本发明专利技术公开一种喷雾蒸馏装置，包括至少一个蒸发室、原料液进料管、原料预热器、过滤器、泵、原料液储罐、成品储罐；所述蒸发室包括壳体、原料液雾化器、水蒸汽分布器和回流液处理装置；所述壳体顶部有易挥发相出口，底部有难挥发相出口；所述壳体中安装有原料液雾化器和水蒸汽分布器；所述原料液雾化器与原料液进料管连接；水蒸汽分布器与水蒸汽进汽管连接；所述壳体中安装有回流液处理装置，所述回流液处理装置由回流液导管、洒水环、填料网圈、残液透气帽和残液排放管、安装板组成。本发明专利技术脱离现有以孔板或填料为主要传质传热蒸馏精馏方式，而采用喷雾蒸馏技术，不但能够充分有效利用热能，节约能源，而且废液排放达标效果突出。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及到蒸馏设备，特别涉及一种蒸馏(精馏)装置。技术背景蒸馏是将要分离的混合液体加热至沸，引出生成的蒸汽，再使它冷凝，结果得到与最初混合液体不同的液体。精馏是一种在过程进行时，有着上升的蒸汽和迎面下来的流动的液体(回流)，相互作用的蒸馏。通常把上述蒸馏和精馏简称为蒸馏。传统蒸馏的主要设备有：蒸馏塔、再沸器、冷凝器、回流输送设备等。主要传质传热的空间条件是塔板或填料。液体混合物进入蒸馏塔后，易挥发相向塔顶逐渐浓缩，离开塔顶后在冷凝器冷凝，一部分作为易挥发相成品，另一部分被送入蒸馏塔上部(这一部分被称为精馏塔)作为回流液，保证精馏操作连续稳定地进行。难挥发相向塔底逐渐浓缩，一部分作为难挥发相或称为废液排出，另一部分则经再沸器加热蒸发送回蒸馏塔中，为蒸馏操作提供足够的连续上升的蒸汽气流，最终还是落到再沸器里。典型的精馏塔有孔板塔、填料塔等，其理论和设备都已成熟，广泛用于石油、制药、化工、轻工、食品、冶金等行业。但现有技术中的蒸馏塔所实现的蒸馏(精馏)过程在蒸发与处理回流时不但需要消耗大量的能源，而且排放的废液往往达不到国家环保要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于脱离现有以孔板或填料为主要传质传热蒸馏精馏方式，而采用喷雾蒸馏技术，以最大面积、最快速度、最简化设备实现传质传热，同时达到最大限度节约能源又使废液排放趋近于零。本专利技术的目的通过下述技术方案实现：一种喷雾蒸馏装置，包括至少一个蒸发室、原料液进料管、原料预热器、过滤器、泵、原料液储罐、成品储罐；所述蒸发室(1)具有一个壳体，所述壳体的顶部设有易挥发相出口，底部设有难挥发相出口，上部安装有原料液雾化器，下部安装有水蒸汽分布器，内部安装有回流液处理装置；所述原料液雾化器与原料液进料管连接固定，所述原料液进料管固定安装于壳体的上部；所述水蒸汽分布器与水蒸汽进气管连接固定，所述水蒸汽分布器与水蒸汽进气管连接固定，所述水蒸汽进气管固定在壳体的下部；所述回流液处理装置包括安装板、残液透气帽、残液排放管、填料网圈、洒水环和回流液导管，所述安装板与壳体连接固定，所述的残液透气帽安装在安装板的上方，残液排放管安装在安装板的下方，所述填料网圈安装在安装板的上面，洒水圈安装在填料网圈的上方，洒水圈两个进口端分别与两个回流液导管连接；所述蒸发室与原料液进料管连通并通过管路依次与原料预热器、过滤器、泵、原料液储罐相连通，所述蒸发室的易挥发相出口通过管路与成品储罐相连通。作为优选，本装置包括两个蒸发室，所述两个蒸发室串联使用，上面的蒸发室的原料液进料管接收回流，下面的蒸发室的原料液进料管接收原料液，上面的蒸发室起精馏作用，下面的蒸发室起提留作用。作为优选，本装置还包括精馏柱和残液处理器，所述精馏柱的塔壳底部与所述蒸发室顶部连接，所述残液处理器顶部与所述蒸发室底部连接；所述精馏柱内部填充填料块或孔板，上部设有回流洒水圈，顶部设有易挥发相蒸汽出口，下部设有安装在透气帽底板上的回流透气帽和残液流出口；所述残液处理器内部交替安装有小、大残液处理盘，所述小、大残液处理盘里分别安装有多个残液加热圈，所述残液加热圈的一端分别连接于蒸汽分气缸，另一端分别连接于
蒸汽冷凝水收集器，所述小、大残液处理盘由残液处理盘支撑架支撑于处理器内壳底部，在残液处理器底部有残液排放口。本装置还包括与所述成品储罐连通的冷凝器，所述的冷凝器或接收所述蒸发室顶部的易挥发相出口(10)出来的蒸汽，或接收所述精馏柱顶部的易挥发相蒸汽出口出来的蒸汽。本专利技术的优点(工作原理)在于：1、瞬间蒸发。本专利技术所述的蒸馏装置中，设置一个喷雾式蒸发室，在这个蒸发室里，被蒸发的混合液体被雾化成无数细小液珠从上往下充满蒸发室空间，热源载体水蒸汽和被蒸汽分布盘加热蒸发的混合液体被分布器均匀分散在蒸馏室里。上述两者的分散方向是相对的。这就为两者的传质传热创造了最大接触面积和最快速传递的空间条件。(可以计算，1m3的水，当水珠直径由1cm变为1μm时，其表面积将会由623.6m2,增加到6236,000m2,表面积增加了10,000倍)混合液微粒得到热量汽化蒸发上行，水蒸汽微粒释放热量被冷凝下行，促使混合液中的易挥发相和难挥发相迅速分离。这是在蒸发室里湍流冲撞中心空间完成的传质传热。蒸发室中心空间是传质传热的主要空间通道。另外在蒸发室的四周环形空间带，有回流液处理装置：借助填料网圈里的填料，为上部精馏柱下来的回流残液(大部分成分是难挥发相)，与带热蒸汽以及残液处理器蒸发上来的蒸汽(含有一定量的易挥发相)接触创造第二个接触空间通道。这两种传质传热空间条件为混合液体两种以上组分分离创造了最大的空间和最快的接触速度。构成了本专利技术装置充分利用热能，解决残液残留排放达标问题的硬件条件。2、连续性——同时连续进料、连续出成品、连续排废液。本专利技术可以实现原料连续进入，成品连续输出，废液连续排放，温度、压力、流量、含量等物
性参数可以实现程序乃至全自动监控。而传统蒸馏装置，包括加热釜再沸器、孔板蒸馏塔或填料蒸馏塔，这些装置是断续进料，断续出成品，直到加热釜再沸器装满了残液无法继续蒸发了只好排放。而排放的废液里含有3-5％的溶剂(因为剩下的含易挥发相3-5％的残液，在再沸器里蒸发出来需要大量蒸汽加热大量的难挥发相，不够蒸汽成本，往往被舍弃)，由于生产不连续，成品易挥发组分含量不稳定，废液排放超标，既造成损失浪费严重又污染环境。由此可知，这种生产过程中的连续性，是蒸馏设备先进性的一个突出特征。本专利技术的喷雾蒸馏床(蒸发室)所具有的连续性，不但是蒸馏操作本身要求的(成品含量的提高和废液零污染排放)，也是生产可控性、自动化控制所必需的。3、安全性。本专利技术比折流式或填料式旋转超重力床有以下进步：原料液的混合液体在泵压下各个喷嘴处形成了高速雾化的射流湍流，其射速远比离心力甩出的速度高，并迅速在蒸馏床里形成无数个液体粒珠，这些粒珠与反向混合蒸汽间实现了借助于动量传递、热量传递和浓度扩撒的多种传递形式的传质转热，效率之高，远不是离心力所比的。离心转子的转速和直径，都是受到材质和加工精度、安装精度制约的；而各种泵的机械运动，相对离心转子的机械运动，运动惯量要小的多，而因压力形成的喷射速度增加幅度反而很大。相比之下：本专利技术一是省去了离心转子。节省了大量电力消耗、钢材消耗和机械加工及维修量；二是制造成本较低。旋转式的超重力床有机械转子及其大功率电动机传动，功率较大，不但制造成本大而且运行成本也高；三是安全性好。而旋转超重力床由于有转子的转动，有可能出现碰壁、挂帮，造成火花引起易挥发相爆炸。4、节能性。本装置的蒸发室的壳体、精馏柱的塔壳、处理器内壳的外部均设有保温层，这些保温措施对于节能起到了重要作用。附图说明图1是本专利技术的蒸发室(喷雾蒸馏床)示意图。图2是本专利技术的有塔喷雾蒸馏床系统图(实施例1)。图3是本专利技术的喷雾蒸馏床系统图(实施例2)。图4是本专利技术的精馏柱示意图。图5是本专利技术的残液处理器示意图。图6是本专利技术的雾化器示意图。图7是本专利技术的水蒸汽分布器示意图。图8是本专利技术的残液透气帽、残液排放管与安装板结构示意图。图9是本专利技术的回流透气帽与透气帽底板结构示意图。图10是本专利技术的洒水环示意图。图11是本专利技术的回流洒水圈示意图。图12是本专利技术的小残液处本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种喷雾蒸馏装置，其特征在于，包括：至少一个蒸发室(1)、原料液进料管(11)、原料预热器(28)、过滤器(25)、泵(24)、原料液储罐(23)、成品储罐(22)；所述蒸发室(1)具有一个壳体(4)，所述壳体(4)的顶部设有易挥发相出口(10)，底部设有难挥发相出口(15)，上部安装有原料液雾化器(2)，下部安装有水蒸汽分布器(3)，内部安装有回流液处理装置(5)；所述原料液雾化器(2)与原料液进料管(11)连接固定，所述原料液进料管(11)固定安装于壳体(4)的上部；所述水蒸汽分布器(3)与水蒸汽进气管(12)连接固定，所述水蒸汽分布器(3)与水蒸汽进气管(12)连接固定，所述水蒸汽进气管(12)固定在壳体(4)的下部；所述回流液处理装置(5)包括安装板(17)、残液透气帽(9)、残液排放管(8)、填料网圈(6)、洒水环(7)和回流液导管(16)，所述安装板(17)与壳体(4)连接固定，所述的残液透气帽(9)安装在安装板(17)的上方，残液排放管(8)安装在安装板(17)的下方，所述填料网圈(6)安装在安装板(17)的上面，洒水圈(7)安装在填料网圈(6)的上方，洒水圈(7)两个进口端分别与两个回流液导管(16)连接；所述蒸发室(1)与原料液进料管(11)连通并通过管路(29)依次与原料预热器(28)、过滤器(25)、泵(24)、原料液储罐(23)相连通，所述蒸发室(1)的易挥发相出口(10)通过管路(29)与成品储罐(22)相连通。...
【技术特征摘要】
1.一种喷雾蒸馏装置，其特征在于，包括：至少一个蒸发室(1)、原料液进料管(11)、原料预热器(28)、过滤器(25)、泵(24)、原料液储罐(23)、成品储罐(22)；所述蒸发室(1)具有一个壳体(4)，所述壳体(4)的顶部设有易挥发相出口(10)，底部设有难挥发相出口(15)，上部安装有原料液雾化器(2)，下部安装有水蒸汽分布器(3)，内部安装有回流液处理装置(5)；所述原料液雾化器(2)与原料液进料管(11)连接固定，所述原料液进料管(11)固定安装于壳体(4)的上部；所述水蒸汽分布器(3)与水蒸汽进气管(12)连接固定，所述水蒸汽分布器(3)与水蒸汽进气管(12)连接固定，所述水蒸汽进气管(12)固定在壳体(4)的下部；所述回流液处理装置(5)包括安装板(17)、残液透气帽(9)、残液排放管(8)、填料网圈(6)、洒水环(7)和回流液导管(16)，所述安装板(17)与壳体(4)连接固定，所述的残液透气帽(9)安装在安装板(17)的上方，残液排放管(8)安装在安装板(17)的下方，所述填料网圈(6)安装在安装板(17)的上面，洒水圈(7)安装在填料网圈(6)的上方，洒水圈(7)两个进口端分别与两个回流液导管(16)连接；所述蒸发室(1)与原料液进料管(11)连通并通过管路(29)依次与原料预热器(28)、过滤器(25)、泵(24)、原料液储罐(23)相连通，所述蒸发室(1)的易挥发相出口(10)通过管路(29)与成品储罐(22)相连通。2.根据权利要求1所述的一种喷雾蒸馏装置，其特征在于，包括两个蒸发室(1)，所述两个蒸发室(1)串联使用，上面的蒸发室(1)的原料液进料管(11)接收回流，下面的蒸发室(1)的原料液进料管(11)接收原料液，上面的蒸发室(1)起精馏作用，下面的蒸发室(1)起提留作用。3.根据权利要求1所述的一种喷雾蒸馏装置，其特征在于，还包括精馏柱(30)和残液处理器(40)，所述精馏柱(30...
【专利技术属性】
技术研发人员：邢继春，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北;13
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