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傳統(tǒng)蒸餾是基于不同物質(zhì)的沸點差進行分離的,因此在沸點溫度下易氧化、分解或聚合的某些物質(zhì)難以分離。分子蒸餾的分離作用則是利用液體分子受熱時會從液面逸出,不同種類分子逸出后的運動平均自由程不同而實現(xiàn)物質(zhì)的分離。分子蒸餾原理如圖所示:混合液沿加熱板向下移動,被加熱后,輕、重分子均向氣相逸出,由于輕、重分子自由程不同,輕分子自由程大,可達到冷凝板,冷凝后沿冷凝板向下移動,重分子自由程小,達不到冷凝面而在氣相中飽和,并返回液相,沿加熱板向下移動,從而形成輕、重分子的分流與分離。短程分子蒸餾系統(tǒng)技術(shù)優(yōu)勢。黑龍江口碑好短程分子蒸餾系統(tǒng)
技術(shù)原理:分子蒸餾技術(shù)是一種新型的液-液分離或精制技術(shù),是利用混合物組分中不同分子運動的平均自由程的差異不同而進行分離的。其特征是蒸發(fā)面與冷凝面之間的距離小于被分離物料分子的平均自由程,根據(jù)被分離物系各組分的分子量不同,分子平均自由程的差別進行分離。 液體受熱后,輕分子的平均自由程大,重分子的平均自由程小,在離液面小于輕分子的平均自由程而大于重分子平均自由程處設(shè)置捕集器,使得輕分子不斷被捕集,從而破壞了輕分子的動態(tài)平衡而使混合液中的輕分子不斷逸出,而重分子因達不到捕集器很快趨于動態(tài)平衡,不再從混合液中逸出,這樣,液體混合物便達到了分離的目的。
應(yīng)用范圍:此技術(shù)應(yīng)用于廢礦物油回收處置。
工藝流程:主要工藝流程為“預(yù)處理——分子蒸餾——固定床脫色”。
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分子蒸餾設(shè)備
(1)降膜式分子蒸餾設(shè)備,該類設(shè)備主要由圓筒形的蒸發(fā)面與內(nèi)置的冷凝器組成,分子蒸餾過程中從蒸發(fā)器的頂部流入,底部流出?;衔飶捻敳苛魅牒笤僦亓Φ淖饔孟略谡舭l(fā)表面形成自上而下的具有流動性的液膜。降膜式設(shè)備采用膜式蒸餾,相對于釜式蒸餾設(shè)備更容易逸出,加熱時間更短。
(2)刮膜式分子蒸餾設(shè)備,該類設(shè)備在蒸餾器的內(nèi)部設(shè)計有一個成膜轉(zhuǎn)子,化合物從頂部流入后在成膜轉(zhuǎn)子的作用下形成了比較均勻的薄膜,從而增加了單位液體的蒸發(fā)表面積。蒸餾過程中,成膜轉(zhuǎn)子不斷運動和旋轉(zhuǎn),蒸發(fā)器內(nèi)不斷形成新的液膜,并呈現(xiàn)出湍流的狀態(tài)。成膜轉(zhuǎn)子有利于獲得均勻的蒸發(fā)液膜,還有利于保證液膜受熱的均勻性,可以防止液膜的局部過熱現(xiàn)象。
(3)離心式分子蒸餾設(shè)備,該類設(shè)備在蒸餾器內(nèi)設(shè)計一個高速旋轉(zhuǎn)的圓錐盤,在離心力的作用下擴散成極薄的液膜,并且非常均勻。圓錐盤提高了液膜的均勻性,增強了液膜內(nèi)部的傳熱作用。圓錐盤的安裝和布置比較復雜,對于真空性的要求高。
液體混合物沿加熱板流動并被加熱,輕、重分子會逸出液面而進入氣相,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距離不同,若能恰當?shù)卦O(shè)置一塊冷凝板,則輕分子達到冷凝板被冷凝排出,而重分子達不到冷凝板沿混合液排出。這樣,達到物質(zhì)分離的目的。在沸騰的薄膜和冷凝面之間的壓差是蒸汽流向的驅(qū)動力,對于微小的壓力降就會引起蒸汽的流動。在1mbar下運行要求在沸騰面和冷凝面之間非常短的距離,基于這個原理制作的蒸餾器稱為短程蒸餾器。短程蒸餾器(分子蒸餾)有一個內(nèi)置冷凝器在加熱面的對面,并使操作壓力降到。短程蒸餾器工作在1~。它較低的沸騰溫度,非常適合熱敏性、高沸點物。其基本構(gòu)成:帶有加熱夾套的圓柱型筒體,轉(zhuǎn)子和內(nèi)置冷凝器;在轉(zhuǎn)子的固定架上精確裝有刮膜器和防飛濺裝置。內(nèi)置冷凝器位于蒸發(fā)器的中心,轉(zhuǎn)子在圓柱型筒體和冷凝器之間旋轉(zhuǎn)。短程分子蒸餾系統(tǒng)是否需要真空條件?
分子蒸餾優(yōu)點
1. 蒸餾溫度低,分子蒸餾是在遠低于沸點的溫度下進行操作的,只要存在溫度差就可以達到分離目的,這是分子蒸餾與常規(guī)蒸餾的本質(zhì)區(qū)別。
2. 蒸餾真空度好,分子蒸餾裝置其內(nèi)部可以獲得很高的真空度,通常分子蒸餾在很低的壓強下進行操作,因此物料不易氧化受損。
3. 蒸餾液膜薄,傳熱效率高。
4. 物料受熱時間短,受加熱的液面與加冷凝面之間的距離小于輕分子的平均自由程,所以由液面逸出的輕分子幾乎未經(jīng)碰撞就達到冷凝面。因此,蒸餾物料受熱時間短,在蒸餾溫度下停留時間一般幾秒至幾十秒之間,減少了物料熱分解的機會。
5. 分離程度更高,能分離常規(guī)不易分開的物質(zhì)
6. 沒有沸騰鼓泡現(xiàn)象,分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發(fā),在低壓力下進行,液體中無溶解的空氣,因此在蒸餾過程中不能使整個液體沸騰,沒有鼓泡現(xiàn)象。
7. 無毒、無害、無污染、無殘留,可得到純凈安全的產(chǎn)物,且操作工藝簡單,設(shè)備少。分子蒸餾技術(shù)能分離常規(guī)蒸餾不易分離的物質(zhì)。
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分子蒸餾設(shè)備一套完整的分子蒸餾設(shè)備主要包括:分子蒸發(fā)器、脫氣系統(tǒng)、進料系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、冷卻真空系統(tǒng)和控制系統(tǒng)。分子蒸餾裝置的**部分是分子蒸發(fā)器,其種類主要有3種:(1)降膜式:為早期形式,結(jié)構(gòu)簡單,但由于液膜厚,效率差,當今世界各國很少采用;(2)刮膜式:形成的液膜薄,分離效率高,但較降膜式結(jié)構(gòu)復雜;(3)離心式:離心力成膜,膜薄,蒸發(fā)效率高,但結(jié)構(gòu)復雜,真空密封較難,設(shè)備的制造成本高。為提**離效率,往往需要采用多級串聯(lián)使用而實現(xiàn)不同物質(zhì)的多級分離。黑龍江口碑好短程分子蒸餾系統(tǒng)