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(shí)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?jiān)占鄄膫?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“*”設(shè)計(jì)，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(jì)，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(jì)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(jì)，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(jì)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(yàn)，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*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*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。