降膜反应器的制作方法

1.本发明属于化工设备技术领域，更具体地说，是涉及一种降膜反应器。


背景技术：

2.降膜反应器是将料液自降膜反应器加热室上腔室加入，再分配到各换热管内，在重力和真空诱导及气流作用下，成膜状自上而下流动。流动过程中，被壳程加热介质加热汽化，产生的蒸汽与液相共同进入蒸发器的分离室，汽液经充分分离，蒸汽进入冷凝器冷凝(单效操作)或进入下一效蒸发器作为加热介质，从而实现多效操作，液相则由分离室排出。
3.在降膜反应器实际工作时，由于料液的加入方式不同，料液的流速不同等多种因素，导致料液往往很难完全覆盖在换热管的内壁上，会出现未流经料液的干燥面，造成换热效率低的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种降膜反应器，旨在解决料液往往很难完全覆盖在换热管的内壁上，会出现未流经料液的干燥面，造成换热效率低的问题。
5.为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种降膜反应器，包括：
6.主筒体，所述主筒体的内腔间隔设置有上管板和下管板，所述主筒体的内腔借助所述上管板和所述下管板自上而下分隔成料液腔室、加热腔室和分离腔室，所述加热腔室内纵向安装有多个换热管，所述料液腔室的顶部开设有进液管，所述加热腔室上开设有热介质进口和热介质出口，所述分离腔室的底部开设有排料管，多个所述换热管的上端贯穿所述上管板连通所述料液腔室，多个所述换热管的下端贯穿所述下管板连通所述分离腔室；
7.匀液机构，位于所述料液腔室内，所述匀液机构包括匀液板和分布盘，所述匀液板平行设于所述上管板的上方，所述匀液板上开设有多个匀液孔，多个所述匀液孔与多个所述换热管的上端口交错分布，所述分布盘设于所述匀液板上方，所述分布盘的位于所述进液管的下方。
8.在一种可能的实现方式中，所述匀液板包括自上而下平行设置的第一匀液板和第二匀液板，所述第一匀液板上开设有多个第一匀液孔，所述第二匀液板上开设有多个第二匀液孔，多个所述第一匀液孔和多个所述第二匀液孔交错分布，且所述第二匀液孔与多个所述换热管的上端口交错分布。
9.在一种可能的实现方式中，相邻的若干个所述第二匀液孔的中心连线围设成多边形结构，多个所述第一匀液孔的数量和多个所述换热管的数量相同且同轴分布，多个所述第一匀液孔和多个所述换热管的上端口的圆心投影于对应的所述多边形结构的中心，且多个所述第一匀液孔在所述第二匀液板上的投影均不与所述第二匀液孔的边缘相交,多个所述换热管的上端口在所述第二匀液板上的投影均与所述第二匀液孔的边缘相切。
10.在一种可能的实现方式中，所述匀液板上的多个匀液孔内均设有导液管，所述导
液管的上端凸出所述匀液板的上端面，所述换热管的上端凸出所述上管板的上端面。
11.在一种可能的实现方式中，所述导液管上端口的周向开设有多个导流槽。
12.在一种可能的实现方式中，所述分布盘的边缘设有向上延伸的边板，所述边板的上沿设有齿形结构。
13.在一种可能的实现方式中，所述加热腔室内自上而下水平设置有多个折流板，相邻所述折流板交错设置在所述加热腔室相对的内侧壁上，所述折流板的纵向投影面积大于所述加热腔室的横截面的3/4，所述加热腔室内纵向设置有拉杆，所述拉杆连接在所述下管板和位于顶部的所述折流板之间，所述拉杆外套装有定距管，其余所述折流板等间隔连接在所述定距管上。
14.在一种可能的实现方式中，所述分离腔室的顶部设有两个分流板，两个所述分流板自上而下上外侧倾斜且二者之间的夹角为90
°
，所述分离腔室的底部设有隔板，所述隔板纵向设置且位于所述夹角中部，所述排料管的数量为两个，两个所述排料管分别位于所述隔板的两侧。
15.在一种可能的实现方式中，所述主筒体的底部设有支撑筒，所述支撑筒下端周向设有多个连接部，所述连接部内穿设有地脚螺栓。
16.本发明提供的降膜反应器的有益效果在于：与现有技术相比，料液自进液管进入到料液腔室，流到分布盘上以缓冲料液的冲击，使料液平缓的自分布盘的边缘流下至匀液板，通过匀液板上的多个匀液孔平缓流下至上管板，料液自上管板的多个换热管的上端口流入到换热管内，均匀分布在换热管的内壁上，并在自重、真空诱导或气流作用下沿换热管轴线方向朝下流动。通过热介质进口向加热腔室内通入热介质，热介质为多个换热管提供热量，加热换热管内流经的料液，将料液汽化或部分汽化，产生的蒸汽和液相通过换热管的下端口共同流入到分离腔室进行分离。本发明提供的降膜反应器，能够使料液完全覆盖在换热管的内壁上，避免换热管内壁出现未流经料液的干燥面，确保料液的换热效率。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1为本发明实施例提供的降膜反应器的结构示意图；
19.图2为本发明实施例提供的料液腔室的结构示意图；
20.图3为本发明实施例提供的第一匀液板的俯视图；
21.图4为本发明实施例提供的第二匀液板的俯视图；
22.图5为本发明实施例提供的上管板的俯视图；
23.图6为本发明实施例提供的第一匀液孔投影至第二匀液板上的俯视图；
24.图7为图6中a处的局部放大图；
25.图8为本发明实施例提供的导液管投影至第二匀液板上的俯视图；
26.图9为图8中b处的局部放大图；
27.图10为本发明实施例提供的加热腔室的结构示意图；
28.图11为图10中c处的局部放大图；
29.图12为本发明实施例提供的加热腔室和支撑筒的结构示意图；
30.图13为本发明提供的导液管与匀液板的连接结构图的第一种实施例；
31.图14为本发明提供的导液管与匀液板的连接结构图的第二种实施例；
32.图15为本发明实施例提供的换热管与上管板的连接结构图。
33.附图标记说明：
34.1、主筒体；2、上管板；3、下管板；4、分布盘；41、边板；411、齿形结构；5、第一匀液板；51、第一匀液孔；6、第二匀液板；61、第二匀液孔；611、多边形结构；7、导液管；71、导流槽；72、定位套；8、料液腔室；81、进液管；82、一效循环进口；83、二效循环进口；9、加热腔室；91、换热管；92、热介质进口；93、热介质出口；94、折流板；95、拉杆；96、定距管；97、平衡口；98、吊耳；10、分离腔室；101、一效排料管；102、二效排料管；103、分流板；104、隔板；11、支撑筒；111、连接部。
具体实施方式
35.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
36.请参阅图1及图2，现对本发明提供的降膜反应器进行说明。降膜反应器，包括主筒体1和匀液机构。
37.主筒体1的内腔间隔设置有上管板2和下管板3，主筒体1的内腔借助上管板2和下管板3自上而下分隔成料液腔室8、加热腔室9和分离腔室10，加热腔室9内纵向安装有多个换热管91，料液腔室8的顶部开设有进液管81，加热腔室9上开设有热介质进口92和热介质出口93，分离腔室10的底部开设有排料管，多个换热管91的上端贯穿上管板2连通料液腔室8，多个换热管91的下端贯穿下管板3连通分离腔室10；匀液机构位于料液腔室8内，匀液机构包括匀液板和分布盘4，匀液板平行设于上管板2的上方，匀液板上开设有多个匀液孔，多个匀液孔与多个换热管91的上端口交错分布，分布盘4设于匀液板上方，分布盘4的位于进液管81的下方。
38.本发明提供的降膜反应器，与现有技术相比，料液自进液管81进入到料液腔室8，流到分布盘4上以缓冲料液的冲击，使料液平缓的自分布盘4的边缘流下至匀液板，通过匀液板上的多个匀液孔平缓流下至上管板2，料液自上管板2的多个换热管91的上端口流入到换热管91内，均匀分布在换热管91的内壁上，并在自重、真空诱导或气流作用下沿换热管91轴线方向朝下流动。通过热介质进口92向加热腔室9内通入热介质，热介质为多个换热管91提供热量，加热换热管91内流经的料液，将料液汽化或部分汽化，产生的蒸汽和液相通过换热管91的下端口共同流入到分离腔室10进行分离。本发明提供的降膜反应器，能够使料液完全覆盖在换热管91的内壁上，避免换热管91内壁出现未流经料液的干燥面，确保料液的换热效率。
39.此外，在料液腔室8、加热腔室9和分离腔室10上均安装有视镜，便于观察内部料液的运行状况。在加热腔室9和分离腔室10上均设有人孔，便于人员进入检修或更换部件。加热腔室9的外壁预留压力传感器接口，分离腔室10的外壁上预留温度传感器接头。主筒体1
的外周均匀焊接有多个吊耳98，且多个吊耳98位于加热腔室9的外部，便于主筒体1的整体起吊和搬运。
40.具体的，请参阅图3至图5，匀液板包括自上而下平行设置的第一匀液板5和第二匀液板6，第一匀液板5上开设有多个第一匀液孔51，第二匀液板6上开设有多个第二匀液孔61，多个第一匀液孔51和多个第二匀液孔61交错分布，且第二匀液孔61与多个换热管91的上端口交错分布。
41.其中，第一匀液板5和第二匀液板6自上而下平行设置，且二者之间具备一定的间隙，第一匀液板5上开设有多个第一匀液孔51，第二匀液板6上开设有多个第二匀液孔61，第一匀液孔51和第二匀液板6的孔径大小相同。多个第一匀液孔51、多个第二匀液孔61以及多个换热管91的上端口均交错分布，流经第一匀液孔51的不会直接落入到第二匀液孔61内，而是先达到第一匀液板5的上端面，经流动后再进入到第二匀液孔61。同样的，流经第二匀液孔61的不会直接落入到换热管91内，而是先达到上管板2的上端面，经流动后再进入到换热管91。料液经过上述两次流动，能够使料液流动更为平缓，可均匀的通过第二匀液孔61以及换热管91，从而均匀的覆盖在换热管91的内壁上。
42.此外，匀液板也可设置多层，可根据料液腔室8的高度而确定，减小料液每次向下流动的高度差，减小料液冲击。
43.在一些实施例中，请参阅图6至图9，相邻的若干个第二匀液孔61的中心连线围设成多边形结构611，多个第一匀液孔51的数量和多个换热管91的数量相同且同轴分布，多个第一匀液孔51和多个换热管91的上端口的圆心投影于对应的多边形结构611的中心，且多个第一匀液孔51在第二匀液板6上的投影均不与第二匀液孔61的边缘相交,多个换热管91的上端口在第二匀液板6上的投影均与第二匀液孔61的边缘相切。
44.具体的，在多个第二匀液孔61中，每六个第二匀液孔61的中心连线围设成正六边形结构，而且相邻正六边形结构共用临边，从而使得多个第二匀液孔61均匀分布在第二匀液板6上。
45.多个第一匀液孔51的中心在第二匀液板6上的投影均一一对应的位于正六边形结构的中心，且第一匀液孔51的投影均不与第二匀液孔61的边缘相交，从而确保自第一匀液孔51流下的料液先碰触到第二匀液板6，经第二匀液板6缓流后再均匀流到外围的六个第二匀液孔61中。
46.由于相邻正六边形结构共用临边，因此，相邻的第一匀液孔51也会有部分经缓流后的料液从另一个正六边形中心流入到对应的第二匀液孔61中，从而确保流经每个第二匀液孔61的料液均一致。
47.同样的，多个换热管91的上端口的边缘在第二匀液板6上的投影，与对应的正六边形结构中的六个第二匀液孔61的边缘相切。由于换热管91存在壁厚，因此，可确保自第二匀液孔61流下的料液会先碰触到上管板2的上端面，经上管板2的上端面缓流后再均匀流到外围的对应的换热管91中。由于处于同一正六边形结构的六个第二匀液孔61的料液流量相同，从而确保料液能够从每个换热管91的外周同时流入，均匀的自换热管91的内壁周向流入到换热管91内。
48.在一些实施例中，匀液板上的多个匀液孔内均设有导液管7，导液管7的上端凸出匀液板的上端面，换热管91的上端凸出上管板2的上端面。
49.具体的，请参阅图13至图14，导液管7的中部设有外螺纹，导液管7贯穿对应的匀液板，定位套72的内腔设有匹配的内螺纹，通过均液板两侧的定位套72将导液管7固定在匀液板上。
50.具体的，请参阅图15，换热管91的上端贯穿上管板2，并凸出上管板2的上端面，周向焊接在上管板2上。
51.料液流入到匀液板上，需要集聚一定的料液，使料液的液面超过导液管7的上端口后，才能自导液管7的周向流入到导液管7。同样的，料液流入到上管板2上，也需要集聚一定的料液，使料液的液面超过换热管91的上端口后，才能自管热管的周向流入到导液管7中。料液在匀液板和上管板2上聚集并使液面不断升高的过程中，将消除料液由于落差引起的冲击震荡，使料液更加平稳。
52.在一些实施例中，请参阅图13和图14，导液管7上端口的周向开设有多个导流槽71。液体自身存在一定的黏度，对于料液来说还会混杂一些其他物质，其黏度会更高。当导液管7的上端口为平口状态时，料液由于自身黏度的影响，料液会堆集在平口的周围，直至达到一定的高度差后，才会随机从一侧流入导液管7，导致料液不能均匀的流入到导液管7，料液流入下一层时也会出现冲击，造成料液的不稳定。
53.可选的，导液管7的下端口周向设置有多个同样的导流槽71，且导液管7上端口的周向的多个导流槽71与导液管7下端口的周向的多个导流槽71交错分布，能够引导料液在导液管7内的流动方向，避免在导液管7内出现未流经料液的干燥区，提高料液通过导液管7的均匀性。
54.此外，在换热管91的上端口周向也可开设与导液管7上端口相同的导流槽71，其原理与导液管7上端口周向的导流槽71功能相同，能够破坏料液的黏度，避免料液从换热管91的上端口的随机一侧流入到换热管91，确保料液的均匀流到换热管91内。
55.在一些实施例中，请参阅图2，分布盘4的边缘设有向上延伸的边板41，边板41的上沿设有齿形结构411。
56.具体的，分布盘4圆盘或方形盘，分布盘4的中部位于进液管81的正下方。料液自进液管81流入到料液腔室8中，先冲击分布盘4，由于分布盘4的边缘设有向上延伸的边板41，料液会在分布盘4上汇聚，但分布盘4上的料液的液面达到边板41上沿后，才能自分布盘4中流下。
57.分布盘4上沿的齿形结构411，同样能够破坏料液的黏度，确保料液能够从分布盘4的四周流下。
58.在一些实施例中，请参阅图10和图11，加热腔室9内自上而下水平设置有多个折流板94，相邻折流板94交错设置在加热腔室9相对的内侧壁上，折流板94的纵向投影面积大于加热腔室9的横截面的3/4，加热腔室9内纵向设置有拉杆95，拉杆95连接在下管板3和位于顶部的折流板94之间，拉杆95外套装有定距管96，其余折流板94等间隔连接在定距管96上。
59.具体的，折流板94的主体为圆盘板，并在其一侧具备一直边，折流板94的弧形边焊接在加热腔室9的内壁上，直边与加热腔室9未与折流板94焊接的内壁构成热介质流通口，相邻的两个折流板94的弧形面分别焊接在加热腔室9相对的内侧壁上，此外，折流板94的纵向投影面积大于加热腔室9的横截面的3/4，可保证相邻的两个折流板94上的热介质流通口的纵向投影不存在重合的情况。
60.当热介质通过热介质进口92通入到加热腔室9后，热介质通过热介质流通口和相邻折流板94的间隙顺次传送，从而形成蛇形的往复翻折的流通通道，可使热介质完全充满加热腔室9，确保换热管91能够得到充分换热。
61.其中，热介质可选用蒸汽，此时热介质出口93即为蒸馏水排水口，开设在加热腔室9的下部，蒸汽经过热交换放热后，形成蒸馏水自蒸馏水排水口流出。此时，在加热腔室9的一侧开设平衡口97，以平衡蒸汽液化后导致的加热腔室9内气压的变化。
62.拉杆95纵向设置在加热腔室9中，下端螺栓连接在下管板3上，上端螺栓连接在顶部的折流板94上，定距管96套设在拉杆95的外侧。首先固定拉杆95，从而将定距管96压紧在上管板2和顶部的折流板94之间，在定距管96的外部标记有刻度线，之后再安装其他的折流板94，从而可确保相邻折流板94之间的距离相等，使热介质的流通通道每层高度距一致，达到热介质在流通通道内流动的最佳路径。
63.在一些实施例中，请参阅图12，分离腔室10的顶部设有两个分流板103，两个分流板103自上而下上外侧倾斜且二者之间的夹角为90
°
，分离腔室10的底部设有隔板104，隔板104纵向设置且位于夹角中部，排料管的数量为两个，两个排料管分别位于隔板104的两侧。
64.具体的，两个分流板103的上端共同连接在立板上，立板的上端固定在下管板3下端面的中部，两个分流板103呈90
°
夹角设置。隔板104纵向设于分离腔室10的底部，且位于夹角中部，以将分离腔室10的底部分隔成两个分离仓。经过换热管91换热后的液相料自换热管91流下，靠近下管板3中部的换热管91的液相料会被两个分流板103阻挡并倾斜导向，引导至分离腔室10底部两侧的分离仓内，两个分离仓的底部分别连通有两个排料管，向外引导经分离后的液相料。
65.其中，两个排料管分别为一效排料管101和二效排料管102，对应的在料液腔室8的顶部对应开设有一效循环进口82和二效循环进口83。第一排料管连通一效循环进口82，第二排料管连通二效循环进口83，可通过循环液相料，使料液得到多轮的反应，提高最终产品的品质。
66.在一些实施例中，请参阅图12，主筒体1的底部设有支撑筒11，支撑筒11下端周向设有多个连接部111，连接部111内穿设有地脚螺栓。
67.具体的，支撑筒11为主筒体1的支撑部件，焊接在主筒体1的底部，支撑筒11下端的周向焊接有多个连接部111，每个连接部111内贯穿有地脚螺栓，从而将支撑筒11固定在地面上，从而确保主筒体1的稳定性。
68.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.降膜反应器，其特征在于，包括：主筒体(1)，所述主筒体(1)的内腔间隔设置有上管板(2)和下管板(3)，所述主筒体(1)的内腔借助所述上管板(2)和所述下管板(3)自上而下分隔成料液腔室(8)、加热腔室(9)和分离腔室(10)，所述加热腔室(9)内纵向安装有多个换热管(91)，所述料液腔室(8)的顶部开设有进液管(81)，所述加热腔室(9)上开设有热介质进口(92)和热介质出口(93)，所述分离腔室(10)的底部开设有排料管，多个所述换热管(91)的上端贯穿所述上管板(2)连通所述料液腔室(8)，多个所述换热管(91)的下端贯穿所述下管板(3)连通所述分离腔室(10)；匀液机构，位于所述料液腔室(8)内，所述匀液机构包括匀液板和分布盘(4)，所述匀液板平行设于所述上管板(2)的上方，所述匀液板上开设有多个匀液孔，多个所述匀液孔与多个所述换热管(91)的上端口交错分布，所述分布盘(4)设于所述匀液板上方，所述分布盘(4)的位于所述进液管(81)的下方。2.如权利要求1所述的降膜反应器，其特征在于，所述匀液板包括自上而下平行设置的第一匀液板(5)和第二匀液板(6)，所述第一匀液板(5)上开设有多个第一匀液孔(51)，所述第二匀液板(6)上开设有多个第二匀液孔(61)，多个所述第一匀液孔(51)和多个所述第二匀液孔(61)交错分布，且所述第二匀液孔(61)与多个所述换热管(91)的上端口交错分布。3.如权利要求2所述的降膜反应器，其特征在于，相邻的若干个所述第二匀液孔(61)的中心连线围设成多边形结构(611)，多个所述第一匀液孔(51)的数量和多个所述换热管(91)的数量相同且同轴分布，多个所述第一匀液孔(51)和多个所述换热管(91)的上端口的圆心投影于对应的所述多边形结构(611)的中心，且多个所述第一匀液孔(51)在所述第二匀液板(6)上的投影均不与所述第二匀液孔(61)的边缘相交,多个所述换热管(91)的上端口在所述第二匀液板(6)上的投影均与所述第二匀液孔(61)的边缘相切。4.如权利要求1所述的降膜反应器，其特征在于，所述匀液板上的多个匀液孔内均设有导液管(7)，所述导液管(7)的上端凸出所述匀液板的上端面，所述换热管(91)的上端凸出所述上管板(2)的上端面。5.如权利要求4所述的降膜反应器，其特征在于，所述导液管(7)上端口的周向开设有多个导流槽(71)。6.如权利要求1所述的降膜反应器，其特征在于，所述分布盘(4)的边缘设有向上延伸的边板(41)，所述边板(41)的上沿设有齿形结构(411)。7.如权利要求1所述的降膜反应器，其特征在于，所述加热腔室(9)内自上而下水平设置有多个折流板(94)，相邻所述折流板(94)交错设置在所述加热腔室(9)相对的内侧壁上，所述折流板(94)的纵向投影面积大于所述加热腔室(9)的横截面的3/4，所述加热腔室(9)内纵向设置有拉杆(95)，所述拉杆(95)连接在所述下管板(3)和位于顶部的所述折流板(94)之间，所述拉杆(95)外套装有定距管(96)，其余所述折流板(94)等间隔连接在所述定距管(96)上。8.如权利要求1所述的降膜反应器，其特征在于，所述分离腔室(10)的顶部设有两个分流板(103)，两个所述分流板(103)自上而下上外侧倾斜且二者之间的夹角为90
°
，所述分离腔室(10)的底部设有隔板(104)，所述隔板(104)纵向设置且位于所述夹角中部，所述排料管的数量为两个，两个所述排料管分别位于所述隔板(104)的两侧。9.如权利要求1-8任意一项所述的降膜反应器，其特征在于，所述主筒体(1)的底部设
有支撑筒(11)，所述支撑筒(11)下端周向设有多个连接部(111)，所述连接部(111)内穿设有地脚螺栓。

技术总结
本发明提供了一种降膜反应器，属于化工设备技术领域，包括主筒体和匀液机构。主筒体的内腔间隔设置有上管板和下管板，主筒体的内腔借助上管板和下管板自上而下分隔成料液腔室、加热腔室和分离腔室，匀液机构位于料液腔室内，匀液机构包括匀液板和分布盘，匀液板平行设于上管板的上方，匀液板上开设有多个匀液孔，多个匀液孔与多个换热管的上端口交错分布，分布盘设于匀液板上方，分布盘的位于进液管的下方。本发明提供的降膜反应器，能够使料液完全覆盖在换热管的内壁上，避免换热管内壁出现未流经料液的干燥面，确保料液的换热效率。率。率。


技术研发人员：李英利 石建伟 张蕾 杨佩峰 陈景龙 韩月霞 张旭
受保护的技术使用者：河北冶金建设集团有限公司
技术研发日：2021.12.10
技术公布日：2022/3/8