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分子蒸馏器的技术要点和发展(1)

分子蒸馏器的技术要点和发展
    上世纪的三十年代至六十年代,是分子蒸馏技术的研发时代,至六十年代,日、英、美、德、法及前苏联均有多套大型工业化装置投入工业应用。但由于相关技术的发展还很落后,致使当时分子蒸馏技术及装备在总体上还不够完善。例如,分子蒸馏蒸发器的分离效率还有待提高、密封及真空获得技术还有待改进、应用领域还有待拓展、分离成本还有待降低等。所有这些都是后来的研究者改进的方向。从上世纪六十年代至今的五十多年来,各国研究者均十分重视这一领域的研究,不断有新的专利和文献出现。同时,也出现了一些专业的技术公司专门从事分子蒸馏器的开发制造,使分子蒸馏技术的工业应用得到了进一步发展。  
短程分子蒸馏器按刮膜器形式分三种形式:滚膜、滑动刮膜、铰链刮膜,根据物料的粘度、处理性质选用不同的刮膜器。    短程蒸馏特性:能解决大量常规蒸馏技术所不能解决的新型分离技术。   短的停留时间:刮膜器的作用,使得液膜在加热面停留时间极短。    低的蒸馏温度:由于冷凝器直接位于加热面的对面,减少了压差,所以具有极高的真空度,物料可在极低的温度下甚至于无需到沸点即蒸馏。    粘性物和产品中含有固体物:刮片的深深浸入,靠一个相当可观的边缘,料膜引起一个强烈的剪切及混合效应,减轻了待处理液的粘性,适合处理粘度到50Pas,并防止加热面结垢,特别适合于含固体料液。    极薄的蒸馏液面:刮膜器的作用将料液刮成极薄的液膜。分离更彻底。   热敏感物料:   高分离比:精密的刮板使用使用得极薄的液膜被均匀地分布在加热面上,导致整个加热面湿润。这样允许操作单元高沸分离比。这意味着在案列中进入的90%以上被蒸发,恒量残留物质中水平能被完成。    工作原理:    在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力,对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行要求在沸腾面和冷凝面之间非常短的距离,基于这个原理制作的蒸馏器称为短程蒸馏器短程蒸馏器(分子蒸馏)有一个内置冷凝器在加热面的对面,并使操作压力降到0.001mbar。    短程蒸馏器是一个工作在1~0.001mbar压力下热分离技术过程,它较低的沸腾温度,非常适合热敏性、高沸点物。其基本构成:带有加热夹套的圆柱型筒体,转子和内置冷凝器;在转子的固定架上精确装有刮膜器和防飞溅装置。内置冷凝器位于蒸发器的中心,转子在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。    短程蒸馏器由外加热的垂直圆筒体、位于它的中心冷凝器及在蒸馏器和冷凝器之间旋转的刮膜器组成。    蒸馏过程是:物料从蒸发器的顶部加入,经转子上的料液分布器将其连续均匀地分布在加热面上,随即刮膜器将料液刮成一层极薄、呈湍流状的液膜,并以螺旋状向下推进。在此过程中,从加热面上逸出的轻分子,经过短的路线和几乎未经碰撞就到内置冷凝器上冷凝成液,并沿冷凝器管流下,通过位于蒸发器底部的出料管排出;残液即重分子在加热区下的圆形通道中收集,再通过侧面的出料管中流出。    短程蒸馏器还适合于进行分子蒸馏。分子流从加热面直接到冷凝器表面。如图所示,分子蒸馏过程可发如下四步:    1、 分子从液相主体向蒸发表面扩散:   通常,液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速度的主要因素,所以应尽量减薄液层厚度及强化液层的流动。    2、 分子在液层表面上的自由蒸发:    蒸发速度随着温度的升高而上升,但分离因素有时却随着温度的升高而降低,所以,应
分子蒸馏的技术要点和发展