本实用新型的蒸发管长径比为20~50,其长径比大大减小。蒸发管的数量则主要取决于物料的起始浓度和生产能力等因素。从上至下蒸发管的数量可以逐渐减少,其直径也可逐渐缩小以满足工艺要求。此外,气液分离室的结构和尺寸随工艺要求的不同也存在着很多的变化形式。气液分离室可以设置在蒸发段的正下方,使整台设备的上下部分沿同一纵向轴线分布;也可以设置在蒸发段的侧下方,使得整台设备的上下部分沿不同的纵向轴线分布。每一段气液分离室的直径和大小应根据该蒸发段的蒸发量和分离量来确定。整台设备所应包含的蒸发段的数量则应根据物料液的初始浓度和最终的蒸发工艺要求来确定。由于制造方面的原因,蒸发段的数量不宜分割太多,一般以2-10段为宜。当生产量较小时,上述结构参数也可以不作变动。
使用本实用新型提供的降膜蒸发器,能提高蒸发效率,相对缩短蒸发时间,一次减压蒸馏即可达到较高的固含量。
下面结合实施例及其附图详细说明本实用新型的结构。


图1是一种生产能力较小的带有多级气液分离室的降膜蒸发器的结构示意图。
降膜蒸发器为一塔状设备。其上部为进料室1,被蒸馏的物料从进料室入口2进入降膜蒸发器,在液体分布器3的作用下沿蒸发管4内壁成膜状下泻,进入第一个蒸发段5。加热流体从加热流体入口6进入加热夹套7,与蒸发管4内的物料进行热交换,溶剂在蒸发管内被蒸发。在蒸发管4的下端有气液分离室8,溶剂蒸气从蒸气出口9被抽出,未被蒸发气化的溶剂和不能气化的高沸点物料则进入下一个结构相同的蒸发段继续气化分离。如此重复进行,直至进入最后一级蒸发段和最后一级气液分离室。至此,被蒸馏的物料液中所含有的大量溶剂已经被蒸发分离,剩余的物料液中固含量可以达到要求,从物料出口10收集。加热流体出口11与下一蒸发段的加热流体入口12连通,各段蒸气出口连通在一起可回收溶剂。为简明起见,图中只画出一根蒸发管示意,蒸发段的数量也只是示意。
使用本实用新型对初始固含量为20%的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯进行减压蒸馏,其蒸发管内径20mm,总蒸发管长度为2300mm,分为三段,各段长度依次为500mm,800mm,1000mm,其长径比分别为25、40、50,进行一次减压蒸馏后,产物的固含量可达97%。而在相同蒸发管内径和相同总管长的传统降膜蒸发器中进行一次减压蒸馏后,固含量仅为80%。
权利要求1.一种降膜蒸气器,包括进料室(1),蒸发段(5)和物料出口(10),蒸发段(5)由蒸发管(4)、液体分布器(3)和加热夹套(7)构成,其特征在于整个降膜蒸发器由多个结构相同的蒸发段(5)和气液分离室(8)以及进料室(1)和物料出口(10)构成;降膜蒸发器最上端为进料室(1),并与第一段蒸发管(4)连通,每一蒸发段内,蒸发管(4)顶端入口处安装有液体分布器(3),下端与气液分离室(8)连通;每一个气液分离室(8)与下一段的蒸发管连通,每一气液分离室设计有溶剂蒸气出口(9),每一段蒸发管外有加热夹套(7),最下面一个气液分离室的下端连接物料出口。
2.根据权利要求1所述的降膜蒸发器,其特征在于各段蒸发管(4)的长度为200~4000mmm,直径为10~100mm。
3.根据权利要求1所述的的降膜蒸发器,其特征在于蒸发管(4)的长径比为20~50。
4.根据权利要求1所述的降膜蒸发器,其特征在于各蒸发段(5)间蒸发管(4)的数量不同。
专利摘要本实用新型提供了一种降膜蒸发器,它是多个结构相同的蒸发段和气液分离室以及进料室和物料出口构成,气液分离室设计有溶剂蒸气出口,蒸发管的长比为20~50。使用本实用新型提供的降膜蒸发器,能提高蒸发效率,相对缩短蒸发时间,一次减压蒸馏达到的固含量比具有同样规格蒸发管的传统降膜蒸发器所达到的固含量要高得多。
文档编号B01D1/22GK2205231SQ94238490
公开日1995年8月16日 申请日期1994年11月1日 优先权日1994年6月28日
发明者王辉明 申请人:湖南大学
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