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分子蒸餾裝置
一,、概述
分離技術是化工生產(chǎn)三大技術之一,，分離過程的優(yōu)劣對產(chǎn)品質量、效率,、消耗,、效益影響極大。GXZ旋轉薄膜蒸發(fā)器,，是按物料的揮發(fā)度不同進行分離的設備,。該設備的傳熱系數(shù)高、蒸發(fā)溫度低,、物料停留時間短,，熱效率高,、蒸發(fā)強度大。在石化,、精細化工,、農(nóng)藥、食品,、醫(yī)藥,、生物化工等行業(yè)中廣泛應用于蒸發(fā)、濃縮,、脫溶,、提純、汽提,、脫氣,、脫臭等過程。
薄膜蒸發(fā)器是通過旋轉刮膜器強制成膜,，并高速流動,，熱傳遞效率高，停留時間短（約5~15秒）,，可在真空條件下進行降膜蒸發(fā)的一種新型蒸發(fā)器,。它傳熱系數(shù)大、蒸發(fā)強度高,、過流時間短,、操作彈性大，尤其適宜熱敏性物料,、高粘度物料及易結晶含顆粒物料的蒸發(fā)濃縮,、脫氣脫溶、蒸餾提純,。它由一個或多個帶夾套加熱的圓筒體及筒內(nèi)旋轉的刮膜器組成。刮膜器將進料連續(xù)地在加熱面刮成厚薄均勻的液膜并向下移動,；在此過程中,，低沸點的組份被蒸發(fā)，而殘留物從蒸發(fā)器底部排出,。
二,、性能特點
·真空壓降小：
物料汽化氣體從加熱面送到外置的冷凝器,，存在一定的壓差,。在一般的蒸發(fā)器中，這種壓力降（Δp）通常是比較高的,，有時甚至高得難于接受,。而刮板式薄膜蒸發(fā)器有較大的氣體穿越空間,，蒸發(fā)器內(nèi)壓力能看成與冷凝器中的壓力幾乎相等，因此,，壓力降很小,真空度可≤1Pa,。
·操作溫度低：
由于上述特性，這使得蒸發(fā)過程可以保持在較高真空度條件下進行,。由于真空度的提高,，與之相應的物料沸點迅速降低，因此,，操作可以在較低溫度下進行,，降低了產(chǎn)品的熱分解。
·受熱時間短：
由于刮板式薄膜蒸發(fā)器的*結構,，刮膜器具有泵送作用,，使得物料在蒸發(fā)器內(nèi)的停留時間很短；另,，在加熱的蒸發(fā)器上由于薄膜的高速湍流使得產(chǎn)品不會滯留在蒸發(fā)器表面,。因此，特別適用于熱敏性物料的蒸發(fā),。
·蒸發(fā)強度高：
物料沸點的降低,，增大了同熱介質的溫度差；刮膜器的功能,，減小了呈現(xiàn)湍流狀態(tài)的液膜厚度,，降低了熱阻。同時,，在這過程中抑制物料在加熱面結壁,、結垢，并伴有良好的熱交換,，因此,，提高了刮板式薄膜蒸發(fā)器的總傳熱系數(shù)。
·操作彈性大：
正是由于刮板式薄膜蒸發(fā)器*的性能,，使其適宜于處理熱敏性和要求平穩(wěn)蒸發(fā)的,、高粘度的及隨濃度提高粘度急劇增加的物料，其蒸發(fā)過程也能平穩(wěn)蒸發(fā),。
它還能成功地應用于含固顆粒,、結晶、聚合,、結垢等情況物料的蒸發(fā)和蒸餾,。
三、應用領域
在熱交換工程中,，刮板式薄膜蒸發(fā)器得到廣乏的應用,。尤其對熱敏性物料（時間短暫）的熱交換,，刮膜器有利于熱交換的進行，并通過不同的刮膜器設計,，能進行復雜產(chǎn)品的蒸餾,。
刮膜蒸發(fā)器已在下述領域用于蒸發(fā)濃縮、脫溶,、汽提,、反應、脫氣,、除臭（氣）味等為目的,，取得了良好效果：
中、西藥：抗生素,，糖液,，雷公滕、黃芪等中草藥,，甲基咪唑,、單腈胺等中間體；
輕工食品：果汁,，肉汁,，色素，香精,，香料,，酶制劑、乳酸,、木糖,、淀粉糖，山梨酸鉀,；
油脂日化：卵磷酯,，VE，魚肝油,，油酸,，甘油，脂肪酸,，廢潤滑油，烷基多糖苷,，醇醚硫酸鹽等,；
合成樹脂：聚酰胺樹脂，環(huán)氧樹脂,，多聚甲醛,，PPS（癸二酸聚丙烯酯）,，PBT，甲酸丙烯酯,；
合成纖維：PTA,，DMT，炭素纖維,，聚四氫呋喃,，聚醚多元醇等；
石油化學：TDI,，MDI,，*基氫醌，三羥甲基丙烷,，氫氧化鈉等,；
農(nóng)藥生物：乙草胺、丙草胺,、毒死蜱,、呋喃酚、廣滅靈,、等除草劑,，殺蟲劑、除莠劑,，除螨劑,；
廢 水：無機鹽廢水等；
四,、工作原理
分子蒸餾是利用液相中輕重組份分子逸出液相主體時分子自由程的差來實現(xiàn)分離,。要實現(xiàn)分子蒸餾的基本條件是：輕組份分子逸出的分子自由程等于加熱面與冷凝面的距離，能正確地達到內(nèi)置冷凝器實現(xiàn)捕集,，而重組份分子逸出的分子自由程要小于加熱面與冷凝面的距離,，使其不會達到內(nèi)置冷凝器，也就是內(nèi)置冷凝器只捕集輕組份的分子,，而實現(xiàn)輕重組份的分離,。
短程蒸餾器就是根據(jù)分子蒸餾的原理而設計的，是模擬分子蒸餾的模型,，由于其加熱面和冷卻面的距離很近,，阻力很小，故稱短程蒸餾器,。由于內(nèi)置冷凝器的作用,，能把汽化的汽相瞬間液化，收縮體積，因此能維持設備內(nèi)部的高真空,。短程蒸餾器的操作真空可達1Pa,是其它蒸發(fā),、蒸餾設備難以達到的,因此，短程蒸餾器特別適用于在常壓下高沸點,，用普通分離方法難以分離的物料,，作為一種新型的液--液分離設備已有很多行業(yè)得到了成功經(jīng)驗。根據(jù)物料特性的不同,，也有各種刮板形式的選擇,，原理與刮板蒸發(fā)器相似。
短程蒸餾器的處理能力：
由于短程蒸餾器一般是用來處理高沸點的物料,，通常粘度都較高,，又通常是用導熱油加熱，因此分離能力也較小,，根據(jù)物料的不同,，分離能力為30-70kg/ m2.hr。
物料從加熱區(qū)的上方徑向進入蒸發(fā)器,；經(jīng)布料器分布到蒸發(fā)器加熱壁面,，然后，旋轉的刮膜器將物料連續(xù)均勻地加熱面上刮成厚薄均勻的液膜,，并以螺旋狀向下推進,。在此過程中，旋轉的刮膜器保證連續(xù)和均勻的液膜產(chǎn)生高速湍流,，并阻止液膜在加熱面結焦,、結垢，從而提高傳總系數(shù),。輕組份被蒸發(fā)形成蒸汽流上升,，經(jīng)汽液分離器到達和蒸發(fā)器直接相連的外置冷凝器；重組份從蒸發(fā)器底部的錐體排出,。
一個*的布料器不僅僅具有將物料均勻地潑向蒸發(fā)器內(nèi)壁,，防止物料濺到蒸發(fā)器內(nèi)部噴入蒸汽流，還具有防止剛進入的物料在此處閃蒸,，有利于泡沫的消除,，物料只能沿著加熱面蒸發(fā)。
在刮膜蒸發(fā)器的上部配有一個依據(jù)物料特性設計的離心式分離器,，將上升蒸汽流中的液滴分離出來并返回布料器,。
五、使用介紹
分子蒸餾是利用液相中輕重組份分子逸出液相主體時分子自由程的差來實現(xiàn)分離,。要實現(xiàn)分子蒸餾的基本條件是：輕組份分子逸出的分子自由程等于加熱面與冷凝面的距離,，能正確地達到內(nèi)置冷凝器實現(xiàn)捕集，而重組份分子逸出的分子自由程要小于加熱面與冷凝面的距離，使其不會達到內(nèi)置冷凝器,，也就是內(nèi)置冷凝器只捕集輕組份的分子，而實現(xiàn)輕重組份的分離,。
儀器部件作用介紹：
1.電機,、減速機
它是轉子旋轉的驅動裝置。轉子的轉動速度將起決于刮板的形式.物料的粘度和蒸發(fā)筒身內(nèi)徑,；選擇刮板合適的線速度是保證蒸發(fā)器穩(wěn)定可靠運行及滿意蒸發(fā)效果的重要參數(shù)之一,。
2.分離筒
物料由設在分離筒身下端的入口切向進入蒸發(fā)器，并經(jīng)安裝在分離筒身內(nèi)的布料器被連續(xù)均勻地分布于蒸發(fā)筒身內(nèi)壁,，從蒸發(fā)筒身蒸發(fā)出的二次蒸汽上升至分離筒,，經(jīng)安裝在內(nèi)的氣液分離器，將二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫分離,，二次蒸汽從上端的出口引出蒸發(fā)器,。
依據(jù)于蒸發(fā)器內(nèi)阻力計算的分離筒身的合理設計，是避免物料“短路”的關鍵因素之一,。(所謂“短路”,，系指物料剛進蒸發(fā)器，尚未完成蒸發(fā)過程,，即從二次蒸汽出口離開蒸發(fā)器,。）
3.布料器
布料器安裝在轉子上。合理的設計,，使從切線方向進入蒸發(fā)器的物料,，通過旋轉的布料器，被連續(xù)均勻地呈膜上潑布在蒸發(fā)面上,。
4.氣液分離器
旋片式氣液分離器安裝在分離筒上方,，它將上升的二次蒸汽可能挾帶的液滴或泡沫捕集，并使之回落到蒸發(fā)面上,。
5.蒸發(fā)筒身
又稱加熱筒身,。它是被旋轉刮板強制成膜的物料與夾套內(nèi)加熱介質進行熱交換的蒸發(fā)面。蒸發(fā)筒身的內(nèi)徑及長度由蒸發(fā)面積及適宜的長徑比確定,。
加熱筒身內(nèi)壁經(jīng)機床加工和拋光,，且與兩端法蘭連接面一次加工而就，保證設備整體圓心度,。經(jīng)過拋光的筒身內(nèi)壁光滑潔亮,，不易粘料和結垢，有效保證了設備的高傳熱系數(shù),。
6.轉子
安裝在蒸發(fā)器筒體內(nèi)的轉子由轉軸與轉架組成,。轉子由電機、減速機驅動，并帶動刮板作圓周運動,。轉架采用不銹鋼精密鑄件加工而成,，使其強度、幾何尺寸,、穩(wěn)定性等都得到有效保證,。
7.刮板
由于刮板的運動，將物料不斷地在蒸發(fā)面上刮成薄膜,，以達到薄膜蒸發(fā)的效果,。