熱管式分子蒸餾器的製作方法
2023-09-18 05:35:50 1
專利名稱：熱管式分子蒸餾器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種分子蒸餾設備，特別是一種利用熱管放熱段的外表 面作為蒸發麵的一種自由降膜式分子蒸餾器。
背景技術：
分子蒸餾技術是一種新型的液-液高新分離技術，其中的分子蒸餾器是 分子蒸餾技術中的關鍵設備，它突破了常規蒸餾依靠沸點差來分離物質的 原理，而是依靠不同物質分子平均自由程的差異來實現液體混合物的分 離，因此，它具有常規蒸餾不可比擬的優點，如蒸餾壓力低、操作溫度低、 受熱時間短和分離程度高等。特別適用於高分子量、高沸點、高粘度和熱 敏性物料的分離，可廣泛應用於石油化工、日化工業、食品工業、醫藥工 業、香精香料工業、農藥及塑料工業等。
目前常用的分子蒸餾器大致可分為三類自由降膜式、旋轉刮膜式 和機械離心式。其中旋轉刮膜式和機械離心式均為動設備，動密封要求高，
結構複雜，製造成本大，操作運行費用高；而自由降膜式分子蒸餾器雖屬
靜設備，結構又簡單，易操作，但它存在液膜層較厚、液膜的流動為層流 流動而導致傳熱傳質較差、蒸發效率低、蒸發麵因局部過熱易結焦等缺點。 發明內容
本發明的目的就在於克服上述缺陷，提供一種利用熱管放熱段的外表 面作為蒸發麵的熱管式分子蒸餾器。
本發明的技術方案是
本發明的熱管式分子蒸餾器，主要由熱管、料液分布器、蒸發麵、 冷凝面、電熱元件、溫控儀等組成。
熱管式分子蒸餾器的工作原理是料液被料液分布器均勻地分布到 蒸發麵上，蒸發麵即為熱管上部放熱段的外表面，並將其加工成螺紋，冷
凝面被加工成垂直槽道結構，增加冷凝面積。在熱管的內部裝有測溫元件， 測溫元件將熱管內部工質的溫度信號反饋給溫控儀，溫控儀再向安裝在熱 管下部吸熱段外表面的電熱元件輸送電加熱功率，實現蒸發麵的間接自動 恆溫控制。料液被均勻地分布到蒸發麵上後，依靠重力作用呈膜狀從上到 下依次翻越每一道螺紋向下流動，同時也有沿螺紋作圓周方向的流動，螺 紋的作用是增加蒸發麵的換熱面積和料液的流動路程，增強料液在圓周方 向的均布作用，攪亂液膜的層流流動，強化液膜的傳熱傳質，達到提高蒸 發效率的目的。料液中的輕組份在蒸發麵上受熱後，其分子逸出液膜飛向
冷凝面被冷凝成液體，沿冷凝面向下流動至底部匯集，經輕餾份出口流出; 料液中的重組份作為殘液繼續沿蒸發麵向下流動至底部匯集，經殘液出口 流出，實現料液中輕組份和重組份的有效分離。
本發明的優點表現如下
本發明的熱管式分子蒸餾器，利用熱管放熱段的外表面作為蒸發麵來 加熱待分離的料液。熱管是一種超導熱元件，其表面的等溫性特好，不可 能出現局部過熱，又配備自動恆溫電加熱控制系統，確保料液在蒸發麵上 不結焦。蒸發麵和冷凝面分別被加工成螺紋和垂直槽道結構，增加了蒸發 和冷凝面積，有效強化蒸發和冷凝，最終達到提高分子蒸餾器分離效率的 目的。
圖1—本發明的熱管式分子蒸餾器結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖1對本發明作如下的描述
本發明的熱管式分子蒸餾器，該蒸餾器由熱管l、冷媒出口2、靜密 封件3、料液進口4、料液分布器5、真空接口6、冷媒夾套管7、冷凝面 8、蒸發麵9、冷媒入口 10、輕餾份出口 11、電熱元件12、測溫元件13、 溫度反饋信號14、電加熱輸出功率15、溫控儀16、殘液出口17、圓環形 隔離板18組成。
料液進口 4安裝在熱管式分子蒸餾器的頂部並與料液分布器5相連 通，料液進口4與頂板之間用靜密封件3進行密封，料液分布器5的正下 方同軸垂直安裝熱管1，並保持適當的間隙，在熱管1的外圍保持一適當 間距同軸垂直安裝冷凝面8，這間距略小於待分離輕組份的分子平均自由 程，冷凝面8被加工成垂直槽道結構，槽道的形式有矩形、梯形和三角形。 熱管1上部放熱段的外表面即為蒸發麵9,蒸發麵9被加工成螺紋結構， 其螺紋可加工成單線螺紋，也可加工成多線螺紋，螺紋的形式有矩形、梯 形和三角形。在熱管1的內部裝有測溫元件13,測溫元件13的信號輸出 端依次與溫度反饋信號14、溫控儀16、電加熱輸出功率15和電熱元件12 相連接，電熱元件12安裝在熱管1下部吸熱段的外表面。真空接口 6安 裝在熱管式分子蒸餾器上部的側面筒壁上，冷媒夾套管7同軸垂直安裝在 冷凝面8的外圍，冷媒入口 10和冷媒出口 2分別安裝在冷媒夾套管7的 下部和上部，輕餾份出口 11和殘液出口 17都安裝在冷凝面8底部的圓形 底板上，中間用圓環形隔離板18隔開。
具體步驟如下
經過預處理和預加熱的料液，從熱管式分子蒸餾器頂部的料液進口 4 送入料液分布器5，料液分布器5將料液均勻地分布到蒸發麵9上，測溫 元件13將熱管1內部工質的溫度轉變成溫度信號，經溫度反饋信號14反 饋給溫控儀16，溫控儀16再通過電加熱輸出功率15向安裝在熱管1下部 吸熱段外表面的電熱元件12輸出電加熱功率，實現熱管1內部工質的自 動恆溫控制，從而間接地實現蒸發麵9的自動恆溫控制。料液被料液分布 器5均勻地分布到蒸發麵9上後，依靠重力作用呈膜狀從上到下依次翻越 每一道螺紋向下流動，同時也有沿螺紋作圓周方向的流動。料液中的輕組 份在蒸發麵9上受熱後，由於高度真空，其分子逸出液膜飛向冷凝面8被 冷凝成液體，並沿冷凝面8向下流動至底部匯集，經輕餾份出口 11流出，料 液中的重組份作為殘液繼續沿蒸發麵9向下流動至底部匯集，經殘液出口 17流出，實現料液中輕組份和重組份的有效分離。
權利要求1.一種熱管式分子蒸餾器，主要由熱管、料液分布器、蒸發麵、冷凝面、電熱元件、溫控儀等組成，其特徵在於所述的熱管必須垂直放置，在熱管的正上方裝有料液分布器。
2. 按權利要求1所述的熱管式分子蒸餾器，其特徵在於所述熱管 放熱段的外表面即蒸發麵被加工成螺紋結構，其螺紋可加工成 單線螺紋，也可加工成多線螺紋，螺紋的形式有矩形、梯形和 三角形，熱管的內部裝有測溫元件，熱管的吸熱段裝有電熱元 件。
3. 按權利要求1所述的熱管式分子蒸餾器，其特徵在於所述的冷 凝面為垂直安裝圓筒的內表面，冷凝面被加工成垂直槽道結 構，槽道的形式有矩形、梯形和三角形。
4. 按權利要求1所述的熱管式分子蒸餾器，其特徵在於所述的電 熱元件配備了溫控儀進行自動恆溫控制。
專利摘要熱管式分子蒸餾器是一種新型的分子蒸餾設備，該設備主要由熱管、料液分布器、蒸發麵、冷凝面、電熱元件、溫控儀等組成，其特徵是利用熱管放熱段的外表面作為蒸發麵來加熱待分離的料液，又配備了自動恆溫電加熱系統，確保蒸發麵能恆溫均溫地加熱料液而不結焦，蒸發麵和冷凝面分別加工成螺紋和垂直槽道結構，增加了蒸發和冷凝面積，有效強化蒸發和冷凝，最終達到提高分離效率的目的，特別適用於高分子量、高沸點、高粘度和熱敏性混合液體的分離，可廣泛應用於石油化工、生物化工、精細化工、日用化工、食品工業、醫藥工業、香精香料工業、農藥及塑料工業等。
文檔編號B01D1/00GK201186167SQ200720131828
公開日2009年1月28日 申請日期2007年12月21日 優先權日2007年12月21日
發明者李書龍, 陳興元, 陳建秋 申請人:李書龍;陳興元;陳建秋