[實用新型]熱管式分子蒸餾器

有效

• 申請號: 200720131828.6
• 申請日: 2007-12-21
• 公開（公告）號: CN201186167Y
• 公開（公告）日: 2009-01-28
• 發明（設計）人: 陳興元;李書龍;陳建秋
• 申請（專利權）人: 李書龍;陳興元;陳建秋
• 主分類號: B01D1/00
• 分類號: B01D1/00;B01D1/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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面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。特別適用于高分子量、高沸點、高粘度和熱敏性物料的分離，可廣泛應用于石油化工、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，結構復雜，制造成本大，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、蒸發面因局部過熱易結焦等缺點。

發明內容

本發明的目的就在于克服上述缺陷，提供一種利用熱管放熱段的外表面作為蒸發面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、蒸發面、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面上，蒸發面即為熱管上部放熱段的外表面，并將其加工成螺紋，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，實現蒸發面的間接自動恒溫控制。料液被均勻地分布到蒸發面上后，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面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面上受熱后，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面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面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，又配備自動恒溫電加熱控制系統，確保料液在蒸發面上不結焦。蒸發面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。

附圖說明

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

下面結合附圖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1、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、蒸發面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并與料液分布器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，并保持適當的間隙，在熱管1的外圍保持一適當間距同軸垂直安裝冷凝面8，這間距略小于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面9，蒸發面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面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內部工質的自動恒溫控制，從而間接地實現蒸發面9的自動恒溫控制。料液被料液分布器5均勻地分布到蒸發面9上后，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面9上受熱后，由于高度真空，其分子逸出液膜飛向冷凝面8被冷凝成液體，并沿冷凝面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面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。