逆流降膜濃縮單元制造技術

本實用新型專利技術公開了一種逆流降膜濃縮單元，包括濃縮管、加熱夾套和預熱蒸汽盤管，所述加熱夾套的底部設有熱載體進料管，上部設有通向加熱裝置的熱載體回流管。與現有技術中相比，本實用新型專利技術采用逆流式降膜，能夠將傳熱表面減至最小、熱傳遞達到最大化，從而形成厚而穩定的堿溶液降膜。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種堿溶液的濃縮單元，特別是一種在大氣壓或略超過大氣壓下，將堿液濃縮為基本上無水的熔融堿的濃縮單元。
技術介紹
氫氧化鈉和氫氧化鉀是采用離子交換膜法電解成30-33%水溶液。眾所周知，采用降膜濃縮器濃縮上述溶液至幾乎無水的熔融物，再進一步加工成片狀或顆粒狀。然而，使用管束型降膜濃縮器(tube bundle types of falling film concentrators)或順流型降膜單管(co-current flow types of falling film single tubes)很難保持該裝置的合理使用壽命。上述類型降膜濃縮器具有較低的傳熱、需要較大的換熱面積進而使堿溶液的液膜厚度很低，并且在降膜管下部分所形成的斷膜，會對降膜管的下部分產生熱應力和應力腐蝕。
技術實現思路
為了克服上述缺陷，本技術提供一種降膜濃縮單元，具有更高的傳熱性、且以較小的換熱面積獲得厚而穩定的堿溶液降膜。為實現上述目的，本技術提供如下技術方案一種逆流降膜濃縮單元，包括濃縮管、加熱夾套和預熱蒸汽盤管，所述加熱夾套的底部設有熱載體進料管，上部設有通向加熱裝置的熱載體回流管。熱載體可以是無機熔融鹽。該熱載體從進料管進入加熱夾套內，在壓力下以最佳速度向上流動，然后從加熱夾套上方的回流管進入加熱裝置中加熱。進一步地，所述濃縮管的末端呈圓錐形向外展開或呈直筒形。濃縮熔融堿從呈圓錐形展開的濃縮管末端進入到熔融堿收集槽中，所產生的二次蒸汽，則進入另一分隔間。還可以選擇，熔融堿從呈直筒形的濃縮管末端進入向下熔融堿導管中。進一步地，所述濃縮管內懸掛有若干組靜態二次蒸汽導流葉片，以用于引導二次蒸汽旋轉向下流動以將堿溶液的液膜穩定在濃縮管的內壁。優選地，所述靜態二次蒸汽導流葉片組懸掛于濃縮管I上部至向下大約2/3處。進一步地，所述濃縮管的頂部設有分配頭和分配槽，所述分配槽使進入的堿溶液經分配后沿所述濃縮管的圓周均勻分布，并在重力作用下，堿溶液沿所述濃縮管的內表面低速流動至所述濃縮管的下端。進一步地，所述預熱蒸汽盤管，上部設有蒸汽入口，底部設有蒸汽冷凝水出口。進一步地，所述加熱夾套包圍所述濃縮管，所述加熱夾套的頂部設有膨脹器。與管束型降膜濃縮器或順流型降膜單管相比，也就是，熱載體從加熱夾套的上面進入，底部流出，本技術的逆流降膜濃縮單元具有如下優點和效果I、確保一個完全填充的加熱夾套。2、熱傳遞最大化。3、將形成厚而穩定的堿液降膜的必需的換熱面積減至最小。4、產生萊頓弗羅斯特效應的機會降至最小。由于本技術的逆流降膜濃縮單元能夠在各個方向自由膨脹，因此可以消除發生在管束型降膜濃縮器的管與管板間接頭的應力腐蝕。附圖說明圖I為本技術的結構示意圖。具體實施方式以下結合附圖，對本技術作進一步的詳細說明。如圖I所示，本技術提供一種逆流降膜濃縮單元，包括濃縮管I、加熱夾套2、 預熱蒸汽盤管3和堿液膜穩定插入件4。濃縮管I由耐腐蝕材料制成。濃縮管I設有上端設有分配頭I. 1，分配頭I. I上設有堿液入口 I. 2和堿液入口擋板I. 3。分配頭I. I上蓋有頂部盲法蘭I. 4，由適配墊圈I. 5、螺栓I. 6和螺母I. 7進行密閉封裝。濃縮管I頂部的分配槽I. 8沿圓周均勻分布。濃縮管I末端的形狀可以任選其一之一如圖I左下方的局部放大圖所不，末端I. 9a呈圓錐形向外延伸，該形狀有利于熔融堿落入收集槽中；此處的二次蒸汽通入另一分隔間以與熔融堿流分開；或者如圖I右下方的局部放大圖所示，對于簡化設計中使用的向下熔融堿導管；末端1.9b呈直筒形。加熱夾套2由耐熱鋼制成，沿濃縮管I的實質長度將其包圍。若干個凹坑2. I交替地均勻分布在加熱夾套2的表面，以保證濃縮管I與狹窄的加熱夾套2之間的每個地方都具有相同的間隙。加熱夾套2的底部與熱載體的進料管2. 2相連，熱載體可以是無機熔融鹽；加熱夾套2的頂端連接有用于熱載體進入加熱裝置的回流管2. 3，該回流管2. 3的管接頭處設有熱載體的測溫口 2. 3a。加熱夾套2的上部分設有膨脹器2. 4，用以吸收濃縮管I和加熱夾套2不同的熱膨脹。加熱夾套2的中部安裝定位板2. 5，用于逆流濃縮單元豎向對齊，加熱夾套2的上部和下部分別設有一個吊耳2. 6a、2. 6b。預熱蒸汽盤管3沿加熱夾套2的幾乎整個長度螺旋設置，蒸汽入口 3. I位于預熱蒸汽盤管3的頂端，蒸汽冷凝水出口 3. 2位于預熱蒸汽盤管3的底部。堿液降膜穩定插入件4設置在濃縮管I的上部，其可以采用與濃縮管I相同的耐腐蝕材料制成，插入件4上設有若干組靜態二次蒸汽導流葉片4. 1，懸掛于濃縮管I上部至向下大約2/3處的，以引導二次蒸汽和穩定堿液膜形成于濃縮管的內壁。其中，每個靜態二次蒸汽導流葉片4. I的尖端設有一個止擋件或引導件4. 2與濃縮管I點接觸，蒸汽導流葉片4. I的豎向位置由能夠插入至插入件4上的定位孔4. 3b中的定位銷4. 3a進行調整。啟動逆流降膜濃縮單元時，預熱蒸汽進入預熱蒸汽盤管的蒸汽入口3. 1，對整個逆流降膜濃縮單元進行預熱，產生的蒸汽冷凝水從位于預熱蒸汽盤管3. I的底部的蒸汽冷凝水出口 3.2排出。當逆流降膜蒸發器預熱至240°C時，停止供入預熱蒸汽。然后，熱載體，t匕如，溫度超過200°C的無機熔融鹽被引入至熱載體的進料管2.2內，在壓力下，熱載體以最佳流速在加熱夾套2內向上流動，至加熱夾套的上部進入熱載體回流管2. 3。該熱載體的溫度通過位于測溫口 2. 3a的測溫件測量，返回的熱載體由加熱裝置來加熱。這樣，受熱的逆流降膜濃縮單元的溫度每小時上升30°C，當濃縮單元的溫度達到410-430°C時，45-70%濃度的堿溶液從濃縮管I上方的堿入口 I. 2進入，流過分配槽I. 8，使堿溶液沿濃縮管的圓周分布；在重力的作用下，堿液以低速沿濃縮管I的內表面流動。經濃縮的約390°C的熔融堿從呈圓錐形展開的濃縮管末端I. 9a進入到熔融堿收集槽中，或者從呈直筒形的濃縮管末端I. 9b進入向下熔融堿導管中。濃縮堿溶液所產生的二次蒸汽流過多組二次蒸汽導流葉片4. 1，盤旋向下，壓迫已經徹底沸騰的堿溶液至濃縮管I的內壁。330-350°C的二次蒸汽離開濃縮管I的末端，從圓錐形末端1.9a進入收集槽(非本專利技術必要技術特征，圖中未示)的中心通路，或者從直筒型末端I. 9b進入向下熔融導管(非本專利技術必要技術特征，圖中未示)的中心部分。上述實施例中的濃縮單元的堿溶液逆流于熱載體的流動方向，與管束型降膜濃縮器或順流型單管降膜單管相比，其性能優越，更為穩定。當然，本技術還可有其他多種實施例，在不背離本技術精神及其實質的情況下，熟悉本領域的技術人員可根據本技術做出各種相應的改變和變形，但這些相 應的改變和變形都應屬于本技術所附的權利要求的保護范圍。權利要求1.一種逆流降膜濃縮單元，包括濃縮管、加熱夾套和預熱蒸汽盤管，其特征在于，所述加熱夾套的底部設有熱載體進料管，上部設有通向加熱裝置的熱載體回流管。2.如權利要求I所述的降膜濃縮單元，其特征在于，所述濃縮管的末端呈圓錐形向外展開或呈直筒形。3.如權利要求2所述的降膜濃縮單元，其特征在于，所述濃縮管內懸掛有若干組靜態二次蒸汽導流葉片，以用于引導本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種逆流降膜濃縮單元，包括濃縮管、加熱夾套和預熱蒸汽盤管，其特征在于，所述加熱夾套的底部設有熱載體進料管，上部設有通向加熱裝置的熱載體回流管。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：維爾納·法斯勒，
申請(專利權)人：博特瑞姆斯化工技術北京有限公司，
類型：實用新型
國別省市：