分子蒸馏技术 可用于从工业废液中回收有机溶剂

分子蒸馏装置的核心部分是分子蒸发器,其种类具体有3种:(1)降膜式:为一开始形式,结构简单,但出于液膜厚,功率差,当今世界各国很少采用;分子蒸馏技术(2)刮膜式:形成的液膜薄,分离动力等级高,但较降膜式结构复杂;(3)离心式:离心力成膜,膜薄,蒸发功率等级高,但结构复杂,真空密封较难,设备的制造成本高。为提高分离功率,时常需要采用多级串联使用而实现不尽相同物质的多级分离。该刮板不只能够让下流液层得到充分搅拌,还应该加速蒸发面液层的更新,从而强化了物料的传热和传质过程。其特点是:液膜厚度小,而且沿蒸发表面流动,被蒸馏物料在操作温度下停留时间短,热分解的危险性较小,蒸馏过程可以连续进行,制作本事大。分子蒸馏与常规蒸馏技术相比有以下闪光点:1.普通蒸馏是在沸点温度下实施分离操作:而分子蒸馏只是冷热两个面之间达到足够的温度差。便可以在任何温度下开展分离。借此分子蒸馏操作温度远低于物料的沸点。2.普通蒸馏有鼓泡。三种常见的蒸馏设备简介“蒸馏设备”是一种在高真空条件下实施的分离技术,具备着蒸馏温度低,体系真空度高,物料受热时间短,分离程度高等特点;且分离过程不可逆,没有沸腾鼓泡现象。非凡适用于分离高沸点,热敏性和易被氧化的物质,已被大范围应用于行业的维生素和中草药有效成分的提取,石油化工,食品工业,工业和农业等各行各业。分子蒸馏是一种特殊的液--液分离技术,它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理,而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。当液体混合物沿加热板流动并被加热,轻、重分子会逸出液面而进入气相,由于轻、重分子的自由程不同,因此,不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同,若能恰当地设置一块冷凝板,则轻分子达到冷凝板被冷凝排出,而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样,达到物质分离的目的。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。分子蒸馏技术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。分子蒸馏过程可发如下四步: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。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,应以被加工物质的热稳定性为前提,选择经济合理的蒸馏温度。分子从蒸发表面向冷凝面飞射,蒸气分子从蒸发面向冷凝面飞射的过程中,可能彼此相互碰撞,也可能和残存于两面之间的空气分子发生碰撞。由于蒸发分子远重于空气分子,且大都具有相同的运动方向,所以它们自身碰撞对飞射方向和蒸发速度影响不大。而残气分子在两面间呈杂乱无章的热运动状态,故残气分子数目的多少是影响飞射方向和蒸发速度的主要因素。分子在冷凝面上冷凝,只要保证冷热两面间有足够的温度差(一般为70~100℃),冷凝表面的形式合理且光滑则认为冷凝步骤可以在瞬间完成,所以选择合理冷凝器的形式相当重要。


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