[發明專利]一種毛細精餾原理、工藝及其設備

有效

• 申請號: 201310009240.3
• 申請日: 2013-01-11
• 公開（公告）號: CN103007564B
• 公開（公告）日: 2017-02-08
• 發明（設計）人: 孫先玉;孫博;張秀珍
• 申請（專利權）人: 中國林業科學研究院林產化學工業研究所
• 主分類號: B01D3/00
• 分類號: B01D3/00;B01D3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種毛細精餾原理、工藝及其設備。該技術屬于化學工程的熱工傳導分離工程及熱工設備技術領域。

背景技術：

本發明涉及一種毛細精餾原理、工藝及其設備，依據于毛細管在液相中存在著毛細管上升即表面張力現象，借此液體固有毛細管上升現象及其表面張力現象，發明了一種精餾溶液不斷反復交替毛細汽化與冷凝精餾的原理、工藝及其設備。

眾所周知，當干凈的玻璃毛細管插入液體中時，若此液體能潤濕毛細管壁，則因表面張力的作用，液體沿毛細管上升，直到上升的力被液柱的重力所平衡而停止上升，即稱之為毛細管上升，此正是毛細管蒸發加速的原理與動力。此毛細力可以加速蒸發溶液氣相的分離！

液膜有自動收縮的趨勢，這種收縮表面的力叫表面張力。其物理意義在于表面張力是沿著與表面相切的方向，垂直通過液體表面上任一單位長度收縮表面的力。任何液體，在一定的條件下均有一定的表面張力。如水在20℃是的表面張力為72.75mN/m。

鑒于此，本發明實現了一種毛細精餾塔，其精餾效果好，精餾效率高，就熱能的利用而言節能、低碳、高效。

發明內容：

一種毛細精餾原理、工藝及其設備，其特征在于包括以下步驟：

本發明毛細精餾原理即為毛細管自然上升法。

我們知道，毛細管自然上升力其幾乎是不受任何受力方向的作用與影響。當干凈的玻璃毛細管插入液體中時，若此液體能潤濕毛細管壁，則因表面張力的作用，液體沿毛細管上升，直到上升的力(2πγcosθ)被液柱的重力(πr²ρgh)所平衡而停止上升，即：

2πγcosθ＝πr²ρgh???????(1)

整理(1)式，得到：

γ=r2ρgh2cosθ---(2)]]>

式中：γ為表面張力，r為毛細管直徑，ρ為液體密度，g為重力加速度，h為液柱高，θ為接觸角。

液膜有自動收縮的趨勢，這種收縮表面的力叫表面張力。其物理意義在于沿著與表面相切的方向，垂直通過液體表面上任一單位長度收縮表面的力，通常存在表面張力，其單位用mN/m表示。

任何液體，在一定的條件下均有一定的表面張力。如水在20℃時的表面張力為72.75mN/m。

本發明涉及一種毛細精餾原理、工藝及其設備，即依據于毛細管在水相中存在的表面張力現象，并借助于液體的存在的表面張力發明、實現了溶液精餾溶劑蒸汽毛細精餾原理、工藝及其設備。

本發明毛細精餾工藝原理依據于毛細管在液相中存在的表面張力現象，并借助于溶液精餾溶液固有的溶液表面張力而加速溶液的毛細組合、耦合化精餾、冷凝與分離。

本發明毛細精餾工藝為：被精餾的溶液經毛細精餾再沸加熱器加熱后變成蒸汽，先后進入毛細精餾耦合化汽液毛細提餾段、耦合化汽液毛細精餾段經毛細精餾塔精餾后，進行毛細精餾組合、耦合化汽液冷凝分離，即毛細精餾蒸汽通過毛細冷凝吸嘴管束及其冷凝管組而冷凝得到毛細精餾分餾冷凝液。毛細精餾分餾冷凝液一小部分返回精餾塔內，用于平衡精餾塔分餾液的濃度，大部分毛細精餾冷凝分餾液經進一步冷卻后收至儲罐內。毛細精餾再沸加熱的熱媒為過熱蒸汽或導熱熱油。毛細精餾組合、耦合化冷凝吸嘴管束及其冷凝管組的冷凝、冷卻冷媒為空氣或水或冷凍液。毛細精餾組合、耦合化冷凝中的不凝性氣體經常壓或抽真空排出。毛細精餾與毛細冷凝的毛細冷凝吸嘴管束及其冷凝管組冷凝組合、耦合化構成。

本發明的毛細精餾設備主要有：再沸加熱器①、毛細精餾耦合化汽液毛細提餾段②、毛細精餾耦合化汽液毛細精餾段③、毛細精餾組合、耦合化冷凝器④、接管⑤⑥、蒸汽或導熱油熱媒⑦、空氣或水或冷凍液冷媒⑧、不凝性氣體⑨、溶劑冷卻器⑩。