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短程蒸餾


 
短程蒸餾/分子蒸餾器基本原理
        短程蒸餾是一種在高真空(<10Pa)條件下,在加熱面上被蒸發(fā)的分子經(jīng)過盡可能短的距離到達(dá)冷凝面進(jìn)行冷凝,從而實現(xiàn)液-液分離的蒸餾過程。當(dāng)加熱面與冷凝面的距離小于或等于操作真空和溫度下的被蒸發(fā)分子的平均自由程時,該蒸餾過程也被稱為分子蒸餾。它具有蒸餾溫度低、蒸餾真空度高、受熱時間短、分離程度高等特點(diǎn)。
        物料從上法蘭蓋進(jìn)入短程蒸餾器,通過轉(zhuǎn)子上的分配盤將物料連續(xù)均勻的分布到垂直的筒體加熱面上,物料靠重力下降的同時,被旋轉(zhuǎn)的刮膜裝置在加熱面強(qiáng)制形成薄的湍流狀液膜。

其蒸餾過程分以下幾個步驟
        一、物料在加熱面上形成液膜的距離到達(dá)內(nèi)置冷凝器并冷凝下來,通過蒸發(fā)器底部的出料口排出,重組份進(jìn)入短程蒸餾器的殘渣收集槽并從側(cè)面的出口排出。
        二、被蒸發(fā)的分子在冷凝面上冷凝。
        三、蒸餾物和殘留物的收集排放。
 
性能特點(diǎn)
       真空度高、蒸餾溫度低;工作真空:0.1Pa~10 Pa。
       傳熱系數(shù)大、蒸發(fā)效率高:旋轉(zhuǎn)的刮膜裝置將物料在蒸發(fā)筒體內(nèi)表面刮成均勻的薄膜,降低了熱阻,在高真空度下,使得易蒸發(fā)物質(zhì)容易從物料中蒸餾分離出來;由于筒體內(nèi)表面與刮膜器之間的液膜處于劇烈的湍動狀態(tài),物料中的不同組份傳遞以及與加熱夾套內(nèi)的加熱介質(zhì)的熱量傳遞都高;此外,由于筒體內(nèi)表面的高光潔度以及刮膜器的不停運(yùn)動,使得加熱面不容易結(jié)焦、結(jié)垢,也有助于增大總傳熱系數(shù),提高蒸發(fā)效率。
       受熱時間短:進(jìn)入短程蒸餾器的物料由分配盤均勻分布到垂直的加熱面上,在重力和刮膜器的雙重作用下沿長度有限的加熱面呈螺旋下轉(zhuǎn),在蒸發(fā)器內(nèi)的停留時間很短,一般為幾秒~幾十秒(平均停留時間與加熱面長度、刮膜器的形式及物料的特性、膜厚等參數(shù)相關(guān))。此外,DZ系列短程蒸餾器的“無死角”設(shè)計,避免了物料在分配盤、加熱面和刮膜系統(tǒng)等部位堆積,減少了熱敏性物質(zhì)的熱聚合和熱分解。

結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
       一、傳動與機(jī)械密封設(shè)計,讓設(shè)備長期平穩(wěn)運(yùn)行
       DZ系列短程蒸餾器的傳動裝置和機(jī)械密封是為滿足設(shè)備能夠長期穩(wěn)定運(yùn)行而設(shè)計制造的,并根據(jù)短程蒸餾器的工況和物料特性確定傳動裝置的減速比、機(jī)械密封的潤滑方式(強(qiáng)制循環(huán)潤滑、靜止?jié)櫥┮约皺C(jī)械密封的冷卻方式。
       二、蒸發(fā)筒體整體加工成型,無中間法蘭連接
       短程蒸餾器的蒸發(fā)筒體由內(nèi)筒體和加熱夾套組成。DZ系列短程蒸餾器的筒體均是整體加工成型,蒸發(fā)筒體無中間法蘭連接。整體加工成型的筒體避免了法蘭連接帶來的泄漏和物料積留,而且避免了法蘭兩側(cè)出現(xiàn)低溫區(qū),導(dǎo)致蒸發(fā)面得不到有效利用。此外,整體加工成型的筒體可以讓設(shè)備的精度和良好的成膜效果。
       三、筒體內(nèi)表面光潔度高,不易粘料
       筒體內(nèi)表面作為短程蒸餾器的加熱蒸發(fā)面,對表面光潔度是有嚴(yán)格的要求的,DZ系列短程蒸餾器的筒體內(nèi)表面在粗加工達(dá)到集合尺寸要求后,通過精磨使其內(nèi)表面光潔度達(dá)到Ra0.8μm,可以讓內(nèi)表面不易粘料和結(jié)垢,減少物料滯留,提高傳熱傳質(zhì)效率。根據(jù)食品和醫(yī)藥等行業(yè)的要求,還可以采用拋光技術(shù),使其表面光潔度達(dá)到Ra0.2μm。
       四、液體分布器和防濺裝置設(shè)計,有效保證產(chǎn)品品質(zhì)
       為了提高蒸發(fā)效率,短程蒸餾器的物料連續(xù)均勻的分布到垂直的筒體加熱面上。DZ系列短程蒸餾器的液體分配器不僅能均勻的把物料分布到加熱面上,還能防止少量物料在分布器上長時間滯留,對于高粘度的物料也是如此。
       DZ系列短程蒸餾器設(shè)計和制造,可以確保刮膜裝置長期平穩(wěn)運(yùn)行,其優(yōu)良的成膜性能使物料的蒸發(fā)過程變得柔和,不產(chǎn)生飛濺和夾帶,在大多數(shù)情況下,即使無防濺裝置也能滿足產(chǎn)品要求。當(dāng)處理某些物料和對產(chǎn)品有要求時,DZ系列短程蒸餾器的防濺裝置可以保證產(chǎn)品品質(zhì)。
 
刮膜形式
        多種刮膜器形式可選,使用范圍廣;
        斜凹槽刮塊式、滾筒式;
        采用特種PTFE材料工作溫度可達(dá)280℃;
        金屬鉸鏈?zhǔn)焦潭ü伟迨埂?br />
應(yīng)用范圍
        可代替常規(guī)降膜蒸發(fā)器,用于石化及化工產(chǎn)品的蒸餾、提純、濃縮、脫色使用;
        適用于熱敏性,易氧化化學(xué)工業(yè)品的蒸餾精制;
        也可用于高沸點(diǎn)產(chǎn)品的蒸餾分離。

典型應(yīng)用
        多不飽和脂肪酸(油酸、亞麻酸、魚油脂肪酸(乙酯))及其衍生物的蒸餾精制;
        單甘脂的精制;
        二聚酸的精制;
        VE、植物甾醇的精制;
        液晶的蒸餾;
        高分子聚合物脫除單體;
        其他熱敏性產(chǎn)品的精制。

產(chǎn)品選型
        根據(jù)理論推算及多年短程蒸餾的應(yīng)用推廣經(jīng)驗,短程蒸餾的處理能力和原料(產(chǎn)品)的分子量,物料粘度、操作條件、蒸發(fā)器的有效換熱面積有直接關(guān)系。
        常用進(jìn)料速率:100 kg / (m2 h),( 80 - 150 kg /(m2 h))
        小規(guī)格: DZ-5有效蒸發(fā)面積0.05平方;
        大規(guī)格: DZ-3600有效蒸發(fā)面積36平方;
        設(shè)備材質(zhì):SUS304,SUS316L,SAF2205及哈氏合金;
        工作溫度:350℃。

升膜式蒸發(fā)器
        升膜式蒸發(fā)器又稱爬升膜蒸發(fā)器,它依據(jù)虹吸泵原理操作,根據(jù)在沸騰過程中產(chǎn)生的蒸汽氣泡的升力,液體和蒸汽并流向上流動,同時,產(chǎn)生的蒸汽量增加,從而,在管壁上產(chǎn)生流動的膜,即液體向上“爬”。并流向上運(yùn)動有肋于在液體中產(chǎn)生高度的湍流。
        這種蒸發(fā)器的特征是具有長的加熱管(約為5~7M),但加熱室和沸騰室之間的溫度差也要大,否則,蒸汽流的能量不足于輸送液體和產(chǎn)生爬升的膜。
        A:物料進(jìn)口
        B:冷凝水出口
        C:蒸汽進(jìn)口
        D:濃縮液出口
        E:二次蒸汽出口
 

降膜式蒸發(fā)器
        在降膜蒸發(fā)器中,液體和蒸汽向下并流流動,需濃縮的液體預(yù)熱至沸騰溫度,均勻的液膜通過蒸發(fā)器頂上的液體分布裝置進(jìn)入加熱管,在沸騰溫度下向下流動并部分蒸發(fā),往下運(yùn)動引入的重力因并流的蒸汽流不斷加強(qiáng)。
        在降膜式蒸發(fā)器中,將液體充分潤濕加熱面對裝置的無故障操作是重要的。如果加熱面沒有充分潤濕,將發(fā)生局部干壁和結(jié)殼,糟糕的情況是加熱管會被完全堵塞。在臨界情況下,潤濕速率隨蒸發(fā)器效數(shù)的增加或劃分而增加,因此,應(yīng)保持單程操作的優(yōu)點(diǎn)。在這種操作方式下,液體和加熱面的接觸時間幾乎是恒定的。
        除了管材尺寸以外,選擇合適的液體分布裝置對獲得潤濕很重要,兩種液體分布裝置。由于加熱管中液體量低且流速快,產(chǎn)品停留時間頗為短暫,因此,可以溫和地蒸發(fā)熱敏性物料。

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