一种NMP动态化精馏设备及其控制方法技术

本发明专利技术公开了一种NMP动态化精馏设备及其控制方法，涉及NMP废液处理技术领域。本发明专利技术通过在分子蒸馏筒中的蒸发器表面设置粗糙度较大的蠕动扩散层、粗糙度次之的辐射扩散层、较为光滑的湿润逃逸层，且将蠕动扩散层、辐射扩散层的粗糙度都设置成自上而下线性降低的状态，不仅在废液与蒸发表面接触时形成较强的固液表面能，受到液体自身重力后“蠕动”下滑，并不断扩散，形成自上而下的多重线性化“散”液状态，并在湿润逃逸层高效完成分子蒸馏，从而降低废液在蒸发器蒸发表面的滚沸现象，提升降膜式分子蒸馏效果。式分子蒸馏效果。式分子蒸馏效果。

【技术实现步骤摘要】
一种NMP动态化精馏设备及其控制方法


[0001]本专利技术涉及NMP废液处理
，尤其涉及一种NMP动态化精馏设备及其控制方法。

技术介绍

[0002]分子蒸馏是一种特殊的液
‑
液分离技术，它不同于传统蒸馏依靠沸点差分离原理，而是靠不同物质分子运动平均自由程的差别实现分离。当液体混合物沿加热板流动并被加热，轻、重分子会逸出液面而进入气相，由于轻、重分子的自由程不同，因此，不同物质的分子从液面逸出后移动距离不同，若能恰当地设置一块冷凝板，则轻分子达到冷凝板被冷凝排出，而重分子达不到冷凝板沿混合液排出。这样，达到物质分离的目的。在沸腾的薄膜和冷凝面之间的压差是蒸汽流向的驱动力，对于微小的压力降就会引起蒸汽的流动。
[0003]NMP废液作为主要成分可回收的工业废液，其回收价值较大，对NMP废液进行废液分离回收时，采用分子蒸馏回收方式能够大幅度提高回收精度。而分子蒸馏设备中，离心式分子蒸馏设备对设备整体的密封性、结构成本、使用环境等要求较高，降膜式分子蒸馏设备虽然结构简单，但废液刚进入蒸发器蒸发表面时，液体流量较大，大量液体容易在蒸发器蒸发表面滚动，导致滚沸现象，严重影响废液的分子蒸馏分离效果。因此，在采用降膜式分子蒸馏设备对NMP废液进行分子蒸馏过程中，降低废液在蒸发器蒸发表面的滚沸现象，提升降膜式分子蒸馏效果，成为需要解决的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是提供一种NMP动态化精馏设备及其控制方法，从而降低了废液在蒸发器蒸发表面的滚沸现象，提升了降膜式分子蒸馏效果。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]本专利技术提供一种NMP动态化精馏设备，包括分子蒸馏筒，分子蒸馏筒连接有真空管道，分子蒸馏筒内置有带有蒸发表面的蒸发器，分子蒸馏筒配置有位于蒸发器上方的分布器、与分布器连通的进料管，分子蒸馏筒内置有冷凝器，冷凝器设有朝向蒸发器的冷凝表面，蒸发表面与冷凝表面之间形成分子自由行程空间。
[0007]蒸发表面自上而下连续依次设有蠕动扩散层、辐射扩散层、湿润逃逸层。蠕动扩散层、辐射扩散层的表面都为连续的等腰梯形面，湿润逃逸层的表面为矩形。其中，蠕动扩散层的顶侧边宽度尺寸最小，辐射扩散层的底侧边宽度与湿润逃逸层的宽度尺寸相同。
[0008]蠕动扩散层、辐射扩散层、湿润逃逸层的表面粗糙度依次减小。其中，蠕动扩散层、辐射扩散层的表面粗糙度自上而下逐渐减小，蠕动扩散层表面最低点位置的粗糙度大于辐射扩散层最高点位置的粗糙度。其中，湿润逃逸层整个表面的粗糙度都相同，辐射扩散层最低点位置的粗糙度与湿润逃逸层的粗糙度相同。其中，设蠕动扩散层表面的平均粗糙度为R
a
，设辐射扩散层表面的平均粗糙度为R
c
，设蠕动扩散层的表面积为S
a
，设辐射扩散层的表
面积为S
c
,则
[0009]分子蒸馏筒内置有位于蒸发器下方的重组分收集机构，重组分收集机构的竖向分布范围位于冷凝器的冷凝表面内围区域。
[0010]作为本专利技术精馏设备的一种优选技术方案：冷凝器内配置有动态循环冷却液的冷却管。
[0011]作为本专利技术精馏设备的一种优选技术方案：在竖直方向上，冷凝器的冷凝表面分布范围与蒸发器的蒸发表面分布范围相配合。
[0012]作为本专利技术精馏设备的一种优选技术方案：分子蒸馏筒底部设有重组分管路、轻组分管路，重组分管路配置有第一流量计，轻组分管路配置有第二流量计。其中，重组分管路与重组分收集机构连通，轻组分管路与分子蒸馏筒底部空腔连通。
[0013]作为本专利技术精馏设备的一种优选技术方案：分子蒸馏筒配置有用于传感监测分子蒸馏筒内腔真空度的真空传感器。
[0014]作为本专利技术精馏设备的一种优选技术方案：设蠕动扩散层分为m个连续的水平单位高度面域，m个连续水平单位高度面域的粗糙度自上而下依次为R
a1
、R
a2
、R
a3
、...、R
am
，则设辐射扩散层分为n个连续的水平单位高度面域，n个连续水平单位高度面域的粗糙度自上而下依次R
c1
+R
c2
+R
c3
+...+R
cn
，则
[0015]本专利技术提供一种NMP动态化精馏设备的控制方法，包括以下环节内容：
[0016]环节一，废液“亲和”蠕动扩散：NMP废液经过分布器向下分流至蒸发表面的蠕动扩散层，在蠕动扩散层表面自上而下流动，NMP废液在蠕动扩散层表面形成蠕动状态。
[0017]环节二，废液快速辐射扩散：NMP废液经过蠕动扩散层“亲和”状态的蠕动下落并逐渐分流，NMP废液进入粗糙度降低的辐射扩散层后，NMP废液沿着辐射扩散层表面的单股原始液流的分流速率加快。
[0018]环节三，废液液膜蒸发：NMP废液经过辐射扩散层线性加速分流扩散后，NMP废液各个分流的流体横截面在辐射扩散层底部位置达到最小，NMP废液进入表面粗糙度最低的湿润逃逸层，NMP废液在湿润逃逸层上形成液膜，液膜在分子蒸馏筒的真空环境中蒸发，其中，分子自由行程较大的轻组分到达冷凝器的冷凝表面，冷凝后落入分子蒸馏筒底部，分子自由行程较小的NMP重组分无法到达冷凝器的冷凝表面，落入重组分收集机构。
[0019]与现有的技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]本专利技术通过在分子蒸馏筒中的蒸发器表面设置粗糙度较大的蠕动扩散层、粗糙度次之的辐射扩散层、较为光滑的湿润逃逸层，且将蠕动扩散层、辐射扩散层的粗糙度都设置成自上而下线性降低的状态，不仅在废液与蒸发表面接触时形成较强的固液表面能，受到液体自身重力后“蠕动”下滑，并不断扩散(粗糙度降低，固液表面能下降，相同重力作用下扩散能力增强)，形成自上而下的多重线性化“散”液状态，并在湿润逃逸层高效完成分子蒸馏，从而降低废液在蒸发器蒸发表面的滚沸现象，提升降膜式分子蒸馏效果。
附图说明
[0021]图1为本专利技术中分子蒸馏筒的结构示意图。
[0022]图2为本专利技术中蒸发器的结构示意图。
[0023]图3为本专利技术中蒸发器蠕动扩散层、辐射扩散层、湿润逃逸层的示意图。
[0024]图4为本专利技术中水平单位高度面域的示意图。
[0025]其中：1
‑
分子蒸馏筒；2
‑
蒸发器，2a
‑
蒸发表面，201
‑
蠕动扩散层，201a
‑
水平单位高度面域，202
‑
辐射扩散层，203
‑
湿润逃逸层；3
‑
冷凝器，3a
‑
冷凝表面；4
‑
冷却管；5
‑
真空管道；6
‑
进料管；7
‑
分布器；8
‑
重组分收集机构；9
‑
重组分管本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种NMP动态化精馏设备，包括分子蒸馏筒(1)，分子蒸馏筒(1)连接有真空管道(5)，分子蒸馏筒(1)内置有带有蒸发表面(2a)的蒸发器(2)，分子蒸馏筒(1)配置有位于蒸发器(2)上方的分布器(7)、与分布器(7)连通的进料管(6)，分子蒸馏筒(1)内置有冷凝器(3)，冷凝器(3)设有朝向蒸发器(2)的冷凝表面(3a)，蒸发表面(2a)与冷凝表面(3a)之间形成分子自由行程空间，其特征在于：所述蒸发表面(2a)自上而下连续依次设有蠕动扩散层(201)、辐射扩散层(202)、湿润逃逸层(203)；所述蠕动扩散层(201)、辐射扩散层(202)的表面都为连续的等腰梯形面，所述湿润逃逸层(203)的表面为矩形；其中，所述蠕动扩散层(201)的顶侧边宽度尺寸最小，所述辐射扩散层(202)的底侧边宽度与湿润逃逸层(203)的宽度尺寸相同；所述蠕动扩散层(201)、辐射扩散层(202)、湿润逃逸层(203)的表面粗糙度依次减小；其中，所述蠕动扩散层(201)、辐射扩散层(202)的表面粗糙度自上而下逐渐减小，所述蠕动扩散层(201)最低点位置的粗糙度大于辐射扩散层(202)最高点位置的粗糙度；其中，所述湿润逃逸层(203)整个表面的粗糙度都相同，所述辐射扩散层(202)最低点位置的粗糙度与湿润逃逸层(203)的粗糙度相同；其中，设蠕动扩散层(201)表面的平均粗糙度为R
a
，设辐射扩散层(202)表面的平均粗糙度为R
c
，设蠕动扩散层(201)的表面积为S
a
，设辐射扩散层(202)的表面积为S
c
,则所述分子蒸馏筒(1)内置有位于蒸发器(2)下方的重组分收集机构(8)，所述重组分收集机构(8)的竖向分布范围位于冷凝器(3)的冷凝表面(3a)内围区域。2.根据权利要求1所述的一种NMP动态化精馏设备，其特征在于：所述冷凝器(3)内配置有动态循环冷却液的冷却管(4)。3.根据权利要求1所述的一种NMP动态化精馏设备，其特征在于：在竖直方向上，所述冷凝器(3)的冷凝表面(3a)分布范围与蒸发器(2)的蒸发表面(2a)分布范围相配合。4.根据权利要求1所述的一种NMP动态化精...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖彤，连超，李程明，陶斯强，林云，
申请(专利权)人：安徽晟捷新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：