[發明專利]一體式分凝器及其應用

有效

• 申請號: 201710170863.7
• 申請日: 2017-03-21
• 公開（公告）號: CN106914029B
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發明（設計）人: 郝曉剛;杜曉;劉長林;李春成
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: B01D5/00
• 分類號: B01D5/00;C07D307/48;C07C209/86;C07C211/46
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 申艷玲

本發明公開了一種一體式分凝器及其應用。該裝置包括一圓柱形殼體和兩個封頭，殼體內設有固定于管板的多排冷凝管；根據對冷凝產品純度的要求由高沸點有機物水溶液的兩組分相圖確定合適的冷凝溫度，并在冷凝管上選取相應溫度所對應位置設置若干個環形擋板；其中冷凝管中部安裝有若干個環形擋板；殼體內壁上均勻設有折流板；以蒸汽入口與出口分別作為工藝的上下游，環形擋板下游設置的折流板與殼體之間形成積液室，積液室下方通過閥門與冷凝液收集罐相連。本發明不僅能夠與滲透汽化工藝耦合從低濃度水溶液中分離回收獲得高純度高沸點有機物，且一體式結構設計以及傾斜的放置方案使分凝器的占地面積減小、設備投資成本降低、設備操作及維護更加簡單。

技術領域

本發明涉及一種能夠實現兩個分凝器作用的一體式分凝器及其應用，屬于化工設備及應用技術領域。

背景技術

分凝器的用途多種多樣，為了滿足各種用途的冷凝需求，分凝器的結構也有很多種。而考慮到實際工作情況，一體式分凝器具有操作簡單、冷凝效果好、占地面積小等諸多優點而廣泛的應用于各個領域。中國專利CN 102435023 A公開了一種一體式冷凝器，用于熱泵機組中，對高溫氣態冷凝劑起冷凝作用。該一體式冷凝器由扇葉、轉軸及支架、散熱銅管、電動機組成；其中扇葉共3~4片，用鋁片制成。散熱銅管嵌入其中，在扇葉轉動的過程中冷風直接從散熱銅管表面掠過，快速帶走銅管上的熱量，使散熱銅管內的高溫氣態冷凝劑迅速降溫直至液化。中國專利CN 105157441 A公開了一種多管排一體式聯箱自動調節分液冷凝器，包括第一聯箱、第二聯箱和換熱管，在安裝所述進口管的聯箱內設置隔板，在所述第一聯箱和第二聯箱內設置汽液分離器。這一裝置可以有效提升工質分配的均勻性，大幅度降低流動阻力并維持高效換熱且能夠防止冷凝液帶出聯箱。

從稀溶液中回收高沸點有機物在生物質燃料提純、廢水凈化等領域應用范圍廣泛。糠醛和苯胺分別是胺類和呋喃環系最具代表性的高沸點有機物之一，從稀溶液中分離回收高純度糠醛和苯胺具有重要價值。

糠醛的生產是通過酸性水解生物質原料中的半纖維素物質得到。經水解后的水解液中糠醛的質量百分含量約為2wt% ~8wt%，目前國內糠醛廠采用蒸餾法從水解液中分離提純糠醛，第一次為初精餾，可以將糠醛濃度提高至90wt%~92wt%（水與糠醛恒沸點時的濃度），然后再采取多級精餾進行糠醛的精制。精餾過程耗能較大，使糠醛生產成本較高。

苯胺是化工行業重要的中間體之一，在染料、農藥、橡膠助劑等行業中具有廣泛應用，廢水中苯胺含量較高（1wt%~3wt%），目前工業上常用的苯胺廢水處理手段有萃取法、吸附法。吸附法不適宜處理濃度較高的苯胺廢水，并且吸附劑的再生困難，經過幾次再生后，吸附容量損失較大。萃取法（CN1600696A、CN102936079A）容易造成水體的二次污染，需要多級萃取，設備投資大，并且難以得到可以回用的高純度苯胺。

中國專利CN103254158A公開了利用生物質水解耦合滲透汽化分離生產糠醛的方法及裝置：滲透汽化膜對水解液中的糠醛具有高選擇性，當膜吸附平衡后在膜的下游通過抽真空將膜中優先吸附的糠醛和少量水以低壓混合蒸汽的形式解吸出來，最后再將糠醛與水蒸汽冷凝收集，此一級冷凝裝置無法得到高純度糠醛，仍然需要進一步精制，并且糠醛的精制過程耗能很大。中國專利CN104587834A公開了一種從低濃度水溶液中分離回收高沸點有機物的裝置及方法：通過真空泵在滲透汽化膜下游形成低壓氣氛，利用滲透汽化膜作為傳質分離介質將稀溶液中的高沸點有機物進行選擇性富集，之后將富集的混合蒸汽進行分級冷凝；高沸點有機物蒸汽首先被截留在第一級冷凝器中生成高純度液態有機物，未被冷凝的水蒸汽和少量有機蒸汽被截留在第二級冷凝器中，通過循環泵送回原料槽中。此方法雖然能夠得到高純度高沸點有機物，但此兩級冷凝裝置使操作復雜并且設備投資大，回收成本較高。

發明內容

本發明旨在提供一種一體式分凝器及其應用，該一體式分凝器占地小、易操作、成本低，能用其分離回收低濃度水溶液中的高沸點、水溶性有機物——糠醛與苯胺；解決了高沸點有機物分離回收過程中冷凝器操作復雜、占地面積大、投資及維護成本高等缺點。