[實(shí)用新型]一種節(jié)能高效階梯式溫差電加熱蒸餾裝置

有效

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• 申請日: 2010-07-29
• 公開（公告）號: CN201719855U
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊銳雄;張興懷;牛俏生;邱良增;葉柏連;阮湘元
• 申請（專利權(quán)）人: 楊銳雄;阮湘元
• 主分類號: B01D3/00
• 分類號: B01D3/00
• 代理公司: 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102
• 代理人: 羅曉林;李志強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種蒸餾裝置，特別是指一種以石英玻璃為主體材料制備的具有階梯式溫差形成差異溫場蒸餾的電加熱蒸餾裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)工業(yè)中采用的電加熱蒸餾裝置，分為外電熱式和內(nèi)電熱式兩種。兩種加熱器的外形基本為立柱式，尺寸基本相同。其中，外電熱式蒸餾裝置采用一定功率的電爐絲，單層螺旋式嵌入蒸餾柱的外表加熱層，透過蒸餾柱內(nèi)層加熱待蒸餾液體，或電爐絲盤旋在蒸餾柱底層，隔層加熱蒸餾。外電熱式具有設(shè)備構(gòu)造簡單、便于加工制造、操作簡單和產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但存在傳熱慢、熱輻射損耗大、電耗高、產(chǎn)量低等缺點(diǎn)，不利于規(guī)模生產(chǎn)。另一方面，蒸餾液整體沸騰，易形成汽液共沸而導(dǎo)致雜質(zhì)隨汽泡體進(jìn)入產(chǎn)品，難以獲得高純度產(chǎn)品。

而內(nèi)電熱式蒸餾裝置是將一定功率的電爐絲嵌入電加熱管，并將電加熱管封入蒸餾柱內(nèi)部，直接對待蒸餾液體加熱，即從待蒸餾液體內(nèi)部進(jìn)行加熱。內(nèi)電熱式蒸餾裝置具有加熱快、電耗低、產(chǎn)量高等優(yōu)點(diǎn)，有利于規(guī)模化生產(chǎn)。但是，內(nèi)電熱式蒸餾裝置存在易形成汽液共沸而導(dǎo)致雜質(zhì)隨汽泡體進(jìn)入產(chǎn)品，難以獲得高純度產(chǎn)品，蒸餾過程中沸騰狀態(tài)的均勻性難以控制，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定性較差等問題。還存在設(shè)備加工較復(fù)雜、維修保養(yǎng)難度大的缺點(diǎn)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型需解決的問題是提供一種以石英玻璃材料為主制造的、利用階梯溫差場實(shí)現(xiàn)蒸餾的蒸餾裝置。

根據(jù)上述需解決的問題設(shè)計(jì)了一種節(jié)能高效階梯式溫差電加熱蒸餾裝置，包括蒸餾罐，在蒸餾罐的頂部設(shè)有與蒸餾罐體相貫通的冷凝管，在蒸餾罐的底部設(shè)有與蒸餾罐體相貫通的進(jìn)料管，在蒸餾罐內(nèi)設(shè)有電加熱裝置，所述的蒸餾罐為臥式蒸餾罐且在該臥式蒸餾罐采用內(nèi)電熱式加熱結(jié)構(gòu)。其中，所述的內(nèi)電熱式加熱結(jié)構(gòu)石英質(zhì)絕緣管內(nèi)置電熱絲結(jié)構(gòu)，且于蒸餾罐下層設(shè)置低功率電熱絲對待蒸餾液進(jìn)行預(yù)加熱、于蒸餾罐上層設(shè)置高功率電熱絲對待蒸餾液進(jìn)行常規(guī)蒸餾加熱，使蒸餾罐內(nèi)形成階梯式溫差場。裝配時(shí)，所述的低功率電熱絲設(shè)置于蒸餾罐內(nèi)≤1/3高度處，一般設(shè)有低功率電熱絲有相互并聯(lián)的1～3條；所述的高功率電熱絲設(shè)置于蒸餾罐內(nèi)≥1/3高度處，一般設(shè)有高功率電熱絲有相互并聯(lián)的1～3條。

本實(shí)用新型將傳統(tǒng)立柱式蒸餾改為平臥式蒸餾，蒸餾罐可為平臥圓柱罐形，或球形，或平臥橄欖形，以平臥橄欖形為更佳。不同功率的電爐絲嵌入石英管制成電加熱管，電加熱管分層嵌入蒸餾罐內(nèi)，電加熱管功率由上至下依次減小。蒸餾時(shí)，通過調(diào)節(jié)各層電加熱管功率和加熱時(shí)間，蒸餾液體獲得表層、中層和底層的依次降低的加熱溫度，實(shí)現(xiàn)表層沸騰、中層準(zhǔn)沸騰、底層預(yù)熱的階梯式受熱，形成階梯式溫差蒸餾。

本實(shí)用新型階梯式溫差蒸餾裝置，通過將立式蒸餾改為平臥式蒸餾，增大了待蒸餾液體的蒸發(fā)比表面積，可提高蒸餾產(chǎn)率；使沸騰僅在待蒸餾液體表層發(fā)生，充分抑制了汽液共沸現(xiàn)象，可避免溶液中的雜質(zhì)隨汽泡體進(jìn)入溜出液，從而提高產(chǎn)品的純度；有效降低了蒸餾裝置整體溫度，減少了熱輻射導(dǎo)致的熱能損失，降低能耗，同時(shí)提高了設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性、可控性和安全性，更適合規(guī)模化生產(chǎn)；蒸餾過程中，汽化所需熱傳遞的傳遞距離短，提高了熱能的熱效率和蒸餾效率。

附圖說明

附圖1是本實(shí)用新型的裝配簡圖。

具體實(shí)施方式

對于常規(guī)蒸餾，立式蒸餾罐是必備的設(shè)備。但立式蒸餾罐的先天性弊端如受熱面積小、熱傳遞距離長等也備受詬病。本實(shí)用新型的主旨是針對傳統(tǒng)設(shè)備存在的問題提出一個(gè)新的解決方案，于是如何用臥式蒸餾罐替代立式蒸餾罐成為一個(gè)選擇。下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述。

參照附圖。本實(shí)用新型所述的臥式蒸餾罐1可為平臥圓柱罐形，或球形，或平臥橄欖形，以平臥橄欖形為更佳。裝配時(shí)，在蒸餾罐的頂部設(shè)有與蒸餾罐體相貫通的冷凝管2和安全平衡管5，在蒸餾罐的底部設(shè)有與蒸餾罐體相貫通的進(jìn)料管3和排污口4，在蒸餾罐內(nèi)設(shè)有電加熱裝置。

具體實(shí)施時(shí)，如取直徑10cm厚質(zhì)石英玻璃管，經(jīng)融熔吹制成容積約8升的平臥橄欖形蒸餾罐，在蒸餾罐頂部中間處熔接冷凝管，在一端底部熔接進(jìn)料管、排污口和安全平衡管等。另取直徑0.5～0.8cm石英管若干條，分別封裝1kw、1.5kw和3kw電爐絲，制成不同功率的電加熱管。將一條3kw電加熱管焊接于橄欖形蒸餾罐內(nèi)的≥1/3高度處，制成單層單管階梯式溫差橄欖形蒸餾裝置。這時(shí)只有待蒸餾液體的上層直接受熱，下層只能通過對流和傳導(dǎo)受熱，故溫度低于直接受熱區(qū)。或者，將二條1.5kw電加熱管平行焊接于橄欖形蒸餾罐內(nèi)的≥1/3高度處，制成單層雙管階梯式溫差橄欖形蒸餾裝置。或取3kw和1kw電加熱管各一條，分別焊接于橄欖形蒸餾罐內(nèi)的≥1/3和≤1/3高度處，制成雙層階梯式溫差橄欖形蒸餾裝置。