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短程蒸餾設備



 
一、基本原理
       短程蒸餾是一種在高真空(<10Pa)條件下,在加熱面上被蒸發的分子經過盡可能短的距離到達冷凝面進行冷凝,從而實現液-液分離的蒸餾過程。當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。
              
二、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內置冷凝器并冷凝下來,通過蒸發器底部的出料口排出,重組份進入短程蒸餾器的殘渣收集槽并從側面的出口排出。
       二、被蒸發的分子在冷凝面上冷凝。
       三、蒸餾物和殘留物的收集排放。
三、性能特點
       真空度高、蒸餾溫度低;工作真空:0.1Pa~10 Pa。
       傳熱系數大、蒸發效率高:于旋轉的刮膜裝置將物料在蒸發筒體內表面刮成均勻的薄膜,降低了熱阻,在高真空度下,使得易蒸發物質容易從物料中蒸餾分離出來;由于筒體內表面與刮膜器之間的液膜處于劇烈的湍動狀態,物料中的不同組份傳遞以及與加熱夾套內的加熱介質的熱量傳遞都高;此外,由于筒體內表面的高光潔度以及刮膜器的不停運動,使得加熱面不容易結焦、結垢,也有助于增大總傳熱系數,提高蒸發效率。
       受熱時間短:進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,在蒸發器內的停留時間很短,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、膜厚等參數相關)。此外,DZ系列短程蒸餾器的“無死角”設計,避免了物料在分配盤、加熱面和刮膜系統等部位堆積,減少了熱敏性物質的熱聚合和熱分解。

四、結構特點
       一、傳動與機械密封設計,讓設備長期平穩運行
       DZ系列短程蒸餾器的傳動裝置和機械密封是為滿足設備能夠長期穩定運行而設計制造的,并根據短程蒸餾器的工況和物料特性確定傳動裝置的減速比、機械密封的潤滑方式(強制循環潤滑、靜止潤滑)以及機械密封的冷卻方式。
       二、蒸發筒體整體加工成型,無中間法蘭連接
       短程蒸餾器的蒸發筒體由內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出現低溫區,導致蒸發面得不到有效利用。此外,整體加工成型的筒體可以讓設備的精度和良好的成膜效果。
       三、筒體內表面光潔度高,不易粘料
       筒體內表面作為短程蒸餾器的加熱蒸發面,對表面光潔度是有嚴格的要求的,DZ系列短程蒸餾器的筒體內表面在粗加工達到集合尺寸要求后,通過精磨使其內表面光潔度達到Ra0.8μm,可以讓內表面不易粘料和結垢,減少物料滯留,提高傳熱傳質效率。根據食品和醫藥等行業的要求,還可以采用拋光技術,使其表面光潔度達到Ra0.2μm。
       四、液體分布器和防濺裝置設計,有效保證產品品質
       為了提高蒸發效率,短程蒸餾器的物料連續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系列短程蒸餾器設計和制造,可以確保刮膜裝置長期平穩運行,其優良的成膜性能使物料的蒸發過程變得柔和,不產生飛濺和夾帶,在大多數情況下,即使無防濺裝置也能滿足產品要求。當處理某些物料和對產品有要求時,DZ系列短程蒸餾器的防濺裝置可以保證產品品質。

 
五、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280℃;
       金屬鉸鏈式固定刮板使。

六、應用范圍
       可代替常規降膜蒸發器,用于石化及化工產品的蒸餾、提純、濃縮、脫色使用;
       適用于熱敏性,易氧化化學工業品的蒸餾精制;
       也可用于高沸點產品的蒸餾分離。

七、典型應用
        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;
       其他熱敏性產品的精制。

八、產品選型
       根據理論推算及多年短程蒸餾的應用推廣經驗,短程蒸餾的處理能力和原料(產品)的分子量,物料粘度、操作條件、蒸發器的有效換熱面積有直接關系。
       常用進料速率:100 kg / (m² h),( 80 - 150 kg /(m² h))
       小規格: DZ-5有效蒸發面積0.05平方;
       大規格: DZ-3600有效蒸發面積36平方;
       設備材質:SUS304,SUS316L,SAF2205及哈氏合金;
       工作溫度:350℃。

       升膜式蒸發器
       升膜式蒸發器又稱爬升膜蒸發器,它依據虹吸泵原理操作,根據在沸騰過程中產生的蒸汽氣泡的升力,液體和蒸汽并流向上流動,同時,產生的蒸汽量增加,從而,在管壁上產生流動的膜,即液體向上“爬”。并流向上運動有肋于在液體中產生高度的湍流。
       這種蒸發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生爬升的膜。
       A:物料進口
       B:冷凝水出口
       C:蒸汽進口
       D:濃縮液出口
       E:二次蒸汽出口
降膜式蒸發器
       在降膜蒸發器中,液體和蒸汽向下并流流動,需濃縮的液體預熱至沸騰溫度,均勻的液膜通過蒸發器頂上的液體分布裝置進入加熱管,在沸騰溫度下向下流動并部分蒸發,往下運動引入的重力因并流的蒸汽流不斷加強。
       在降膜式蒸發器中,將液體充分潤濕加熱面對裝置的無故障操作是重要的。如果加熱面沒有充分潤濕,將發生局部干壁和結殼,糟糕的情況是加熱管會被完全堵塞。在臨界情況下,潤濕速率隨蒸發器效數的增加或劃分而增加,因此,應保持單程操作的優點。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,產品停留時間頗為短暫,因此,可以溫和地蒸發熱敏性物料。

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