短程蒸餾,“短程”即指較短路程,廣義來(lái)講蒸發(fā)器采用蒸發(fā)面到冷凝面距離小于300MM的設(shè)計(jì)方案,都能稱為短程蒸餾器。
從設(shè)計(jì)構(gòu)造上分為刮板式短程蒸餾設(shè)備、離心式短程蒸餾器和近年一些廠家改進(jìn)薄膜蒸發(fā)器的冷凝器安裝位置演變而來(lái)的短程蒸餾器。
目前應(yīng)用較廣技術(shù)朂成熟的是刮板式短程蒸餾器,設(shè)計(jì)采用由外加熱的垂直蒸發(fā)筒體、中心冷凝器以及在蒸餾器和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)的刮膜器組成。其蒸餾過(guò)程是:物料從蒸發(fā)器的頂部加入,經(jīng)轉(zhuǎn)子上的料液分布器將其連續(xù)均勻地分布在加熱面上,隨即刮膜器將料液刮成一層極薄、呈湍流狀的液膜,并以螺旋狀向下推進(jìn)。在此過(guò)程中,從加熱面上逸出的輕組分,經(jīng)過(guò)很短的路線和幾乎未經(jīng)碰撞就到內(nèi)置冷凝器上冷凝成液,并沿冷凝器管流下,通過(guò)位于蒸發(fā)器底部的出料管排出;殘液即重組分在加熱區(qū)下的圓形通道中收集,再通過(guò)側(cè)面的出料管中流出。
分子蒸餾,更準(zhǔn)確說(shuō)是分子蒸餾原理,它不同于傳統(tǒng)蒸餾依靠沸點(diǎn)差分離原理,而是靠不同物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)平均自由程的差別實(shí)現(xiàn)分離。其蒸餾過(guò)程當(dāng)液體混合物,在某個(gè)特定的壓力條件下,沿加熱板流動(dòng)并被加熱,輕、重分子會(huì)逸出液面而進(jìn)入氣相,由于輕、重分子的自由程不同,因此,不同物質(zhì)的分子從液面逸出后移動(dòng)距離不同,若能恰當(dāng)?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板(蒸發(fā)面積冷凝面距離一般小于100MM),則輕分子達(dá)到冷凝板被冷凝排出,而重分子達(dá)不到冷凝板沿混合液排出。這樣達(dá)到物質(zhì)分離的目的。
從蒸餾過(guò)程描述中應(yīng)注意“特定壓力條件”和“蒸發(fā)面積冷凝面距離”。也就是說(shuō)不是所有原料都能實(shí)現(xiàn)分子蒸餾;分子蒸餾過(guò)程只有在刮板式短程蒸餾器或者離心式短程蒸餾器才能實(shí)現(xiàn);不是簡(jiǎn)單的在短程蒸餾器內(nèi)蒸餾就是分子蒸餾,分子蒸餾實(shí)現(xiàn)必須是在特定壓力特定溫度下實(shí)現(xiàn)的分子級(jí)運(yùn)動(dòng)并實(shí)現(xiàn)分離過(guò)程。
所以簡(jiǎn)單的把分子蒸餾和短程蒸餾混為一談是錯(cuò)誤的,其本質(zhì)是有區(qū)別的。
短程蒸餾設(shè)備的特點(diǎn):極高真空:刮板式短程蒸餾特殊的構(gòu)造設(shè)計(jì),允許操作壓力達(dá)到極低的操作真空,實(shí)驗(yàn)規(guī)模的設(shè)備真空可達(dá)0.001mbar,即使工業(yè)規(guī)模的設(shè)備也能達(dá)到0.01-0.05mbar。
操作溫度遠(yuǎn)低于物料的沸點(diǎn):由于刮板式短程蒸餾采用中心冷凝方式,蒸發(fā)面積冷凝面距離一般小于50mm(實(shí)驗(yàn)裝置距離小于10mm),使得蒸發(fā)器和冷凝器之間只存在輕微的壓降,也就是說(shuō)真空系統(tǒng)尾端真空度幾乎和蒸發(fā)器的真空接近。DEA的設(shè)計(jì)完全符合分子蒸餾過(guò)程的實(shí)現(xiàn)條件。
受熱時(shí)間短: 由采用垂直旋轉(zhuǎn)的刮板成膜設(shè)計(jì),物料在加熱壁上的停留時(shí)間短僅為十幾秒。由于短程蒸餾加熱壁與冷凝器間有嚴(yán)格的距離要求,由液面逸出的輕分子,幾乎瞬時(shí)就到達(dá)冷凝面,汽相輕分子受熱時(shí)間在這個(gè)過(guò)程中可以忽略不計(jì)。熱分解的可能被朂小化。
傳質(zhì)和傳熱效率優(yōu)越:DEA短程蒸餾采用機(jī)械刮膜系統(tǒng),區(qū)別于其他如降膜類蒸發(fā)器的成膜不均缺陷,在短程蒸發(fā)器內(nèi)物料成膜厚度均勻而且流動(dòng)特性優(yōu)良,由于液面和加熱面的面積幾乎相等,傳質(zhì)和傳熱效率優(yōu)越。
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