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一种靛蓝生产线用液缩合总成及其方法

申请号 CN202410164738.5 申请日 2024-02-05 公开(公告)号 CN117883799A 公开(公告)日 2024-04-16
申请人 山东还原新材料科技有限公司; 发明人 彭良军; 尹应武; 宋志清; 向艳磊;
摘要 本 发明 公开了一种靛蓝生产线用 碱 液缩合总成及其方法,主要涉及靛蓝生产。包括三效 蒸发 装置、与三效蒸发装置连接的预热锅、与预热锅通过管路连接的换热蒸发装置;所述换热蒸发装置底部设置在炉体内,所述换热蒸发装置包括位于换热蒸发装置底端的受热部、换热蒸发装置中端的换热部、换热蒸发装置顶端的进料部,所述进料部顶端设有溢出口。本发明的有益效果在于:对靛蓝生产线中被稀释的碱溶液进行提浓,通过利用不同的换热介质来进行来对碱溶液进行逐级提浓,换热蒸发装置通过利用燃烧机燃烧时产生的 烟道气 来对碱溶液进行二次提浓,利用膜蒸发原理,使得换热蒸发装置在对碱溶液提浓时蒸发效率更高,对溶液中蒸发的 蒸汽 进行 回收利用 。
权利要求

1.一种靛蓝生产线用液缩合总成,其特征在于:包括三效蒸发装置(1)、与三效蒸发装置(1)连接的预热锅(2)、与预热锅(2)通过管路连接的换热蒸发装置(3);
所述换热蒸发装置(3)底部设置在炉体(4)内,所述换热蒸发装置(3)包括位于换热蒸发装置(3)底端的受热部(5)、换热蒸发装置(3)中端的换热部(6)、换热蒸发装置(3)顶端的进料部(7),所述进料部(7)顶端设有溢出口(8);
所述进料部(7)与预热锅(2)通过管路连接,所述受热部(5)底部设有燃烧机(9)进行加热,所述受热部(5)内插底设有出料管路(10),所述换热部(6)包括位于换热部(6)底端的进气口(11)和位于换热部(6)顶端的出气口(12),所述换热部(6)内设有多个换热管(13),所述换热管(13)上阵列排布有多个半圆形凹槽(17),所述换热管(13)底部与受热部(5)连通,换热管(13)顶部与进料部(7)连通,所述换热管(13)内部流通有碱液,所述换热部(6)内错落设有多个折流板(14),所述换热管(13)外壁上设有除垢部,且所述除垢部以折流板(14)为对称面进行镜像设置,所述除垢部包括负压吸附组件、与负压吸附组件连接的多个除垢组件(15),所述除垢组件(15)设有多个流道腔(44);
所述负压组件产生的负压气流将烟灰由流道腔(44)吸入,同时空气高速流经狭窄流道腔(44),负压气流会在流道腔(44)的吸入口(36)以及壁面上摩擦产生振动,使得不同位置的除垢组件(15)在换热管(13)上共振,所述换热管(13)上的多个半圆形凹槽(17)将垢附着的完整表面破坏,使得水垢在换热管(13)内壁形成的连结层被破坏,从而对换热管(13)多个位置进行除垢。
2.根据权利要求1所述一种靛蓝生产线用碱液缩合总成,其特征在于:所述换热部(6)还设有用于固定多个换热管(13)的固定件,所述固定件包括固定板(18)、多个定距管(19);
所述固定板(18)分为上下两个,所述固定板(18)用于多个所述换热管(13)两端,且所述换热管(13)两端均外露于固定板(18),多个所述折流板(14)设置在定距管(19)上。
3.根据权利要求2所述一种靛蓝生产线用碱液缩合总成,其特征在于:所述进料部(7)设有呈上下分布的第一进料管路(21)、第二进料管路(22),所述第二进料管路(22)管口设有导流管(23);
位于上部的第一进料管路(21)管口下方设有分流组件,所述分流组件包括分流槽(24)、位于分流槽(24)下方的第一栅板(25)和第二栅板(26);
所述分流槽(24)包括蓄水槽(27)和多个下水口(28),所述蓄水槽(27)底部设有下水孔(29);所述第一栅板(25)和第二栅板(26)均设有多个过水孔(30),所述第二栅板(26)过水孔(30)密度大于第一栅板(25)过水孔(30)密度,所述第二栅板(26)与导流管(23)相接。
4.根据权利要求1—3任意一项所述所述一种靛蓝生产线用碱液缩合总成,其特征在于:所述进料部(7)的溢出口(8)连接设有回用组件,所述回用组件用于接收从溢出口(8)溢出的蒸汽(42),对蒸汽(42)进行变成冷凝水后,使得换热蒸发装置(3)内部处于负压状态;
所述回用组件包括换热件(31)、与换热件(31)连接的列管式换热器(32)、与列管式换热器(32)连接的回收罐体(33)。
5.根据权利要求4所述一种靛蓝生产线用碱液缩合总成,其特征在于:所述除垢组件(15)包括壳体(34)、设置在壳体(34)上的连接口(35)、设置在壳体(34)上的多个吸入口(36),所述吸入口(36)留有间隙。
6.根据权利要求1所述一种靛蓝生产线用碱液缩合总成,其特征在于:所述炉体(4)内部设有接收罐(41),所述接收罐(41)与出料管路(10)连接,所述接收罐(41)底部设有燃烧机(9)进行加热。
7.根据权利要求1所述一种靛蓝生产线用碱液缩合总成,其特征在于:所述三效蒸发器(40)包括三个蒸发器,所述蒸发器包括列管式换热器(32)和蒸发塔(37),一效蒸发器(38)的换热器内通入蒸汽(42)对蒸发塔(37)内的碱液进行加热,将经过一次蒸发后产生的蒸汽(42)与外部蒸汽(42)一同进入到二效蒸发器(39)的换热器内,经过一次蒸发后的碱液入到二效蒸发器(39)的蒸发塔(37)内;将经过二次蒸发后产生的蒸汽(42)与外部蒸汽(42)一同进入到三效蒸发器(40)的换热器内,经过二次蒸发后的碱液泵入到三效蒸发器(40)的蒸发塔(37)内,三效蒸发塔(37)内的碱液经过蒸发后泵入到预热锅(2)内。
8.根据权利要求1—7任意一项所述一种靛蓝生产线用碱液缩合总成的使用方法,其特征在于:S1,通过三效蒸发器(40)对未提浓的碱液进行初级蒸发,过三效蒸发器(40)对碱液进行初步蒸发后通过泵体将碱液泵入到预热锅(2)内,再由预热锅(2)泵入到换热蒸发装置(3)内;
S2,换热蒸发装置(3)对经过初级蒸发后的碱液进行二级蒸发,碱液由进料管路按照流速分流后进入换热蒸发装置(3)内部,而后流入到上固定板(18)上,当上固定板(18)的存积液位高于换热管(13)外漏上固定板(18)的距离后,碱液缓慢流入到换热管(13)内壁;
S3,同时燃烧机(9)对受热部(5)底部加热,燃烧机(9)产生的烟道气由进气口(11)进入到换热部(6)内,通过烟道气的热量对换热管(13)内的碱液进行加热,使得换热管(13)内部的碱液中的水分蒸发,再由换热管(13)进入到受热部(5)内,再由出料管路(10)将换热管(13)底部汇集的碱液由出料管路(10)泵入到接收罐(41)内,燃烧机(9)对接收罐(41)底部进行加热浓缩至碱液呈无水状态;
S4,换热管(13)内部的碱液中的水分蒸发,由溢出口(8)溢出至回用组件的换热件(31)内,变成冷凝水的同时使得换热蒸发装置(3)内部处于负压状态,列管式换热器(32)对进入到换热件(31)内的蒸汽(42)进行二次回收,进入到回收罐体(33)内部;
S5,需要进行除垢或清除换热部(6)内的烟灰时,开启负压吸附组件,吸附组件产生的负压气流将烟灰由流道吸入,同时空气高速流经狭窄流道腔(44),负压气流会在流道腔(44)壁面上摩擦产生振动,使得在吸入烟尘的同时与换热管(13)共振,将烟尘吸入到负压组件内,同时通过振动换热管(13)内壁的水垢剥离。

说明书全文

一种靛蓝生产线用液缩合总成及其方法

技术领域

[0001] 本发明涉及靛蓝生产领域,具体是一种靛蓝生产线用碱液缩合总成及其方法。

背景技术

[0002] 本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
[0003] 在靛蓝生产线需要用到大量的碱液,处于环保的度考虑需要将使用后产生的低浓度碱液回收利用,通过对碱液进行蒸发提浓后将碱液回收利用,对于现有的提浓方法是通过燃烧机对蒸锅底部进行加热,将蒸锅内部的碱液中多余的分蒸发,对于蒸发过程而言,由于蒸锅换热面积只有蒸锅的底部,所以整体蒸发效率不高,并且能源浪费严重。并且生产线现有的蒸锅为开放式的,对碱液进行加热后,不仅污染环境并且还会导致热损失。对于传统的加热方法而言,由于碱溶液的加热析出温度为190摄氏度,所以在通过传统方式进行加热,碱液析出结晶后,会沉淀于加热容器底部影响加热,所以使得采用直接的加热方式受制于此。
[0004] 所以为了进一步提高产线中对碱液浓缩效率以及环保性,所以将燃烧机燃烧时产生的烟道气进行利用,使得碱液进入到列管后,通过烟道气对其进行加热,但是现在出现了两种问题需要对其进行解决,一、由于碱液中水的硬度,长期对碱液加热缩合后,会在换热管内出现水垢层,水垢层累积过厚会影响换热效率,使得对产线整体换热效率降低20%,所以需要对换热管内部的水垢层进行清理,但是现有的换热装置内部空间有限且封闭的,并且换热装置内部零部件很多会被化学试剂腐蚀,所以很多清理方式受限。二、由于烟道气在一个独有的空间内对列管加热,加热过长后,会在此空间内形成大量的烟尘,会附着在换热管表面影响换热,并且还会累积在独立空间内影响烟道气的流动性,使得各部分的换热管受热不均,长期累积后换热效率影响极大,所以以上问题亟待解决。

发明内容

[0005] 本发明的目的在于提供一种靛蓝生产线用碱液缩合总成及其方法,它能够对靛蓝生产线中被稀释的碱溶液进行提浓,通过利用不同的换热介质来进行来对碱溶液进行逐级提浓,换热蒸发装置通过利用燃烧机燃烧时产生的烟道气来对碱溶液进行二次提浓,利用膜蒸发原理,使得换热蒸发装置在对碱溶液提浓时蒸发效率更高,并且整提浓过程中,还能够对溶液中蒸发的蒸汽进行回收利用。
[0006] 本发明为实现上述目的,通过以下技术方案实现:
[0007] 一种靛蓝生产线用碱液缩合总成,包括三效蒸发装置、与三效蒸发装置连接的预热锅、与预热锅通过管路连接的换热蒸发装置;
[0008] 所述换热蒸发装置底部设置在炉体内,所述换热蒸发装置包括位于换热蒸发装置底端的受热部、换热蒸发装置中端的换热部、换热蒸发装置顶端的进料部,所述进料部顶端设有溢出口;
[0009] 所述进料部与预热锅通过管路连接,所述受热部底部设有燃烧机进行加热,所述受热部内插底设有出料管路,所述换热部包括位于换热部底端的进气口和位于换热部顶端的出气口,所述换热部内设有多个换热管,所述换热管上阵列排布有多个半圆形凹槽,所述换热管底部与受热部连通,换热管顶部与进料部连通,所述换热管内部流通有碱液,所述换热部内错落设有多个折流板,所述换热管外壁上设有除垢部,且所述除垢部以折流板为对称面进行镜像设置,所述除垢部包括负压吸附组件、与负压吸附组件连接的多个除垢组件,所述除垢组件设有多个流道腔;所述负压组件产生的负压气流将烟灰由流道腔吸入,同时空气高速流经狭窄流道腔,负压气流会在流道腔的吸入口以及壁面上摩擦产生振动,使得不同位置的除垢组件在换热管上共振,所述换热管上的多个半圆形凹槽将水垢附着的完整表面破坏,使得水垢在换热管内壁形成的连结层容易被破坏,从而对换热管多个位置进行除垢。
[0010] 所述换热部还设有用于固定多个换热管的固定件,所述固定件包括固定板、多个定距管;所述固定板分为上下两个,所述固定板用于多个所述换热管两端,且所述换热管两端均外露于固定板,多个所述折流板设置在定距管上。
[0011] 所述进料部设有呈上下分布的第一、第二进料管路,所述第二进料管路管口设有导流管;位于上部的第一进料管路管口下方设有分流组件,所述分流组件包括分流槽、位于分流槽下方的第一栅板和第二栅板;所述分流槽包括蓄水槽和多个下水口,所述蓄水槽底部设有下水孔;所述第一栅板和第二栅板均设有多个过水孔,所述第二栅板过水孔密度大于第一栅板过水孔密度,所述第二栅板与导流管相接。
[0012] 所述进料部的溢出口连接设有回用组件,所述回用组件用于接收从溢出口溢出的蒸汽,对蒸汽处理变成冷凝水后,使得换热蒸发装置内部处于负压状态;所述回用组件包括换热件、与换热件连接的列管式换热器、与列管式换热器连接的回收罐体。所述除垢组件包括壳体、设置在壳体上的连接口、设置在壳体上的多个吸入口,所述吸入口留有间隙。
[0013] 所述炉体内部设有与出料管路连接接收罐和对接收罐底部加热的燃烧机。
[0014] 所述三效蒸发器包括三个蒸发器,所述蒸发器包括换热器和蒸发塔,一效蒸发器的换热器内通入空气对蒸发塔内的碱液进行加热,将经过一次蒸发后产生的蒸汽与外部蒸汽一同进入到二效换热器内,经过一次蒸发后的碱液入到二效蒸发器的蒸发塔内;将经过二次蒸发后产生的蒸汽与外部蒸汽一同进入到三效换热器内,经过二次蒸发后的碱液泵入到三效蒸发器的蒸发塔内,三效蒸发塔内的碱液经过蒸发后泵入到预热锅内。
[0015] 一种靛蓝生产线用碱液缩合总成的使用方法,S1,通过三效蒸发器对低浓度碱液进行初级蒸发,过三效蒸发器对碱液进行初步蒸发后通过泵体将碱液泵入到预热锅内,再由预热锅泵入到换热蒸发装置内;
[0016] S2,换热蒸发装置对经过初级蒸发后的碱液进行二级蒸发,碱液由进料管路按照流速分流后进入换热蒸发装置内部,而后流入到上固定板上,当上固定板的存积液位高于换热管外漏上固定板的距离后,碱液缓慢流入到换热管;
[0017] S3,同时燃烧机对受热部底部加热,燃烧机产生的烟道气由进气口进入到换热部内,通过烟道气的热量对换热管内的碱液进行加热,使得换热管内部的碱液中的水分蒸发,再由换热管进入到受热部内,再由出料管路将换热管底部汇集的碱液由出料管路泵入到接收罐内,燃烧机对接收罐底部进行加热浓缩至碱液呈无水状态;
[0018] S4,换热管内部的碱液中的水分蒸发,由溢出口溢出至回用组件的换热件内,变成冷凝水的同时使得换热蒸发装置内部处于负压状态,列管式换热器对进入到换热件内的蒸汽进行二次回收,进入到回收罐体内部;
[0019] S5,需要进行除垢或清除换热部内的烟灰时,开启负压吸附组件,吸附组件产生的负压气流将烟灰由流道吸入,同时空气高速流经狭窄流道腔,负压气流会在流道腔壁面上摩擦产生振动,使得在吸入烟尘的同时与换热管共振,将烟尘吸入到负压组件内,同时通过振动换热管内壁的水垢剥离。
[0020] 对比现有技术,本发明的有益效果在于:
[0021] 本装置能够对靛蓝生产线中被稀释的碱溶液进行提浓,通过利用不同的换热介质来进行来对碱溶液进行逐级提浓,换热蒸发装置通过利用燃烧机燃烧时产生的烟道气来对碱溶液进行二次提浓,利用膜蒸发原理,使得换热蒸发装置在对碱溶液提浓时蒸发效率更高,并且整个提浓过程中,还能够对溶液中蒸发的蒸汽进行回收利用。附图说明
[0022] 附图1是本发明二级蒸发流程图
[0023] 附图2是本发明中三效蒸发器流程图。
[0024] 附图3是本发明中换热蒸发装置视图。
[0025] 附图4是本发明中换热部视图。
[0026] 附图5是本发明中换热部截面图。
[0027] 附图6是本发明中进料部视图。
[0028] 附图7是本发明中第二进料管路放大图。
[0029] 附图8是本发明中分流槽视图。
[0030] 附图9是本发明中单个换热管与除垢组件视图。
[0031] 附图10是本发明中除垢组件及其放大视图。
[0032] 附图11是本发明中除垢组件剖视图。
[0033] 附图中所示标号:
[0034] 1、三效蒸发装置;2、预热锅;3、换热蒸发装置;4、炉体;5、受热部;6、换热部;7、进料部;8、溢出口;9、燃烧机;10、出料管路;11、进气口;12、出气口;13、换热管;14、折流板;15、除垢组件;16、流道腔;17、半圆形凹槽;18、固定板;19、定距管;20、导流管;21、第一进料管路;22、第二进料管路;23、导流管;24、分流槽;25、第一栅板;26、第二栅板;27、蓄水槽;
28、下水口;29、下水孔;30、过水孔;31、换热件;32、列管式换热器;33、回收罐体;34、壳体;
35、连接口;36、吸入口;37、蒸发塔;38、一效蒸发器;39、二效蒸发器;40、三效蒸发器;41、接收罐;42、蒸汽;43、未提浓的碱液;44、流道腔。

具体实施方式

[0035] 下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
[0036] 本发明所述是一种靛蓝生产线用碱液缩合总成及其方法,首先按照生产线的流程进行叙述,由于靛蓝生产线需要用到大量的碱液,以及背景技术中提及,碱溶液的析出温度为190摄氏度,所以在通过传统方式进行加热,碱液析出结晶后,会沉淀于加热容器底部影响加热,所以使得现有采用直接的加热方式受制于此。所以为了将碱液由低浓度变为无水(熔融态)碱液,所以需要对碱液进行换热蒸发来逐渐提升碱液的浓度:
[0037] 三效蒸发器40对低浓度碱液进行初级蒸发。
[0038] 如说明书附图图2所示,三效蒸发器40包括三个蒸发器,所述蒸发器包括列管式换热器32和蒸发塔37,一效蒸发器38的列管式换热器32内通入空气对蒸发塔37内的碱液进行加热,将经过一次蒸发后产生的蒸汽42与外部蒸汽42一同进入到二效换热器内,经过一次蒸发后的碱液泵入到二效蒸发器39的蒸发塔37内;将经过二次蒸发后产生的蒸汽42与外部蒸汽42一同进入到三效换热器内,经过二次蒸发后的碱液泵入到三效蒸发器40的蒸发塔37内,三效蒸发塔37内的碱液经过蒸发后泵入到预热锅2内。产线中产出的低浓度的碱液由三个蒸发器进行初步蒸发,由一效蒸发器38对未提浓的碱液43进行初步蒸发,将碱液中被蒸发出的水蒸汽42进行循环利用至二效蒸发器39内,同时还能够将冷却的蒸汽42当作循环水利用,既节省了能源同时还能够将水进行回收利用。经过三效蒸发器40对碱液进行初步蒸发后通过泵体将碱液泵入到预热锅2内,通过预热锅2对碱液进行预热防止环境温度过低,影响下一工序的蒸发效率。
[0039] 换热蒸发装置3对经过初级蒸发后的碱液进行二级蒸发。
[0040] 如说明书附图图1所示,换热蒸发装置3底部设置在炉体4内,所述换热蒸发装置包括位于换热蒸发装置底端的受热部5、换热蒸发装置中端的换热部6、换热蒸发装置顶端的进料部7,所述进料部7顶端设有溢出口8;
[0041] 受热部5与接收罐一同对二级蒸发后的碱液进行三级蒸发。
[0042] 如说明书附图图1和图3所示,炉体4内部受热部5内插底设有出料管路10,炉体4内部设有接收罐41,所述接收罐41与出料管路10连接,所述接收罐41底部设有燃烧机9进行加热。
[0043] 受热部5用于储存经过换热部6膜蒸发后的碱液,但是换热部6无法将碱溶液中的水分完全蒸发,所以受热部5底部设有燃烧机9进行加热,使得受热部5内的碱溶液水分尽可能蒸发,而后通过出料管路10泵入到接收罐41内,此时接收罐41内部的碱溶液浓度很高,但是仍然留存少量水分,所以接收罐41底部设有燃烧机9进行加热,通过接收罐41对其进行加热浓缩使得碱液变为无水状态。同时由于碱溶液中的水分逐渐溢出,由碱溶液初始190摄氏度的析出温度随着浓度提升逐渐变为500摄氏度的凝固温度,所以也需要对接收罐41内进行加热使其温度高于凝固温度,使得接收罐41内的碱液保持熔融态,同时还便于对碱液进行输送。还能够将燃烧机9产生的烟道气进行输送至换热部6对其进行加热,以下为换热部6的具体结构:
[0044] 换热部6:
[0045] 如说明书附图图3—图5所示,换热部6包括位于换热部6底端的进气口11和位于换热部6顶端的出气口12,换热部6内设有多个换热管13,换热管13上阵列排布有多个半圆形凹槽17,所述换热管13底部与受热部5连通,换热管13顶部与进料部7连通,所述换热管13内部流通有碱液,换热部6内错落设有多个折流板14。进气口11是用于将燃烧机9的燃烧时产生的烟道气进行回收,因为燃烧机9在进行燃烧时,烟道气同样具有热量,为了将能源充分利用,所以将燃烧机9产生的烟道气通入到换热部6的进气口11,通过烟道气的热量对换热管13内的碱液进行加热,为了使得烟道气在换热部6内停留时间长且有序流动,进一步提高换热效率,所以通过错落设置的多个折流板14对烟道气的流动方向进行控制,按照折流板14排布的流道方向向上流动。
[0046] 如说明书附图图3—图5所示,对于换热管13的固定而言,换热部6还设有用于固定多个换热管13的固定件,所述固定件包括固定板18、多个定距管19;所述固定板18分为上下两个,所述固定板18用于多个所述换热管13两端,且所述换热管13两端均外露于固定板18,换热管13与固定板18之间焊接,多个所述折流板14设置在定距管19上。
[0047] 对于固定板18与换热管13连接,如说明书附图图4所示,换热管13外漏于上固定板18一段距离,碱液通过下文所述的进液管口,流入到上固定板18上,当上固定板18的存积液位高于换热管13外漏上固定板18的距离后,碱液缓慢流入到换热管13内,由于换热管13的长度较长,所以碱液在流入到多个换热管13内部后,再通过烟道气对换热管13内的低浓度碱液进行加热,在换热管13中形成降膜蒸发,蒸汽42从进料部7溢出并回收,经过蒸发后高浓度的碱液密度比水大,通过自重流入到受热部5内。降膜蒸发原理是利用液体在管壁上形成薄膜,通过蒸发和冷凝来完成传热过程。受热部5设有出料管路10,直通受热部5的底部,由换热管13流向受热部5底部的高浓度碱液,经过汇聚后,出料管路10将受热的碱液排出。
具体来说,高浓度的碱液进入换热管13后,碱液在换热管13管壁上形成薄膜,这时由于换热管13受到烟道气的加热使得液体温度升高,从而产生蒸气。蒸气在管道内部上升,与外部的冷却介质接触,使得蒸气冷凝成液体,释放出大量热量。通过不断循环的过程,高浓度的碱液在换热管13内部完成了蒸发的过程,最终达到浓缩的目的。整个过程中,碱液薄膜的形成和蒸发、冷凝的交替不断进行,使得热量得以充分利用,提高了传热效率。
[0048] 需要特别注意的是,对于上述薄膜形成的影响因素而言,需要对碱液进入到换热管13内部时的流速进行控制,流速不能够过快。为了对碱液进入到换热部6内部时的流速进行控制,所以对换热管13进行进一步改进:换热管13上阵列排布有多个半圆形凹槽17,对于半圆形凹槽17的凸起方向而言,向管路内部和外部而言均可,但是处于加工方便而言,选用向管路内部凸起。在碱液在换热管13内缓速流动时,由于换热管13管壁不是平整的表面,使得碱液在流经半圆形凹槽17时,半圆形凹槽17改变碱液的流动方向,从而对碱液进行阻流,使得碱液下流时流速进一步减缓。但是对于换热管13内部时的流速决定性控制而言,仍需要进料部7进行控制,以下为具体结构:
[0049] 进料部7:
[0050] 如说明书附图图6—图8所示,进料部7与预热锅2通过管路连接,进料部7设有呈上下分布的第一、第二进料管路22,对于两个进料管路而言,位于顶部的第一进料管路21是用于产线中碱液流量过大时,从顶部的第一进料管路21进入,位于上部的第一进料管路21管口下方设有分流组件,分流组件包括分流槽24、位于分流槽24下方的第一栅板25和第二栅板26;分流槽24包括蓄水槽27和多个下水口28,蓄水槽27底部设有下水孔29;第一栅板25和第二栅板26均设有多个过水孔30,所述第二栅板26过水孔30密度大于第一栅板25过水孔30密度,所述第二栅板26与导流管23相接。
[0051] 当碱液从第一进料管路21流入蓄水槽27内部后,现由蓄水槽27的下水孔29向下流动,由于第一进料管路21的流速大于下水孔29向下流动的流速,所以碱液会在蓄水槽27内部汇聚,蓄水槽27内部的液位升高后,由下水口28继续向下流动,流经第一栅板25和第二栅板26,通过第一栅板25和第二栅板26对碱液进行逐级阻流,使得碱液流入到上固定板18后避免快速进入到换热管13内。
[0052] 对于第二进料管路22管口设有导流管23,导流管23是一个圆形管路的一半,碱液通过第二进料管路22向下流动时,能够流入到上固定板18上,当上固定板18的存积液位高于换热管13外漏上固定板18的距离后,碱液缓慢流入到换热管13内。上文已经叙述了换热管13对碱液的换热蒸发过程,经过蒸发后的水分由进料部7的溢出口8溢出,进料部7的溢出口8连接设有回用组件,以下为具体结构:
[0053] 回用组件:
[0054] 如说明书附图图1所示,回用组件用于接收从溢出口8溢出的蒸汽42,回用组件包括换热件31、与换热件31连接的列管式换热器32、与列管式换热器32连接的回收罐体33,蒸汽42从溢出口8进入到换热件31内部后,变成冷凝水从而形成负压,由于换热蒸发装置3内部处于较为密封状态,由于冷凝水的温度变化使得使得换热蒸发装置3内部处于负压状态,同时换热蒸发装置3内部的负压状态同时会进一步影响碱液向下流动的速度,从而使得碱液向下流速度进一步减缓,使得碱液在换热管13内部停留时间更长,使得换热管13对碱液的加热时间更长,提高了换热蒸发装置3的蒸发效率。
[0055] 但是仅仅通过换热件31对溢出的蒸汽42冷凝处理后只能够将部分的水进行回用,因为长期进行使用后会使得换热件31温度温度过高并且水蒸气经过冷凝后处于放热状态,所以换热件31会产生二次蒸汽42,所以需要通过列管式换热器32进行二次回收,列管式换热器32与换热蒸发装置3的换热部6结构相同,但是列管式换热器32内部通入的一直是压缩空气,水蒸气进入到列管后被压缩空气冷却后形成水,而后进入到回收罐体33内部,将产线中蒸发的水进行回收再利用。
[0056] 在背景技术中叙述的两个影响换热蒸发装置3换热效率问题,1.换热管13内部的水垢,2.换热部6内烟道气积攒的烟灰,对此通过除垢部进行解决:
[0057] 除垢部:
[0058] 如说明书附图图9—图11所示,除垢部包括负压吸附组件、与负压吸附组件连接的多个除垢组件15,换热管13外壁竖向设有多个除垢组件15,除垢组件15设有多个流道腔44;除垢组件15包括壳体34、设置在壳体34上的连接口35、设置在壳体34上的多个吸入口36,吸入口36留有间隙。
[0059] 负压吸附组件为真空泵,真空泵通过管路与除垢组件15的连接口35连接,由于除垢组件15设置众多,所以需要转接头将多个管路连接到一起,使得真空泵产生负压气流由吸入口36流经每个除垢组件15内,使得产生的负压气流流经壳体34上的每个吸入口36内。
[0060] 对于除垢组件15的设置位置而言,在换热部6内通入烟道气后烟道气会被折流板14控制流动方向,所以烟尘大多堆积在折流板14的上下两面以及换热管13外壁上,所以在进行设置除垢组件15时,以折流板14为对称面进行镜像设置,将换热部6内的烟灰通过负压尽快吸走。
[0061] 由于碱溶液中水的硬度问题,会在换热管13内壁产生水垢,长时间不清除会影响换热效果,所以同样需要对水垢进行清除,由于换热部6以及换热管13的内部空间有限且封闭的,并且换热部6内的零部件很多会被化学试剂腐蚀,所以很多清理方式受限,只能够采用机械振动的除垢方式,在此与清除烟灰结合,利用伯努利原理,流速越快压强越小,所以当空气高速流经狭窄流道腔44,负压气流被压缩,同时负压气流会与流道腔44的吸入口36以及壁面上不断摩擦产生振动,使得在吸入烟尘的同时与换热管13共振,随着负压气流流速加快,振动频率和振动幅度也会加快。对于使用上述方法去除水垢而言,还有一个重要因素为:上文所述的换热管13上阵列排布有多个半圆形凹槽17,通过半圆形的凹槽使得换热管13内壁为非连续的光滑面,不仅仅起到对碱液流通的阻流作用,还能够起到在换热管13内壁有水垢附着时,将水垢附着的完整表面破坏,降低了水垢的附着程度,同时在除垢组件15产生振动时,使得除垢组件15振动时产生的应由多个表面传递至换热管13内壁,使得水垢形成的连结层容易被破坏,从而使得换热管13内壁的水垢更易剥离。
[0062] 由于除垢组件15是设置换热管13外壁,所以为了减少除垢组件15对换热管13的换热效率影响,所以对应的除垢组件15的壳体34材料为,铝的导热性优于且重量轻。
[0063] 其他组件:
[0064] 对于其他零部件而言,进料部7外壁设有人孔,人孔用于人工进入到装置内部对零部件进行更换,人孔外侧设有封堵。
[0065] 使用方法详解:
[0066] S1,通过三效蒸发器40对低浓度碱液进行初级蒸发,过三效蒸发器40对碱液进行初步蒸发后通过泵体将碱液泵入到预热锅2内,再由预热锅2泵入到换热蒸发装置3内;
[0067] S2,换热蒸发装置3对经过初级蒸发后的碱液进行二级蒸发,碱液由进料管路按照流速分流后进入换热蒸发装置3内部,而后流入到上固定板18上,当上固定板18的存积液位高于换热管13外漏上固定板18的距离后,碱液缓慢流入到换热管13;
[0068] S3,同时燃烧机9对受热部5底部加热,燃烧机9产生的烟道气由进气口11进入到换热部6内,通过烟道气的热量对换热管13内的碱液进行加热,使得换热管13内部的碱液中的水分蒸发,再由换热管13进入到受热部5内,再由出料管路10将换热管13底部汇集的碱液由出料管路10泵入到接收罐41内,燃烧机9对接收罐41底部进行加热浓缩至碱液呈无水状态;
[0069] S4,换热管13内部的碱液中的水分蒸发,由溢出口8溢出至回用组件的换热件31内,变成冷凝水的同时使得换热蒸发装置3内部处于负压状态,列管式换热器32对进入到换热件31内的蒸汽42进行二次回收,进入到回收罐体33内部;
[0070] S5,需要进行除垢或清除换热部6内的烟灰时,开启负压吸附组件,吸附组件产生的负压气流将烟灰由流道吸入,同时空气高速流经狭窄流道腔44,负压气流会在流道腔44壁面上摩擦产生振动,使得在吸入烟尘的同时与换热管13共振,将烟尘吸入到负压组件内,同时通过振动换热管13内壁的水垢剥离。
[0071] 综上所述,本装置能够对靛蓝生产线中被稀释的碱溶液进行提浓,通过利用不同的换热介质来进行来对碱溶液进行逐级提浓,换热蒸发装置3通过利用燃烧机9燃烧时产生的烟道气来对碱溶液进行二次提浓,利用膜蒸发原理,使得换热蒸发装置3在对碱溶液提浓时蒸发效率更高,并且整个提浓过程中,还能够对溶液中蒸发的蒸汽42进行回收利用。
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