[實用新型]微波場強化分子蒸餾分離裝置

無效

• 申請號: 201020121441.4
• 申請日: 2010-03-02
• 公開（公告）號: CN201658856U
• 公開（公告）日: 2010-12-01
• 發明（設計）人: 丁輝;張艷華;徐世民
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: B01D3/12
• 分類號: B01D3/12;B01J19/12
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 王麗

技術領域

本實用新型屬于化工分離過程強化領域，特別涉及一種微波場強化分子蒸餾分離裝置。

背景技術

分子蒸餾(Molecular?Distillation)是一項國內外正在進行工業化開發應用的高新液-液分離技術，是一種在高真空下進行分離操作的非平衡蒸餾過程，它利用分子運動平均自由程的差別，在遠低于沸點的情況下將物質分離。由于分子蒸餾內件簡化，內部壓降非常小，可以獲得很高的真空度，使物料在遠遠低于其常壓沸點的溫度條件下進行分離，是一個沒有沸騰的蒸發過程，特別適合于高沸點熱敏性物質和天然產物的特殊分離。

目前不論何種形式的分子蒸餾設備，其分離基本原理是相同的。即利用液體分子受熱會從液面逸出，而不同種類分子逸出后其平均自由程不同這一性質來實現的。

Langmuir根據理想氣體的動力學理論提出了分子運動平均自由程的數學模型：

λm=k2×π×Td2×p---(1)]]>

式中：λ_m-分子運動平均自由程；d-分子有效直徑；p-分子所處環境壓力；T-分子所處環境溫度；k-波爾茲曼常數。

由公式(1)可知，溫度、壓力及分子有效直徑是影響分子運動平均自由程的主要因素。在溫度和壓力一定的條件下，不同種類的分子，由于分子有效直徑不同，其平均自由程亦不同，即不同種類分子逸出液面后不與其他分子碰撞的飛行距離是不同的。輕分子的平均自由程大，重分子的平均自由程小，在距液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子的平均自由程之處設置一冷凝面，使得輕分子在冷凝面上被冷凝，而重分子因達不到冷凝面而返回液面，這樣混合物即得以分離。

正是基于(1)式分子運動平均自由程的分離原理，在實際操作分子蒸餾設備時，溫度和真空度的控制是分離物系的調控要素。

溫度控制：根據(1)式在系統真空度一定時，理論上應選擇一個最適溫度使輕分子獲得的能量足以使其落在冷凝面上，而重分子則達不到冷凝面，這個最適溫度就是分離過程中的理想溫度狀態。

真空度控制：根據(1)式，當蒸餾溫度一定時，壓強越小(真空度越高)，分子運動平均自由程越大。對于高沸點、熱敏性、高溫易氧化的物料分離即可以靠提高真空度，相對降低溫度而達到分離的目的，對這類提取物的分離真空度越高越好。即使對熱不敏感的物料的分離也要盡可能在高真空低溫度下進行。

分子蒸餾是在較低的溫度(相對真空蒸餾而言一股約低50～100℃)、較高的真空度(0.1Pa數量級)和較短的時間(幾十秒內)的條件即能使混合物得以分離的過程。分子蒸餾的分離能力可用液體中兩種分子的摩爾蒸餾速率之比來表征，分離度可用相對揮發度α表示，即：

α=GA·MBGB·MA---(2)]]>