[發明專利]由非揮發性或低揮發性物質熱分離出揮發性物質的方法

有效

• 申請號: 201280048905.5
• 申請日: 2012-10-05
• 公開（公告）號: CN103889526A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 丹尼爾·維特;安德里亞斯·迪奈爾;皮埃爾·利希蒂
• 申請（專利權）人: 利斯特股份公司
• 主分類號: B01D1/22
• 分類號: B01D1/22;B01D1/24;B01D19/00;B29B7/00;B29C47/00;C08F6/00;C08F6/10
• 代理公司: 北京中原華和知識產權代理有限責任公司 11019
• 代理人: 壽寧;張華輝

技術領域

本發明涉及一種用于由非揮發性或低揮發性物質熱分離出揮發性物質的方法，非揮發性或低揮發性物質具有朝向氣室的相界，氣室接收氣化和/或升華后的揮發性物質。

背景技術

由液態或膏狀非揮發性物質中熱分離出揮發性物質是一種廣泛應用的工藝方法。在此，待處理基質在這種熱力學條件下可導致揮發性物質的氣壓高于該非揮發性物質在環繞待處理基質的

周圍氣相物中的分壓。在原始基質中顯然不會發生熱分離，因而通過升溫或降低揮發性物質的分壓經由施放第三物質或降低壓力對基質進行處理。

在這種工藝技術中，已知上述方法限于熱傳遞、物質傳輸或二者相結合。由于揮發性物質的氣化是吸熱過程，因此熱傳遞具有限制性。為使氣化保持在恒定的分壓，還需由外界向基質供給能量。然后，在物質傳輸極快并由此耗盡的情況下，由熱傳遞決定所述處理過程，物質逐漸接近氣相物與沸騰混合物之間的平衡點。對于本發明而言，可以不考慮這種限制途徑，而是考慮通過物質傳輸加以限制。

發明內容

本發明的目的在于提高物質傳遞，特別是提高并加速由基質中提取揮發性物質。

為解決該目的，對由基質向氣室的相界供給機械能，以提高揮發性物質的物質交換。

顯著性在于，尤其在處理室中，混合尤為均勻，質傳限制通常具有對流性。揮發性物質已在基質塊中氣化，但仍需傳送至表面。倘若物質的粘性較低，可通過氣泡產生足夠的升力，以將足夠的氣泡傳送至到氣室的相界。但倘若物質是膏狀或具有粘性，需將物質混合。在此，可利用滲透理論模型很好地描繪氣泡的傳輸率，該滲透模型在朝向氣室的有效表面與混合次數之間建立聯系。

而最新研究已表明，不僅所形成氣泡的傳送會受到工藝限制，其在基質朝向氣室的表面上的破壞率亦會受到工藝限制。僅當氣泡在表面破裂時，氣泡才能將其內容物傳送至氣室，否則氣泡將重新混入基質中。在低粘性基質中，這一情況明顯變為泡沫。通過模擬計算，還可表明，在高粘性的膏體中，破壞率也對物質傳遞起決定性作用。

根據本發明，為提高氣泡在基質表面的破壞率，對該表面施加負荷，以有效破壞這些氣泡。根據本發明，例如利用加配部分揮發性添加劑來實現這一點。這種揮發性添加劑可以是已存在于基質中且待分離的相同物質或其他不同物質，借以實現額外的汽提效果。根據本發明，盡可能在相界上均勻加配添加劑，從而實現基質的物質交換。通過模擬計算會發現通過這種物質交換的方式可使物質交換提高100倍。

加配揮發性添加劑的方法可能由于其氣化或升華而引起空穴效應，該效應再為氣泡的破裂提供能量。

根據本發明，有利地，例如將揮發性物質自上加配至旋轉軸上，在該軸上具有基質，其中軸位于處理室中，在處理室中進行熱分離。在此，根據本發明，需確保始終具有自由相界，可在該相界上加配添加劑，換言之，處理室并非完全充滿基質。根據本發明，例如通過使用捏合機軸即為該種情況。通過軸的旋轉，添加劑可在軸向上良好地分布于基質。

倘若軸構造為空心軸，根據本發明，在軸的自由中心進行添加劑的加配。為確保添加劑在縱向的均勻分布，根據本發明，添加劑在處理室中的加配位置沿著軸的縱軸線移動、相應移動軸或者沿著軸的縱軸線實現多個添加劑進料點。

根據本發明，同樣還可考慮通過引入機械能而在基質的相界上破壞氣泡的其它方法。例如，聲波或電磁波可通過改善基質中的氣泡遷移來提高物質傳輸。根據本發明，不僅致力于通過破壞相界上的氣泡而得以改進。

本發明特別要求保護另一種可能方案，但優選與第一種可能方案相結合，將揮發性或部分揮發性（可氣化）添加劑加入基質中并使由基質中的可氣化組分

產生的氣泡破裂。此外，添加劑的添加量共計每小時在每千克粘塊中添加至少0.1千克/時。

優選地，以形成滴液的形式將添加劑加入基質中。舉例而言，由于添加劑發生氣化并由此在高粘性物質塊內形成表面，因而添加劑在粘塊中起泡。人們已知，如此產生的氣泡內的壓力達到大于1巴（絕對壓力）。

揮發性物質通過添加劑的表面滲入起泡的添加劑中。然后，所產生的具有添加劑及揮發性物質的氣泡特別通過機械應力到達基質表面。在此，優選如第一實施例所述，氣泡再在基質表面上破裂，從而所含的氣相物轉入氣室中。

添加劑使氣相物內對基質的分壓降低，從而使揮發性物質與添加劑之間的濃度梯度大于1:10。

揮發性物質及添加劑共同從氣室逸出，其后單獨處理揮發性物質及添加劑，如液化和分離。

可在真空、大氣壓或過壓下進行整個過程。優選地，將任意物理狀態的水用作添加劑。