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短程蒸馏器的工作原理及蒸馏过程

更新时间:2023-08-24      点击次数:1229
  短程蒸馏器的工作原理:蒸汽流向的驱动力就是沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差,对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。在1mbar下运行并要求在沸腾面和冷凝面之间较短的距离,依据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,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。内置冷凝器位置处在蒸发器的中心,转子是在圆柱型筒体和冷凝器之间旋转。
 
  短程蒸馏器由最外面加热的垂直圆筒体和位于它的中心冷凝器以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薄、呈湍流状的液膜,并以螺旋状向下推进。在这个程中,从加热面表面上逸出的轻分子,经过较短的路线和几乎未经碰撞就到内置冷凝器上冷凝成液,并沿着冷凝器管流下,通过处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。
 
  短程蒸馏器还比较适合进行分子蒸馏。分子流从加热面直接到冷凝器表面。
 
  短程蒸馏过程可发如下四步:
 
  1、分子从液相主体向蒸发表面扩散:
 
  通常的情况下,液相中的扩散速度是控制分子蒸馏速度的最主要因素,应尽量减薄液层厚度及强化液层的流动。
 
  2、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,因此,应以被加工物质的热稳定性为前提,选择较经济合理的蒸馏温度。
 
  3、分子从蒸发表面向冷凝面飞射:
 
  蒸气分子在从蒸发面向冷凝面飞射的过程中,可能彼此相互碰撞,也有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,因此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。
 
  4、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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