一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置的制作方法

1.本发明涉及技术领域，尤其是涉及一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置。


背景技术：

2.独居石是一种工业稀土磷酸盐矿物，工业上一般采用烧碱分解法处理独居石精矿，独居石除富含稀土外，还富含铀、牡等放射性金属，是重要的铀伴生资源。
3.烧碱分解过程中，稀土与钍生成不溶于水的氢氧化物，而磷转变成水溶性的磷酸三钠，同时，为保证高效分解，分解过程碱液大大过量，而回收的碱液再蒸发浓缩返回至分解独居石工序循环使用是非常重要的一环。
4.独居石碱液的回收一般常采用的是降膜蒸发器，现有技术中的降膜蒸发器的结构自上而下为：物料分布系统、传热系统和收集室，而传热系统包括多个换热管和固定换热管的上固定板和下固定板，因为蒸发器中换热管数量巨大，所以换热管与上固定板采用胀接这种比较方便快捷的连接方式；碱液经物料分布系统分布到各换热管，碱液在换热管内壁形成液膜，同时换热管外壁充满蒸汽，在碱液流经换热管时与壁外的蒸汽完成热交换，实现对碱液的蒸发浓缩，浓缩液流入收集室等待回收。
5.在实际生产过程中，蒸发器使用一段时间就会出现换热管堵塞以及换热管与上固定板脱离的现象，这严重影响了碱液蒸发浓缩的效率，且增加清洗和维修的成本；工作人员在清洗维修时发现一个现象，堵塞的换热管主要集中在远离中心和筒壁的中间区域，而与固定板脱离的换热管主要集中在中心管周围和接近蒸发器筒壁周围，经过多次的检测与分析，导致此现象的原因为：在物料分布系统的布料下，碱液在远离中心和筒壁的中间区域的流量较大，在蒸发浓缩过程中析出的晶体附着在管壁上，流量大的区域先发生堵塞，在大部分换热管堵塞之后，其他未堵塞的换热管的流量和流速增加，反而不会造成堵塞；但是堵塞的换热管周围的不存在换热导致堵塞的换热管温度较高，而不堵塞的换热管因为碱液的冷却，温度比较低，这种温度的不平衡导致不平衡的热膨胀力，进而发生了未堵塞的换热管与上固定板脱离的现象。


技术实现要素：

6.为了解决以上技术问题，本发明提供一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，避免了出现换热管与固定板脱离的现象，实现了布料的均匀，使流经各发热管的碱液的流量与流速趋于均匀，避免了出现不均匀堵塞。
7.为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置包括：多个换热管，碱液与蒸汽完成热交换的载体；上固定板，固定所述换热管的上端；下固定板，固定换热管的下端；布料板，设置在所述换热管上方，将碱液分布到所述换热管内；所述布料板的远离中心和边缘的中间环形区域布料流量小，且远离中心和边缘的环形位置布流量大。
8.通过采用此技术方案，布料板的设置实现了对碱液布料的均匀性，使流经各发热
管的碱液的流量与流速趋于均匀，避免了出现不均匀堵塞，进而避免了换热管与上固定板的脱离，提高了抗堵塞性能，降低了维修清洁成本，提高了蒸发浓缩的效率。
9.作为优选，所述换热管上端设置有定位沿，所述换热管通过定位沿担在上固定板上。
10.通过采用此技术方案，替代了原来换热管与上固定板胀接的连接方式，直接将换热管插入通孔一中，由定位沿将换热管担在上固定板上，这种方式安装更加简单，避免了换热管的脱落。
11.作为优选，定位沿包括平板，所述平板为对称的正多边形，所述定位沿沿对称轴分开的其中一侧延展有垫台，所述垫台低于平板，每个所述定位沿依次压在相邻定位沿的垫台上。
12.通过采用相邻定位沿之间部分重叠压紧的方式，实现对换热管更加稳定的的固定，以及保证了表面的平整度，避免了杂质的堆积。
13.作为优选，上固定板包括板一和板二，所述板一和所述板二上均设置有多个与多个所示换热管相适配的通孔一，所述换热管上的定位沿担在板二上，所述板一可拆卸地重叠安装在板二上，并将每个所述定位沿压紧以固定多个所述换热管。
14.通过采用此技术方案，在定位沿担在板二上，并由板一和板二压紧，实现了机械的压紧，更加保证了换热管的稳定与可靠。
15.作为优选，下固定板上设置有多个与多个所述换热管想对应的通孔二，所述通孔二上宽下窄，所述换热管的外径小于通孔二上端的直径且大于通孔二下端的直径。
16.通过采用此技术方案，实现了下固定板对换热管的固定支撑，避免了换热管在下固定板的通孔二中脱落出来。
17.作为优选，布料板为圆形板，在远离圆心和板缘的中间环形区域设置有多个连续折线形或曲线形的导流槽，多个所述导流槽向圆周呈放射状设计，所述导流槽底部设置有多个通孔三，所述布料板接近边缘的位置上设置有多个通孔四，所述布料板接近圆心的位置上设置有多个通孔五。
18.通过采用此技术方案，实现了降低远离圆心和板缘的中间环形区域流量的作用，这样可以有效的避免此区域的换热管的提前堵塞，使其布料均匀，提高蒸发效率，降低了堵塞率。
19.作为优选，所述导流槽形状为连续的正弦曲线。
20.通过采用此技术方案，实现了对远离圆心和板缘的中间环形区域流量及流速更好的控制，采用正弦曲线，碱液的流淌更加顺畅，不易飞溅，同时也可以起到降低流量的作用。
21.作为优选，所述换热管内径为5m-10m，两相邻的换热管中心距为7m-12m。
22.通过大量的试验和计算，得出在换热管内径以及相邻换热管中心距在此范围内能够获得更薄的液膜，和更好的蒸发效率，起到了提高蒸发浓缩效率的有益效果。
23.作为优选，所述定位沿平板的形状为正六边。
24.通过采用正六边形，可以更便捷的计算各定位沿的尺寸，加工安装方便，稳定性也足够，是最经济的选择。
25.作为优选，所述板二上还设置有垫片和压片，所述垫片与最后没有垫台可压的定位沿相适配，所述压片与最前面没有相邻定位沿压住的垫台相适配。
26.通过采用垫片和压片来补齐定位沿和周边的空隙，保证了定位沿的整体稳定性，也更加美观，且达到了不易堆积污垢，易清洗的有益效果。
27.综上所述，本发明具有如下的有益技术效果：1.布料板的设置提高了对碱液布料的均匀性，使流经各发热管的碱液的流量与流速趋于均匀，避免了出现不均匀堵塞，进而避免了换热管与上固定板的脱离，提高了抗堵塞性能，降低了维修清洁成本，提高了蒸发浓缩的效率。
28.2.通过采用定位沿定位，以及相邻定位沿重叠压紧，并用板一和板二固定的连接方式，替代了原来换热管与上固定板胀接的连接方式，直接将换热管插入通孔一中，由定位沿将换热管担在上固定板上，这种方式安装更加简单，避免了换热管的脱落，同时保证了表面的平整度，避免了杂质的堆积。
29.3.通过设置导流槽，实现了降低远离圆心和板缘的中间环形区域流量的作用，这样可以有效的避免此区域的换热管的提前堵塞，使其布料均匀，提高蒸发效率，降低了堵塞率。
附图说明
30.图1是独居石碱液回收的蒸汽热交换装置总装示意图；图2是上固定板和换热管装配示意图；图3是定位沿装配示意图；图4是实施例1的布料板示意图；图5是实施例2的布料板示意图。
31.附图标记说明：1、换热管；11、定位沿；111、平板；112、垫台；2、上固定板；21、板一；22、板二；23、通孔一；24、垫片；25、压片；3、下固定板；31、通孔二；4、布料板；41、导流槽；42、通孔三；43、通孔四；44、通孔五。
具体实施方式
32.以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
33.实施例1本实施例公开一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，参照图1，包括：多个换热管1，碱液与蒸汽完成热交换的载体；上固定板2，固定换热管1的上端；下固定板3，固定换热管1的下端；布料板4，设置在换热管1上方，将碱液分布到换热管1内；布料板4的远离中心和边缘的中间环形区域布料流量小，且远离中心和边缘的环形位置布流量大，以实现布料的均匀性。
34.参照图2，换热管1上端设置有定位沿11，换热管1通过定位沿11担在上固定板2上，可以避免换热管1与。
35.参照图3，定位沿11包括平板111，平板111为对称的正多边形，定位沿11沿对称轴分开的其中一侧延展有垫台112，垫台112低于平板111，每个定位沿11依次压在相邻定位沿11的垫台112上。
36.参照图1和图2，上固定板2包括板一21和板二22，板一21和板二22上均设置有多个
与多个所示换热管1相适配的通孔一23，换热管1上的定位沿11担在板二22上，板一21可拆卸地重叠安装在板二22上，并将每个定位沿11压紧以固定多个换热管1。
37.参照图1，下固定板3上设置有多个与多个换热管1想对应的通孔二31，通孔二31上宽下窄，换热管1的外径小于通孔二31上端的直径且大于通孔二31下端的直径。
38.参照图4，布料板4为圆形板，在远离圆心和板缘的中间环形区域设置有多个连续折线形的导流槽41，多个导流槽41向圆周呈放射状设计，导流槽41底部设置有多个通孔三42，布料板4接近边缘的位置上设置有多个通孔四43，布料板4接近圆心的位置上设置有多个通孔五44。
39.换热管1内径为6mm，两相邻的换热管1中心距为10mm,经过测试，本尺寸的换热管内壁液膜厚度为0.367mm,有很好的换热效果。
40.定位沿11平板111的形状为正六边。
41.板二22上还设置有垫片24和压片25，垫片24与最后没有垫台112可压的定位沿11相适配，压片25与最前面没有相邻定位沿11压住的垫台112相适配。
42.实施例2本实施例与实施例1的不同在于：导流槽41形状为连续的正弦曲线，采用正弦曲线，碱液的流淌更加顺畅，不易飞溅，同时也可以起到降低流量的作用。
43.以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其他形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其他领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，仍属于本发明技术方案的保护范围。

技术特征：
1.一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，包括：多个换热管(1)，碱液与蒸汽完成热交换的载体；上固定板(2)，固定所述换热管(1)的上端；下固定板(3)，固定换热管(1)的下端；布料板(4)，设置在所述换热管(1)上方，将碱液分布到所述换热管(1)内；所述布料板(4)的远离中心和边缘的中间环形区域布料流量小，且远离中心和边缘的环形位置布流量大。2.根据权利要求1所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述换热管(1)上端设置有定位沿(11)，所述换热管(1)通过定位沿(11)担在上固定板(2)上。3.根据权利要求2所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述定位沿(11)包括平板(111)，所述平板(111)为对称的正多边形，所述定位沿(11)沿对称轴分开的其中一侧延展有垫台(112)，所述垫台(112)低于平板(111)，每个所述定位沿(11)依次压在相邻定位沿(11)的垫台(112)上。4.根据权利要求2所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述上固定板(2)包括板一(21)和板二(22)，所述板一(21)和所述板二(22)上均设置有多个与多个所示换热管(1)相适配的通孔一(23)，所述换热管(1)上的定位沿(11)担在板二(22)上，所述板一(21)可拆卸地重叠安装在板二(22)上，并将每个所述定位沿(11)压紧以固定多个所述换热管(1)。5.根据权利要求1所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述下固定板(3)上设置有多个与多个所述换热管(1)想对应的通孔二（31），所述通孔二（31）上宽下窄，所述换热管(1)的外径小于通孔二（31）上端的直径且大于通孔二（31）下端的直径。6.根据权利要求5所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述布料板(4)为圆形板，在远离圆心和板缘的中间环形区域设置有多个连续折线形或曲线形的导流槽(41)，多个所述导流槽(41)向圆周呈放射状设计，所述导流槽(41)底部设置有多个通孔三(42)，所述布料板(4)接近边缘的位置上设置有多个通孔四(43)，所述布料板(4)接近圆心的位置上设置有多个通孔五(44)。7.根据权利要求6所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述导流槽(41)形状为连续的正弦曲线。8.根据权利要求1所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述换热管(1)内径为5mm
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10mm，两相邻的换热管(1)中心距为7mm-12mm。9.根据权利要求2所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述定位沿(11)平板(111)的形状为正六边。10.根据权利要求4所述的一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置，其特征在于，所述板二(22)上还设置有多个垫片(24)和多个压片(25)，所述垫片(24)与最后没有垫台(112)可压的定位沿(11)相适配，所述压片(25)与最前面没有相邻定位沿(11)压住的垫台(112)相适配。

技术总结
本发明涉及一种用于独居石碱液回收的蒸汽热交换装置；包括：多个换热管，碱液与蒸汽完成热交换的载体；上固定板，固定换热管的上端；下固定板，固定换热管的下端；料板，设置在换热管上方，将碱液分布到换热管内；布料板的远离中心和边缘的中间环形区域布料流量小，且远离中心和边缘的环形位置布流量大；换热管上端设置有定位沿，换热管通过定位沿担在上固定板；上本发明避免了出现换热管与固定板脱离的现象，实现了布料的均匀，使流经各发热管的碱液的流量与流速趋于均匀，避免了出现不均匀堵塞。塞。塞。


技术研发人员：郑景丰 梁华陆 赵陈桂
受保护的技术使用者：山东域潇有色新材料有限公司
技术研发日：2023.06.12
技术公布日：2023/8/30