專利名稱：熱管式分子蒸餾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種分子蒸餾設(shè)備，特別是一種利用熱管放熱段的外表 面作為蒸發(fā)面的一種自由降膜式分子蒸餾器。
背景技術(shù)：
分子蒸餾技術(shù)是一種新型的液-液高新分離技術(shù)，其中的分子蒸餾器是 分子蒸餾技術(shù)中的關(guān)鍵設(shè)備，它突破了常規(guī)蒸餾依靠沸點(diǎn)差來分離物質(zhì)的 原理，而是依靠不同物質(zhì)分子平均自由程的差異來實(shí)現(xiàn)液體混合物的分 離，因此，它具有常規(guī)蒸餾不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，如蒸餾壓力低、操作溫度低、 受熱時(shí)間短和分離程度高等。特別適用于高分子量、高沸點(diǎn)、高粘度和熱 敏性物料的分離，可廣泛應(yīng)用于石油化工、日化工業(yè)、食品工業(yè)、醫(yī)藥工 業(yè)、香精香料工業(yè)、農(nóng)藥及塑料工業(yè)等。
目前常用的分子蒸餾器大致可分為三類自由降膜式、旋轉(zhuǎn)刮膜式 和機(jī)械離心式。其中旋轉(zhuǎn)刮膜式和機(jī)械離心式均為動設(shè)備，動密封要求高，
結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本大，操作運(yùn)行費(fèi)用高；而自由降膜式分子蒸餾器雖屬
靜設(shè)備，結(jié)構(gòu)又簡單，易操作，但它存在液膜層較厚、液膜的流動為層流 流動而導(dǎo)致傳熱傳質(zhì)較差、蒸發(fā)效率低、蒸發(fā)面因局部過熱易結(jié)焦等缺點(diǎn)。 發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就在于克服上述缺陷，提供一種利用熱管放熱段的外表 面作為蒸發(fā)面的熱管式分子蒸餾器。
本發(fā)明的技術(shù)方案是
本發(fā)明的熱管式分子蒸餾器，主要由熱管、料液分布器、蒸發(fā)面、 冷凝面、電熱元件、溫控儀等組成。
熱管式分子蒸餾器的工作原理是料液被料液分布器均勻地分布到 蒸發(fā)面上，蒸發(fā)面即為熱管上部放熱段的外表面，并將其加工成螺紋，冷
凝面被加工成垂直槽道結(jié)構(gòu)，增加冷凝面積。在熱管的內(nèi)部裝有測溫元件， 測溫元件將熱管內(nèi)部工質(zhì)的溫度信號反饋給溫控儀，溫控儀再向安裝在熱 管下部吸熱段外表面的電熱元件輸送電加熱功率，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)面的間接自動 恒溫控制。料液被均勻地分布到蒸發(fā)面上后，依靠重力作用呈膜狀從上到 下依次翻越每一道螺紋向下流動，同時(shí)也有沿螺紋作圓周方向的流動，螺 紋的作用是增加蒸發(fā)面的換熱面積和料液的流動路程，增強(qiáng)料液在圓周方 向的均布作用，攪亂液膜的層流流動，強(qiáng)化液膜的傳熱傳質(zhì)，達(dá)到提高蒸 發(fā)效率的目的。料液中的輕組份在蒸發(fā)面上受熱后，其分子逸出液膜飛向
冷凝面被冷凝成液體，沿冷凝面向下流動至底部匯集，經(jīng)輕餾份出口流出; 料液中的重組份作為殘液繼續(xù)沿蒸發(fā)面向下流動至底部匯集，經(jīng)殘液出口 流出，實(shí)現(xiàn)料液中輕組份和重組份的有效分離。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)如下
本發(fā)明的熱管式分子蒸餾器，利用熱管放熱段的外表面作為蒸發(fā)面來 加熱待分離的料液。熱管是一種超導(dǎo)熱元件，其表面的等溫性特好，不可 能出現(xiàn)局部過熱，又配備自動恒溫電加熱控制系統(tǒng)，確保料液在蒸發(fā)面上 不結(jié)焦。蒸發(fā)面和冷凝面分別被加工成螺紋和垂直槽道結(jié)構(gòu)，增加了蒸發(fā) 和冷凝面積，有效強(qiáng)化蒸發(fā)和冷凝，最終達(dá)到提高分子蒸餾器分離效率的 目的。

圖1—本發(fā)明的熱管式分子蒸餾器結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖1對本發(fā)明作如下的描述
本發(fā)明的熱管式分子蒸餾器，該蒸餾器由熱管l、冷媒出口2、靜密 封件3、料液進(jìn)口4、料液分布器5、真空接口6、冷媒夾套管7、冷凝面 8、蒸發(fā)面9、冷媒入口 10、輕餾份出口 11、電熱元件12、測溫元件13、 溫度反饋信號14、電加熱輸出功率15、溫控儀16、殘液出口17、圓環(huán)形 隔離板18組成。
料液進(jìn)口 4安裝在熱管式分子蒸餾器的頂部并與料液分布器5相連 通，料液進(jìn)口4與頂板之間用靜密封件3進(jìn)行密封，料液分布器5的正下 方同軸垂直安裝熱管1，并保持適當(dāng)?shù)拈g隙，在熱管1的外圍保持一適當(dāng) 間距同軸垂直安裝冷凝面8，這間距略小于待分離輕組份的分子平均自由 程，冷凝面8被加工成垂直槽道結(jié)構(gòu)，槽道的形式有矩形、梯形和三角形。 熱管1上部放熱段的外表面即為蒸發(fā)面9,蒸發(fā)面9被加工成螺紋結(jié)構(gòu)， 其螺紋可加工成單線螺紋，也可加工成多線螺紋，螺紋的形式有矩形、梯 形和三角形。在熱管1的內(nèi)部裝有測溫元件13,測溫元件13的信號輸出 端依次與溫度反饋信號14、溫控儀16、電加熱輸出功率15和電熱元件12 相連接，電熱元件12安裝在熱管1下部吸熱段的外表面。真空接口 6安 裝在熱管式分子蒸餾器上部的側(cè)面筒壁上，冷媒夾套管7同軸垂直安裝在 冷凝面8的外圍，冷媒入口 10和冷媒出口 2分別安裝在冷媒夾套管7的 下部和上部，輕餾份出口 11和殘液出口 17都安裝在冷凝面8底部的圓形 底板上，中間用圓環(huán)形隔離板18隔開。
具體步驟如下
經(jīng)過預(yù)處理和預(yù)加熱的料液，從熱管式分子蒸餾器頂部的料液進(jìn)口 4 送入料液分布器5，料液分布器5將料液均勻地分布到蒸發(fā)面9上，測溫 元件13將熱管1內(nèi)部工質(zhì)的溫度轉(zhuǎn)變成溫度信號，經(jīng)溫度反饋信號14反 饋給溫控儀16，溫控儀16再通過電加熱輸出功率15向安裝在熱管1下部 吸熱段外表面的電熱元件12輸出電加熱功率，實(shí)現(xiàn)熱管1內(nèi)部工質(zhì)的自 動恒溫控制，從而間接地實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)面9的自動恒溫控制。料液被料液分布 器5均勻地分布到蒸發(fā)面9上后，依靠重力作用呈膜狀從上到下依次翻越 每一道螺紋向下流動，同時(shí)也有沿螺紋作圓周方向的流動。料液中的輕組 份在蒸發(fā)面9上受熱后，由于高度真空，其分子逸出液膜飛向冷凝面8被 冷凝成液體，并沿冷凝面8向下流動至底部匯集，經(jīng)輕餾份出口 11流出，料 液中的重組份作為殘液繼續(xù)沿蒸發(fā)面9向下流動至底部匯集，經(jīng)殘液出口 17流出，實(shí)現(xiàn)料液中輕組份和重組份的有效分離。
權(quán)利要求1.一種熱管式分子蒸餾器，主要由熱管、料液分布器、蒸發(fā)面、冷凝面、電熱元件、溫控儀等組成，其特征在于所述的熱管必須垂直放置，在熱管的正上方裝有料液分布器。
2. 按權(quán)利要求1所述的熱管式分子蒸餾器，其特征在于所述熱管 放熱段的外表面即蒸發(fā)面被加工成螺紋結(jié)構(gòu)，其螺紋可加工成 單線螺紋，也可加工成多線螺紋，螺紋的形式有矩形、梯形和 三角形，熱管的內(nèi)部裝有測溫元件，熱管的吸熱段裝有電熱元 件。
3. 按權(quán)利要求1所述的熱管式分子蒸餾器，其特征在于所述的冷 凝面為垂直安裝圓筒的內(nèi)表面，冷凝面被加工成垂直槽道結(jié) 構(gòu)，槽道的形式有矩形、梯形和三角形。
4. 按權(quán)利要求1所述的熱管式分子蒸餾器，其特征在于所述的電 熱元件配備了溫控儀進(jìn)行自動恒溫控制。
專利摘要熱管式分子蒸餾器是一種新型的分子蒸餾設(shè)備，該設(shè)備主要由熱管、料液分布器、蒸發(fā)面、冷凝面、電熱元件、溫控儀等組成，其特征是利用熱管放熱段的外表面作為蒸發(fā)面來加熱待分離的料液，又配備了自動恒溫電加熱系統(tǒng)，確保蒸發(fā)面能恒溫均溫地加熱料液而不結(jié)焦，蒸發(fā)面和冷凝面分別加工成螺紋和垂直槽道結(jié)構(gòu)，增加了蒸發(fā)和冷凝面積，有效強(qiáng)化蒸發(fā)和冷凝，最終達(dá)到提高分離效率的目的，特別適用于高分子量、高沸點(diǎn)、高粘度和熱敏性混合液體的分離，可廣泛應(yīng)用于石油化工、生物化工、精細(xì)化工、日用化工、食品工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、香精香料工業(yè)、農(nóng)藥及塑料工業(yè)等。
文檔編號B01D1/00GK201186167SQ200720131828
公開日2009年1月28日 申請日期2007年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月21日
發(fā)明者李書龍, 陳興元, 陳建秋 申請人:李書龍;陳興元;陳建秋