一种蒸发分离设备用气动高效除沫装置的制作方法

1.本发明涉及水处理技术领域，具体涉及气液分离装置，尤其是一种蒸发分离设备用气动高效除沫装置。


背景技术：

2.废水在蒸发结晶过程中，产生的二次蒸汽中，容易夹带大量成雾滴状的物沫；若处理不当，(1)易造成二次蒸汽冷凝水中杂质含量较高，需要进行二次处理，增加处理成本；(2)物沫易导致装置结垢、堵塞，严重会导致系统无法正常运行；(3)若蒸发系统采用机械蒸汽压缩技术，含有大量物沫的二次蒸汽还会造成压缩机叶轮及壳体腐蚀，造成重大损失。因此，如何高效去除二次蒸汽中物沫夹带问题，成为蒸发结晶分离设备设计时不可忽视的问题。
3.目前，大多蒸发厂家都是在结晶分离器顶部设计除沫装置，用于分离二次蒸汽中的雾滴，除沫装置大多采用丝网除沫装置，或折流板式除沫器。丝网除沫装置对于雾滴的去除有较好的作用，尤其对小粒径的雾滴拦截效果更好，但实际运行过程中，因二次蒸汽携带雾滴量较大，雾滴容易在丝网除沫装置内缝隙形成结晶，导致除沫器堵塞、结垢，二次蒸汽流速越来越高，雾滴拦截效率越来越低，运行压降越来越高，最终造成系统无法连续、稳定运行。而折流板式除沫器是利用惯性作用，使雾滴撞击在折流板表面，从而备拦截下来，因此折流板仅对大颗粒雾滴的拦截有效果，对小粒径雾滴的拦截作用非常小，故分离效率低。
4.现有的除沫装置容易结垢然后造成堵塞，使蒸发结晶系统不能够连续稳定运行。


技术实现要素：

5.为此，本发明实施例提供一种蒸发分离设备用气动高效除沫装置，以解决分离装置除沫效率低、除沫装置易结垢、堵塞的问题。
6.为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
7.一种蒸发分离设备用气动高效除沫装置，包括分离器壳体，所述分离器壳体的底部开设有料液出口，所述分离器壳体的顶部开设有二次蒸汽出口，所述分离器壳体的侧壁开设有料液进口，所述分离器壳体内部从下到上依次设置有气动除沫装置和丝网除沫装置，所述分离器壳体内设置有密封结构，所述密封结构把所述分离器壳体分为上下两部分，且所述气动除沫装置穿过所述密封结构。
8.可选地，所述密封结构包括上密封板与下密封板，所述上密封板与所述下密封板平行，所述上密封板与所述下密封板的外侧与所述分离器壳体固定连接，所述气动除沫装置上下两侧分别固定连接于所述上密封板与所述下密封板上侧。
9.可选地，所述气动除沫装置由多个气动除沫单元组成，多个所述气动除沫单元采用三角形排列或正方形排列。
10.可选地，所述气动除沫单元包括外筒体、中心筒、一级导流叶片与二级导流叶片，所述外筒体顶部固定连接于所述上密封板内侧，所述外筒体底部固定连接于所述下密封板
内侧，所述中心筒固定连接于所述外筒体内部，且所述中心筒轴线与所述外筒体轴线重合，所述二级导流叶片与所述一级导流叶片分别固定连接于所述中心筒的上下两端，所述外筒体内侧壁固定连接有若干导流槽，所述导流槽穿过所述一级导流叶片与所述二级导流叶片之间的缝隙。
11.可选地，所述一级导流叶片与所述二级导流叶片均由若干叶片组成，所述二级导流叶片与水平面夹角小于所述一级导流叶片与水平面夹角，且所述一级导流叶片与所述二级导流叶片的若干所述叶片均以所述中心筒轴线为中心，呈圆周阵列分布。
12.可选地，所述叶片为平面形状或曲面形状。
13.可选地，所述丝网除沫装置底部通过支撑结构固定于所述分离器壳体内壁。
14.可选地，所述丝网除沫装置的上方设有冲洗装置。
15.可选地，所述冲洗装置由喷淋管网以及高效喷嘴组成或由若干单流体喷枪组成。
16.本发明至少具有以下有益效果：
17.通过设置在分离器壳体内的气动除沫装置以及丝网除沫装置，当二次蒸汽通过料液进口进入分离器壳体内后，分离器壳体内部通过密封结构进行密封，使二次蒸汽只能进入密封结构内的气动除沫装置，通过气动除沫装置对二次蒸汽内的大粒径液滴进行过滤，因其对小粒径的液滴过滤效果较差，使小粒径的液滴穿过气动除沫装置后进入丝网除沫装置上，通过丝网除沫装置对小粒径液滴进行拦截过滤，对不同粒径的液滴进行分级处理，从而可以不容易造成堵塞，保证装置可以持续稳定的运行。
附图说明
18.为了更清楚地说明现有技术以及本发明，下面将对现有技术以及本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的附图。
19.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。
20.图1为本发明实施例的内部结构示意图；
21.图2为本发明实施例的外筒体内部结构示意图；
22.图3为本发明实施例的气动除沫单元俯视图；
23.图4为本发明的气动除沫单元正三角形排列结构示意图；
24.图5为本发明的气动除沫单元正方形排列结构示意图；
25.图6为本发明的中心筒结构示意图；
26.图7为本发明的气动除沫单元整体结构示意图；
27.附图标记说明：
28.1、分离器壳体；2、料液出口；3、料液进口；4、二次蒸汽出口；5、密封结构；51、上密封板；52、下密封板；6、气动除沫装置；61、气动除沫单元；611、外筒体；612、中心筒；613、一级导流叶片；614、二级导流叶片；615、导流槽；7、丝网除沫装置；8、叶片；9、支撑结构；10、冲
洗装置。
具体实施方式
29.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
30.在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。对于具有时序流程的方案，这种术语表述方式不必理解为描述特定的顺序或先后次序，对于装置结构的方案，这种术语表述方式也不存在对重要程度、位置关系的区分等。
31.此外，术语“包括”、“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包括了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于已明确列出的那些步骤或单元，而是还可包含虽然并未明确列出的但对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元，或者基于本发明构思进一步的优化方案所增加的步骤或单元。
32.如图1和图2所示，一种蒸发分离设备用气动高效除沫装置，包括分离器壳体1，分离器壳体1的底部开设有料液出口2，分离器壳体1的顶部开设有二次蒸汽出口4，用来对处理后的二次蒸汽进行排放，分离器壳体1的侧壁开设有料液进口3，高盐废水通过料液进口3进入分离器壳体1内，在负压操作环境下发生闪蒸，料液中部分水分蒸发出来，形成二次蒸汽；未蒸发的料液通过料液出口2，进入外部循环加热系统，进行加热后，再通过料液进口3进入分离器壳体1内，从而形成循环蒸发过程；分离器壳体1内部由下到上依次设置有气动除沫装置6与丝网除沫装置7，二次蒸汽中携带有大量雾滴状的物沫，向上依次经过气动除沫装置6、丝网除沫装置7、二次蒸汽出口4后，进入下一效或压缩机，分离器壳体1内设置有密封结构5，密封结构5把分离器壳体1内部分为上下两部分，且气动除沫装置6穿过密封结构5，密封结构5与分离器壳体1及气动除沫装置6之间，形成一个封闭的空腔，从而使得二次蒸汽只能通过气动除沫装置6向上运动，二次蒸汽在气动力的作用下，能够除去其中大部分的物沫液滴，使由料液进口3进入的未处理的二次蒸汽只能进入气动除沫装置6内，经过气动除沫装置6对大粒径的液滴进行拦截，因气动除沫装置6不容易堵塞，且其中小液滴由于质量小，气动除沫装置6的气动离心力作用下，不能被全部拦截，所以大部分小粒径的液滴穿过气动除沫装置6。
33.经过气动除沫装置6后，夹带小粒径液滴的二次蒸汽经过丝网除沫装置7时，在惯性力的作用下，二次蒸汽会穿过丝网继续向前运动，而液滴在运动过程中会撞击丝网，并在丝网表面形成液膜、后靠重力沉降到丝网除沫装置7底部，当积聚的液滴到达一定数量后，小液滴汇集成大液滴，当液滴达到一定尺寸后在重力作用下，会从细丝上脱落，从而完成小液滴的拦截，丝网除沫装置7采用细丝编制而成，致密性高，小粒径液滴在经过丝网除沫装置7时，会在细丝表面形成液膜或液滴，液膜或液滴达到一定尺寸后在重力作用下会沿着细丝流至细丝的交结点处，细丝具有可润性质，由于液体的表面张力作用，会使液滴逐渐增大，当液滴聚积到重力大于表面张力时，液滴就从细丝上脱落，从而实现二次蒸汽中小液滴的拦截，二次蒸汽经过气动除沫装置6及丝网除沫装置7后，物沫液滴基本被拦截，从而去除二次蒸汽中的杂质，得到干净的冷凝水，也减少了对后续设备的腐蚀及结垢风险，从而不容易造成堵塞，进而来保证装置持续，稳定的运行，其中大粒径指的是大于15μm的液滴，小液
滴指的是15μm以下的液滴。
34.如图1和图2所示，密封结构5包括平行设置的上密封板51与下密封板52，上密封板51与下密封板52的外侧与分离器的壳体焊接，可以保证上密封板51及下密封板52与分离器壳体1之间的密封性，防止未处理的二次蒸汽未经过气动除沫装置6直接进入上方的丝网除沫装置7内而造成其堵塞，上密封板51的内侧焊接固定于气动除沫装置6的顶部，下密封板52的内侧焊接于气动除沫装置6的底部，上密封板51、下密封板52与分离器壳体1及气动除沫装置6之间，形成一个封闭的空腔，从而使得二次蒸汽只能通过气动除沫装置6向上运动，其中，本实施例中上密封板51与下密封板52与水平面平行设置，便于施工安装，适用于较小直径的分离器，同时上密封板51与下密封板52也可以与水平面呈一定的夹角倾斜设置，当上密封板51及下密封板52与水平面存在夹角时，上密封板51外侧要高于内侧，下密封板52的外侧要低于内侧，有利于二次蒸汽向上流通，避免形成死角，减小结垢风险，同时上密封板51倾斜布置，使得上部空间的冷凝水及拦截的雾滴能够快速通过气动除沫装置6流入分离器底部，从而进一步减小二次蒸汽中物沫的夹带。
35.如图1和图2所示，气动除沫装置6由多个气动除沫单元61组成，气动除沫单元61采用较小直径的标准筒体，从而可以实现大批量规模化加工制造，减小设备加工时间及降低成本，如图4和图5所示，多个气动除沫单元61可以采用正三角形排列或者正方形排列，根据二次蒸汽体积流量及工艺要求，可以根据实际情况，进行除沫单元的任意组合，气动除沫单元61也可为1个，气动除沫单元61的数量根据分离器壳体1的尺寸来进行选择，当气动除沫单元61的数量较多时，宜采用三角形排列，当气动除沫单元61较少时，宜采用正方形排列，本实施例采用7个气动除沫单元61，且7个气动除沫单元61呈正三角形排列。
36.如图1和图2所示，气动除沫单元61包括外筒体611、中心筒612、一级导流叶片613与二级导流叶片614，根据工艺物沫拦截效率要求，可采用一级或多级导流叶片，本实施例采用两级导流叶片，其中外筒体611的顶部固定连接在上密封板51的内侧，外筒体611的底部固定在下密封板52的内侧，外筒体611为直筒结构，外筒体611的直径为200mm-600mm，外筒体611高度根据一级导流叶片613和二级导流叶片614级数为300mm-2000mm，中心筒612固定在外筒体611的内部，中心筒612与外筒体611均为圆柱体，且二者的轴线重合，其中中心筒612的底部部分伸出外筒体611，中心筒612的上端部以及伸出外筒体611的下端部均为圆锥体设置，可以减小二次蒸汽通行的阻力，如图3和图7所示，外筒体611的内侧壁上固定连接有若干通长导流槽615，导流槽615穿过一级导流叶片613与二级导流叶片614之间的缝隙，导流槽615为l型，其在水平面上的投影为l形，l形的一边与外筒体611内壁垂直焊接，含物沫液滴的二次蒸汽经过一级导流叶片613和二级导流叶片614后，液滴在离心力的作用下向气动除沫单元61外筒壁运动，并在筒壁上凝聚成大的液滴，在运动过程中被导流槽615拦截，使得大液滴沿导流槽615快速的落入分离器底部空间，从而进一步减少二次蒸汽中物沫夹带。
37.如图1和图6所示，一级导流叶片613和二级导流叶片614均由若干叶片8组成，单级导流叶片的叶片8的数量与导流槽615的数量相同，若干叶片8与中心筒612固定连接，且一级导流叶片613和二级导流叶片614的叶片8均以中心筒612的轴线为圆心，呈圆周阵列分布于中心筒612外壁，叶片8的数量可根据实际情况进行布置，本实施例中单级导流叶片采用12片，叶片8为曲面形状，即叶片8内外边缘与水平面的夹角不同，其中叶片8内外边缘与水
平面的夹角为30
°‑
60
°
之间任一角度，且二级导流叶片614与水平面的夹角小于一级导流叶片613与水平面的夹角，因为叶片8与水平面的夹角越小，对小液滴的气动离心力越大，即气动除沫装置6的效率越高，因而一级导流叶片613对物沫液进行粗处理，二级导流叶片614对物沫进行精处理，且叶片8也可以为平面形状，叶片8在水平面的投影轮廓为矩形或者扇形，投影为矩形的叶片8便于加工，当除沫效率要求不高时可采用；投影为扇形的叶片8对气流影响程度较大，因而除沫效率较高，当除沫效率要求较高时可采用，本实施例采用投影为扇形的叶片8。
38.如图1所示，丝网除沫装置7通过支撑结构9固定连接于分离器壳体1的内壁，支撑结构9为环形的支撑板，丝网除沫装置7固定在环形的支撑板上，环形的支撑板固定在分离器壳体1的内侧壁，通过环形的支撑板对丝网除沫装置7进行支撑固定。
39.如图1所示，丝网除沫装置7的上方设置有冲洗装置10，冲洗装置10由喷淋管网及高效喷嘴组成，或若干单流体喷枪组成。冲洗装置10采用干净的冲洗水，在较高的压力下，在喷嘴出口形成具有一定冲击力的微细颗粒，对丝网除沫装置7进行全覆盖的喷淋冲洗，当气动除沫装置6和丝网除沫装置7的运行阻力较高时，表明气动除沫装置6和丝网除沫装置7有一定的堵塞，冲洗装置10用来对气动除沫装置6和丝网除沫装置7进行喷淋冲洗，来降低结构堵塞的风险，从而降低二次蒸汽中的物沫夹带，也使得蒸发系统能够稳定、连续运行。
40.本发明主要由气动除沫装置6及丝网除沫装置7组合而成，两套装置串联使用，气动除沫装置6主要去除15μm以上的大粒径液滴，丝网除沫装置7主要去除15μm以下的小粒径液滴，使得二次蒸汽的物沫拦截效率更高，气动除沫装置6不易堵塞，用于拦截大粒径液滴，将大部分液滴拦截后，经过丝网除沫装置7；丝网除沫装置7易结垢堵塞，仅用于拦截剩余的、少量小粒径液滴；不同粒径液滴分级处理，利用各装置自身优势，实现二次蒸汽的高效除沫。
41.本发明的工艺原理为：高盐废水通过料液进口3进入分离器壳体1内，在负压操作环境下发生闪蒸，料液中部分水分蒸发出来，形成二次蒸汽；未蒸发的料液通过料液出口2，进入外部循环加热系统，进行加热后，再通过料液进口3进入分离器壳体1，从而形成循环蒸发过程；二次蒸汽中携带有大量雾滴状的物沫，向上依次经过气动除沫装置6、丝网除沫装置7、二次蒸汽出口4后，进入下一效或压缩机。
42.二次蒸汽在气动除沫装置6内，经过导流叶片后，物沫液滴在离心力的作用下向外筒壁流动并汇集，小粒径液滴汇聚成大液滴，最后被导流槽615拦截，并沿着导流槽615落入分离器底部浆液池中；在导流叶片干扰下，二次蒸汽流动速度由轴向变为部分切向，使其整体流动速度增加，但轴向速度减小，从而增加雾滴在分离器上部气体空间内的停留时间，减小分离器高度。因此，通过本装置液滴被拦截的极限粒径为15μm，绝大数的大粒径液滴被拦截下来，减小后续除沫装置的处理能力及结垢风险；小粒径液滴因质量小，气动离心力作用小，不能全部被拦截。
43.气动除沫装置6设置多级导流叶片，导流叶片的叶片8围绕中心筒612成环形排列、倾斜安装于中心筒612及外筒体611之间，该气动除沫装置6利用旋流原理，在叶片8导流作用下，增加了气流的离心效果，加强了布朗运动，有助于二次蒸汽中液滴拦截并捕集于外筒体611壁上，提高了二次蒸汽的拦截效率。气动除沫装置6外筒设置若干导流槽615，使拦截下的液滴快速落入分离器底部，从而进一步减小二次蒸汽中的物沫夹带。
44.该种针对蒸发分离设备的除沫组合装置设计合理，并且，在丝网式除沫装置7的上端布置冲洗装置10，能够对装置进行直接冲洗，无需将气动除沫装置6及丝网除沫装置7从分离器内拆卸下进行冲洗，省时省力，便于设备的运行维护，增强了实用性。
45.以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合(只要这些技术特征的组合不存在矛盾)，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述；这些未明确写出的实施例，也都应当认为是本说明书记载的范围。
46.上文中通过一般性说明及具体实施例对本发明作了较为具体和详细的描述。应当指出的是，在不脱离本发明构思的前提下，显然还可以对这些具体实施例作出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。