多段式分馏设备制造技术

一种多段式分馏设备，其中，原料供应槽可供容置有待分馏的液态原料；第一分馏装置接受该液态原料，并将其分馏成为第一产出物与第二产出物；分馏后的第一产出物容置于第一输出槽；分馏后的第二产出物由第一旁路装置导入原料供应槽；第二分馏装置接受第一输出槽所输出的第一产出物，并将其分馏成为第三产出物与第四产出物；分馏后的第三产出物容置于第二输出槽，而经过分馏后的第四产出物则容置于第三输出槽；第二旁路装置将经过分馏后的第四产出物导入第一输出槽。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于一种分馏设备，尤其指一种能提升能源使用效率的多段式设 计。
技术介绍
传统或科技产业在生产过程，都会排放有机溶剂。有机溶剂的用途一般当作溶剂， 有些为工艺上的化学反应物。以半导体产业在圆片工艺所排放的水为例。圆片上所残留的 化学药品，以超纯水清洗数次。为了避免水气产生，最后一次清洗是以异丙醇。之后将异丙 醇排放为废液。而这些有机溶剂大部分都具有毒性，有害人体健康。并且对环境也造成很 多污染问题。薄膜分离技术的发展对于在工业上回收有机溶剂废液有非常大的帮助。除了在 工业上利于有机溶剂废液的回收，薄膜分离技术，亦被广泛应用于其它各种产业中，例如， 可利用薄膜分离技术来除去水中的盐分或杂质，进行海水淡化、饮用水制备、废水处理及制 备电子工业所需的超纯水；在生化、医药产业方面，可利用薄膜分离技术来分离细胞、微生 物、蛋白质等微小粒子；在食品工业方面，薄膜分离技术常被用来进行果汁浓缩及乳制品纯 化等分离程序；薄膜分离技术亦常被用来进行氮氧分离、废气处理、氢气回收等气体分离程 序。薄膜分离技术的特点是，可突破传统分离技术的瓶颈，进行共沸物、异构 物、热敏感性及沸点相近混合物的分离。目前常见的薄膜分离技术包含有微过滤 (Microfiltration)、超过滤(Ultrafiltration)、纳米过滤(Nanofiltration)、逆渗透 (Reverse osmosis)、渗透蒸发(Pervaporation)、蒸气渗透(Vapor permeation)及膜蒸溜 (Membrane distillation)等。上述的薄膜分离技术的共同原理皆是利用薄膜形成一个界 面将进料与出料分隔成两相，再以适当的驱动力驱使物质由进料端透过膜抵达出料端，利 用混合物中不同组成成份其穿透薄膜速率的差异来达到分离的效果。其中，驱动力主要來 自位于薄膜界面两侧的进料与出料之间的压力差、浓度差、温度差以及电位差。从分离细部机制而言，微过滤(Microfiltration)与超过滤(Ultrafiltration) 是利用分子大小筛除方式进行过滤，过滤物质的粒径范围一般在0. 0001至1. O μ m间。此两 种薄膜分离技术所使的用薄膜孔径一般大于0. 01 μ m，藉由利用薄膜作一选择性屏蔽，可以 让特定物质通过并截流溶液中其它物质。应用层面广泛，常见的例子是应用在海水淡化厂 的前处理单元，可用来去除浊度物质与细菌。渗透蒸发(Pervaporation)、蒸气渗透(Vapor permeation)与膜蒸馏(Membrane distillation)的分离细部机制则是利用混合物中组成 成份在薄膜内溶解与扩散速度不同，而在低于蒸馏温度条件下分离各成份。虽然公知技术中指出利用薄膜分离技术可突破传统分离技术的瓶颈，进行共沸 物、异构物、热敏感性及沸点相近混合物的分离。然而，在实用化与商业化上仍有其面临的 技术瓶颈与问题须克服。以利用薄膜分离技术来除去水中的盐分或杂质，进行海水淡化、废 水处理及制备电子工业所需的超纯水作例子，主要可归纳出以下三点公知技术的缺失1、适当薄膜选择的困难由于薄膜需要承受高压力与高温度的操作，故对于薄膜 的质量与强度要求高。渗透蒸发与蒸气渗透所使用的薄膜虽已商业化，然而由于薄膜耐压 强度及耐温性上的要求严格，因此造价成本昂贵。膜蒸馏所使用的薄膜在耐压强度及耐温 性上的要求虽然相对较低，但是目前膜蒸馏法尚未商业化，以至于薄膜价格偏高，不见得非 常适合于海水淡化的用。2、薄膜污堵问题由于温度与浓度极化的现象，使得薄膜界面处会有污堵与结垢 问题的发生，更会因海水中复杂的成分而使情形更加严重。污堵与结垢问题会造成薄膜产 水能力的下降、缩短薄膜的使用寿命、影响产水质量等等。3、能源利用效率不佳公知技术中，薄膜分离技术绝大多数只作单段的分离技术， 未能善用传统分离技术中，多段蒸馏、多段闪沸法的概念，完全缺乏将能源作重复性的利用 及整体性的考量。有鉴于此，业界亟需针对适当薄膜选择的困难、薄膜污堵问题及能源效率利用差 等缺点提出一种有效的改良设计。
技术实现思路
本技术的目的在于提供了一种多段式分馏设备，由提高分馏过程中的热能利 用效率，以达到每段分馏过程中能够进行稳定且均勻的热质交换，进而充分地利用液态原 料的热能，可以节省整体能源的耗用量，以获得更高效率的分馏。为实现上述目的，本技术的多段式分馏设备包含有原料供应槽，容置有待分馏的液态原料；第一分馏装置，接受该液态原料，并将其分馏成为第一产出物与第二产出物，其中 该第一分馏装置同时包含微过滤装置与超过滤装置；第一加压泵，设置于该第一分馏装置之前，将该原料供应槽内待分馏的液态原料 强迫导入至该第一分馏装置；第一旁路装置，将该经过分馏后的第二产出物导入该原料供应槽；第一输出槽，容置该经过分馏后的第一产出物；第二分馏装置，接受该第一输出槽所输出的第一产出物，并将其分馏成为第三产 出物与第四产出物，其中该第二分馏装置同时包含渗透蒸发装置、蒸汽渗透装置与膜蒸馏 装置；第二加压泵，设置于该第二分馏装置之前，将该第一输出槽内的第一产出物强迫 导入至该第二分馏装置；第二输出槽，容置该经过分馏后的第三产出物；第三输出槽，容置该经过分馏后的第四产出物；第二旁路装置，将该经过分馏后的第四产出物导入该第一输出槽；第一调温装置，设置于该第一输出槽；第二调温装置，设置于该第二分馏装置；第三调温装置，设置于该第二分馏装置与该第二输出槽之间；以及一真空泵，连接至该第三调温装置。本实用新的多段式分馏设备，还包含有5原料供应槽，容置有待分馏的液态原料；第一分馏装置，接受该液态原料，并将其分馏成为第一产出物与第二产出物；第一输出槽，容置该经过分馏后的第一产出物；第二分馏装置，接受该第一输出槽所输出的第一产出物，并将其分馏成为第三产 出物与第四产出物；第二输出槽，容置该经过分馏后的第三产出物；以及第三输出槽，容置该经过分馏后的第四产出物。所述的多段式分馏设备，其中包含第一加压泵，设置于该第一分馏装置之前，将该 原料供应槽内待分馏的液态原料强迫导入至该第一分馏装置。所述的多段式分馏设备，其中包含第二加压泵，设置于该第二分馏装置之前，将该 第一输出槽内的第一产出物强迫导入至该第二分馏装置。所述的多段式分馏设备，其中包含第一旁路装置，将该经过分馏后的第二产出物 导入该原料供应槽。所述的多段式分馏设备，其中包含第二旁路装置，将该经过分馏后的第四产出物 导入该第一输出槽。所述的多段式分馏设备，其中包含第三调温装置，该第三调温装置设置于该第二 分馏装置。所述的多段式分馏设备，其中该第一分馏装置选自于微过滤装置及超过滤装置的 其中任一种或其组合。所述的多段式分馏设备，其中该第二分馏装置选自于渗透蒸发装置、蒸汽渗透装 置及膜蒸馏装置的其中任一种或其组合。所述的多段式分馏设备，其中包含一真空泵，该真空泵连接至该第二分馏装置。本技术的效益是1)利用第一分馏装置接受液态原料，并将其分馏成为第一产出物与第二产出物。 其中，经过分馏后的第一产出物容置于第一输出槽。利用第二分馏装置接受第一输出槽所 输出的第一产出物，并将其分馏成为第三产出物与第四产出物。其中，经过分馏后的第三产 出物容置于第二输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多段式分馏设备，其特征在于，包含有：原料供应槽，容置有待分馏的液态原料；第一分馏装置，接受该液态原料，并将其分馏成为第一产出物与第二产出物，其中该第一分馏装置同时包含微过滤装置与超过滤装置；第一加压泵，设置于该第一分馏装置之前，将该原料供应槽内待分馏的液态原料强迫导入至该第一分馏装置；第一旁路装置，将该经过分馏后的第二产出物导入该原料供应槽；第一输出槽，容置该经过分馏后的第一产出物；第二分馏装置，接受该第一输出槽所输出的第一产出物，并将其分馏成为第三产出物与第四产出物，其中该第二分馏装置同时包含渗透蒸发装置、蒸汽渗透装置与膜蒸馏装置；第二加压泵，设置于该第二分馏装置之前，将该第一输出槽内的第一产出物强迫导入至该第二分馏装置；第二输出槽，容置该经过分馏后的第三产出物；第三输出槽，容置该经过分馏后的第四产出物；第二旁路装置，将该经过分馏后的第四产出物导入该第一输出槽；第一调温装置，设置于该第一输出槽；第二调温装置，设置于该第二分馏装置；第三调温装置，设置于该第二分馏装置与该第二输出槽之间；以及一真空泵，连接至该第三调温装置。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄雅夫，吴添财，熊纪中，陈世扬，黄镭迪，
申请(专利权)人：群扬材料工业股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[]