一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置的制作方法

本發(fā)明涉及一種蒸發(fā)裝置，更具體說(shuō)，它涉及一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，尤其涉及化工、制藥、輕工、環(huán)保和生物能源生產(chǎn)過(guò)程中高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置。

背景技術(shù)：

在化工、制藥、輕工、環(huán)保和生物能源生產(chǎn)過(guò)程中，醫(yī)藥中間體、保健品、含不飽和鍵的生物柴油、甘油、植物重油等高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)過(guò)程是一個(gè)涉及高溫（溫度在200-300℃之間）、真空的單元操作過(guò)程。因此，要求蒸發(fā)設(shè)備具有蒸發(fā)能力高、能耗低、不易結(jié)垢的特點(diǎn)，同時(shí)保證高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料蒸發(fā)過(guò)程中不發(fā)生變性與分解。然而，現(xiàn)有的外循環(huán)蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器、多效蒸發(fā)器等蒸發(fā)裝置在高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)過(guò)程中存在物料在蒸發(fā)器內(nèi)停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)和分布不均勻的問(wèn)題，不時(shí)出現(xiàn)蒸發(fā)管壁物料分布不均勻、局部干壁、部分結(jié)焦等現(xiàn)象，使得高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料產(chǎn)品質(zhì)量得不到保證。在物料蒸發(fā)前，高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料因管內(nèi)液體流速過(guò)小或循環(huán)使停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起物料結(jié)焦分解。在物料進(jìn)入蒸發(fā)器后，前期高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料因蒸發(fā)的汽量過(guò)小使液體不能均勻成膜分布到管壁而導(dǎo)致停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、物料結(jié)焦分解；后期高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料因蒸發(fā)的汽量過(guò)大使液體大量霧化而形成局部干壁、物料結(jié)焦分解。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用變徑升膜和降膜蒸發(fā)器，使汽液在蒸發(fā)管內(nèi)從開(kāi)始到結(jié)束處于適宜的流速范圍，達(dá)到傳熱速率高、管內(nèi)不干壁、汽液在蒸發(fā)器內(nèi)停留時(shí)間短而均勻的目的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，實(shí)現(xiàn)高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料在蒸發(fā)管壁的均勻成膜分布與穩(wěn)定蒸發(fā)，滿(mǎn)足化工、制藥、輕工、環(huán)保和生物能源的生產(chǎn)需求。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，包括進(jìn)料泵，其特征在于進(jìn)料泵出料口連接升膜式變徑蒸發(fā)器下端的升膜式變徑蒸發(fā)器進(jìn)口，升膜式變徑蒸發(fā)器上端的升膜式變徑蒸發(fā)器出口連接降膜式變徑蒸發(fā)器上端的降膜式變徑蒸發(fā)器進(jìn)口，降膜式變徑蒸發(fā)器下端的降膜式變徑蒸發(fā)器出口連接汽液分離罐上端的汽液分離罐進(jìn)口，高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料在該蒸發(fā)裝置以先上后下的流程進(jìn)行蒸發(fā)，汽液分離罐上端還設(shè)有汽液分離罐蒸汽出口，汽液分離罐下端設(shè)有蒸余物出口，所述降膜式變徑蒸發(fā)器內(nèi)部設(shè)有圓錐型擋板。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于所述升膜式變徑蒸發(fā)器由多層不同直徑的加熱套管組成，加熱套管直徑從下到上逐層增大，加熱套管的層數(shù)是3-10層，每層加熱套管的高度為1-2米，且每層加熱套管均設(shè)有加熱劑進(jìn)口及加熱劑出口。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于升膜式變徑蒸發(fā)器各層加熱套管的加熱劑由第一加熱劑總管進(jìn)口通過(guò)各層加熱套管的加熱劑進(jìn)口并聯(lián)進(jìn)入各加熱套管夾套層，所述升膜式變徑蒸發(fā)器各層加熱套管的加熱劑從各層加熱套管的加熱劑出口經(jīng)第一加熱劑總管出口并聯(lián)流出。所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于每層加熱套管上的加熱劑進(jìn)口及加熱劑出口分別相互串聯(lián)連接。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于所述降膜式變徑蒸發(fā)器由多層不同直徑的加熱套管組成，加熱套管直徑從上到下逐層增大，加熱套管的層數(shù)是3-10層，每層加熱套管的高度為1-2米，且每層加熱套管均設(shè)有加熱劑進(jìn)口及加熱劑出口。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于所述降膜式變徑蒸發(fā)器的每層加熱套管內(nèi)部都設(shè)有圓錐型擋板。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于所述降膜式變徑蒸發(fā)器各層加熱套管的加熱劑由第二加熱劑總管進(jìn)口通過(guò)各層加熱套管的加熱劑進(jìn)口并聯(lián)進(jìn)入各加熱套管夾套層，所述降膜式變徑蒸發(fā)器各層加熱套管的加熱劑從各層加熱套管的加熱劑出口經(jīng)第二加熱劑總管出口并聯(lián)流出。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于降膜式變徑蒸發(fā)器各層加熱套管的加熱劑進(jìn)口及加熱劑出口分別相互串聯(lián)連接。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于所述汽液分離罐為臥式汽液分離罐，汽液分離罐進(jìn)口及汽液分離罐蒸汽出口設(shè)置在汽液分離罐上表面，所述蒸余物出口設(shè)置在汽液分離罐下表面。

所述的一種高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，其特征在于圓錐型擋板的圓錐頂部與對(duì)應(yīng)的每個(gè)加熱套管管口齊平，圓錐型擋板的圓錐頂部中心角為120°。

通過(guò)采用上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下：

1）本發(fā)明采用升膜式變徑蒸發(fā)器對(duì)高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料進(jìn)行初步蒸發(fā)，高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料從升膜式變徑蒸發(fā)器底部進(jìn)入升膜式變徑蒸發(fā)器受熱沸騰后迅速汽化，生成的蒸汽在升膜式變徑蒸發(fā)器內(nèi)以穩(wěn)定的流速迅速上升，物料則被上升的蒸汽帶動(dòng)沿管壁呈膜狀上升并繼續(xù)蒸發(fā)，一方面，從下到上直徑不斷增大的加熱管結(jié)構(gòu)保證了高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料蒸發(fā)前管內(nèi)液體具有較大的流速，避免熱敏性物料因管內(nèi)液體流速過(guò)小使停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起物料結(jié)焦分解；另一方面，從下到上直徑不斷增大的加熱管結(jié)構(gòu)保證了高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料蒸汽在升膜式變徑蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽流速基本不變，不因前期蒸汽量少而蒸汽流速過(guò)小導(dǎo)致管壁上液體成膜不均勻，保證了高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料在升膜式變徑蒸發(fā)器內(nèi)在管壁成膜均勻下蒸發(fā)，避免了因停留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而引起熱敏性物料的變性與分解；

2）本發(fā)明采用降膜式變徑蒸發(fā)器對(duì)高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料進(jìn)一步蒸發(fā)，物料在該蒸發(fā)器內(nèi)經(jīng)過(guò)從上往下的流程，與升膜式變徑蒸發(fā)器的流程方向相反，高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料汽液混合物從降膜式變徑蒸發(fā)器頂部進(jìn)入，未蒸發(fā)的高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料經(jīng)圓錐型擋板分布后在重力和蒸汽作用下沿加熱管壁成膜狀下降并不斷蒸發(fā)，從上到下直徑不斷增大的加熱管結(jié)構(gòu)保證了高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料蒸汽在降膜式變徑蒸發(fā)器內(nèi)蒸汽流速的穩(wěn)定，不因后期蒸汽量大而蒸汽流速過(guò)大導(dǎo)致液體大量霧化形成局部干壁，保證了高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料在降膜式變徑蒸發(fā)器內(nèi)管壁均勻成膜，避免了因局部干壁使蒸發(fā)溫度過(guò)高而引起熱敏性物料的變性與分解；

3）本發(fā)明采用升膜式變徑蒸發(fā)器與降膜式變徑蒸發(fā)器相耦合的蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)，具有停留時(shí)間短、物料在蒸發(fā)管壁流動(dòng)均勻、能耗低、傳熱效率高、不易結(jié)垢等優(yōu)點(diǎn)，適用于常壓和真空體系的蒸發(fā)操作；

4）本發(fā)明采用圓錐型的擋板結(jié)構(gòu)，保證了高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料在降膜式變徑蒸發(fā)器內(nèi)的均勻成膜分布，有利于高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的穩(wěn)定蒸發(fā)，保證蒸發(fā)效率。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中：1-進(jìn)料泵，2-升膜式變徑蒸發(fā)器，201-升膜式變徑蒸發(fā)器進(jìn)口，202-升膜式變徑蒸發(fā)器出口，3-降膜式變徑蒸發(fā)器，301-降膜式變徑蒸發(fā)器出口，302-圓錐型擋板，303-降膜式變徑蒸發(fā)器進(jìn)口，4-汽液分離罐，401-汽液分離罐進(jìn)口，402-汽液分離罐蒸汽出口，403-蒸余物出口；A-加熱劑總管進(jìn)口，B-加熱劑總管出口，C-第二加熱劑總管進(jìn)口，D-第二加熱劑總管出口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅限于此。

如圖1 所示，本發(fā)明的高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料的蒸發(fā)裝置，包括進(jìn)料泵1，進(jìn)料泵1的出料口連接升膜式變徑蒸發(fā)器2下端的升膜式變徑蒸發(fā)器進(jìn)口201，升膜式變徑蒸發(fā)器2上端的升膜式變徑蒸發(fā)器進(jìn)口202連接降膜式變徑蒸發(fā)器3上端的降膜式變徑蒸發(fā)器進(jìn)口303，降膜式變徑蒸發(fā)器3內(nèi)部設(shè)有圓錐型擋板302，降膜式變徑蒸發(fā)器3下端的降膜式變徑蒸發(fā)器出口301連接汽液分離罐4的汽液分離罐進(jìn)口401，汽液分離罐4上端還設(shè)有汽液分離罐蒸汽出口402，汽液分離罐4下端設(shè)有蒸余物出口403，高沸點(diǎn)高粘度熱敏性物料在該蒸發(fā)裝置以先上后下的雙流向流程進(jìn)行蒸發(fā)，解決了傳統(tǒng)技術(shù)中單向蒸的缺點(diǎn)，提高其蒸發(fā)效率。

如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例中，具體的各部件的結(jié)構(gòu)如下：

升膜式變徑蒸發(fā)器2從下到上由4段直徑逐漸變大的加熱套管組成，每段加熱套管高1米，升膜式變徑蒸發(fā)器2的高4米；

降膜式變徑蒸發(fā)器3從上到下由4段直徑逐漸變大的加熱套管組成，每段加熱套管高1米，降膜式變徑蒸發(fā)器3高4米，降膜式變徑蒸發(fā)器3上端加最小加熱套管的直徑與升膜式變徑蒸發(fā)器2上端最大加熱套管直徑相等，并且兩者之間采用等直徑的管道連接；

降膜式變徑蒸發(fā)器3每段變徑加熱套管上端設(shè)置有圓錐型擋板302，且圓錐型擋板302的圓錐頂部與對(duì)應(yīng)的每個(gè)加熱套管管口齊平，圓錐頂部中心角為120°；降膜式變徑蒸發(fā)器3的降膜式變徑蒸發(fā)器出口301與汽液分離罐4的汽液分離罐進(jìn)口401及汽液分離罐蒸汽出口402大小一致，并且都等于降膜式變徑蒸發(fā)器3下端加熱套管的內(nèi)徑。

除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。