新型板式精馏装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种小型板式精馏装置，包括高位槽、精馏塔、保温罩、塔釜、贮存器、冷却器、分液器和全凝器，其特征在于，所述的塔釜包括釜体和釜盖。本实用新型专利技术的特点是：1)改加热方式为釜内加热，使操作安全，加热电压一步调到位，连续操作可获塔底产品，塔釜寿命延长；2)改保温方式为空气保温，使外观整齐，塔内状态整体可视，不耗操作费；3)改溢流管为透明可调玻璃管，省却焊接并使内部可见，为两相流动的研究带来方便；4)改变塔板固定方式，并使装置形成积木式连接，为此可使装置拆装更方便，不占分离有效区，有利板效率的提高。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

新型板式精馏装置
本技术提供一种新型板式精馏装置。技术背景小型板式精馏装置在教学、科研中有较高的应用价值，且可用于一些小规模生产。 精馏是利用混合物各组分挥发度的差异，将均相混合物予以分离的操作。精馏有较成熟的工艺流程和设备，尚须不断改进。同样，新型板式精馏装置在许多技术环节上存在值得探讨的。
技术实现思路
本技术克服现有技术的缺点，提供了一种新型板式精馏装置，其采用的技术方案如下所述。一种新型板式精馏装置，包括高位槽、精馏塔、保温罩、塔釜、贮存器、冷却器、分液器和全凝器，所述高位槽通过管道连接精馏塔，保温罩罩于所述精馏塔外部，所述塔釜与精馏塔底部连接，所述冷却器通过管道连接塔釜，所述分液器和全凝器分别通过管道连接精馏塔的上端，所述储存器位于冷却器和分液器的下方，其特征在于，所述的塔釜包括釜体和^Tr ΓΤΠ ο其中，设置加热元件于塔釜内部。其中，加热元件是铁铬铝线圈与铜护套构成的不封合的环体，不封合的环体两端连出垂直于环体的竖棒，竖棒再呈90°弯曲后延出一截横向尾部。本技术的优点是将加热方式变为釜内加热，使操作安全，加热电压一步调到位，连续操作可获塔底产品，塔釜寿命延长。附图说明图1是本技术实施例中新型板式精馏装置的示意图；主要符号含义1.高位槽，2.精馏塔，3.保温罩，4.塔釜，5.贮存器，6.冷却器，7.分液器，8.全凝器，F.转子流量计，T.温度计，C.电磁控制器，P.压力计，V.电压表，A.电流表具体实施方式下面给出本技术的较佳的实施例，这些实施例并非限制本技术的内容。实施例本装置的控制设置见图1。待处理物料靠重力自高位槽1流出，经转子流量计F， 定量流入精馏塔2。精馏塔2内的蒸气穿过塔板筛孔，与板上液层进行质和热的交换，并逐级上升；板上液体与气体错流交换后汇入溢流管，到达下一层塔板，并逐级下降。上升蒸气来源于加热元件对釜液的加热。加热元件受控于调压器，功率大小由电压表V、电流表A反映。釜内技术指标借助于温度计T、压力计P显示。处理后的气体从塔顶流出，流经全凝器 8，流入分液器7。分液器7的液体分配由双设定时间继电器的电磁系统控制，以满足选定的回流比——部分冷凝液作为回流液流回塔内，另一部分作为馏出液流入上层贮存器5。处理后的塔内液体由塔釜流出。经过冷却器6，流入下层贮存器5。流程中没有另设再沸器，塔釜兼有再沸器功能。精馏装置中各分体部件的外壳壁均采用玻璃材质。塔釜液体获得的热量由电热元件提供。目前现有技术使用的玻璃制精馏装置均将电热元件敷设在玻璃塔釜之外。在玻璃塔釜底部设加热套即塔的U型底部全部被加热套遮盖。遮盖釜底便阻止了提馏段产品由釜底流出，从表达精馏完整性的角度，这是个缺憾。用于小规模连续生产也不能得到增浓的难挥发组分，清除釜液须将固定件打开，拆下塔釜才能办到。在玻璃釜侧壁缠绕连接电极的金属片。这种电热元件的优点是不占空间，但操作时可能发生冷沸的破坏性现象；加热不能一步到位，须逐步升压；属于裸电操作，存在安全问题。釜外加热的缺陷是 热源载体直接接触釜外壁，玻璃塔釜寿命会受到影响。要克服上述缺陷，本技术的方案是将釜外加热改成釜内加热，塔釜材质仍采用玻璃。完成此方案需要考虑和解决两个主要问题加热元件表面材质对物系化学稳定性的影响；加热元件的形状及进入玻璃釜内的方式。本装置针对的物系为乙醇-正丙醇。选用传热性能好、便于加工的铜管做加热元件的护套。这种选择基于如下考虑1)某些金属可与醇反应，使醇羟基中的氢原子被取代，如钠与醇反应生成醇钠，而铜的原子核对外电子的吸引力较大，使铜的活泼性不足以发生如上反应，故铜在釜液传热不会引起取代反应而使物系的化学组分改变。2)伯醇蒸气可在大于或等于250°C时，以铜为催化剂发生脱氢反应，生成醛。以乙醇催化生成乙醛为例。从两方面察看本物系。①物系为常压操作，常压下乙醇的沸点 78. 3°C，正丙醇的沸点97. 6°C，釜液为混合液，沸点小于正丙醇沸点。既使考虑累积到塔釜的压降因素，釜液上方蒸气的最高温度仍不大于100°C，远小于250°C。②浸于釜液的铜护套外壁温度会高于釜液饱和温度，且外壁与饱和液的温差越大，由壁面产生的上升气泡越多。可能的趋势是在铜护套外壁形成蒸气膜，且蒸气膜温度随壁温升高而升高。而本次设计的加热元件热负荷最高时为110kW/m2，不足以形成膜状沸腾，壁温上限在130°C以内，远小于250°C。可见铜在本物系的操作条件下不可能充当催化剂使物系发生脱氢反应。应该说较多的处理物系对铜具有稳定性，但当某种处理物系不适于用铜作加热材料时，可用石英玻璃或其它材料代替。本装置正常操作仅需350W左右的加热功率，为了扩大装置的教学功能，增加流体力学性能的演示，认识非正常操作的状态如液泛，本技术增加了可调功率范围，使加热元件最大功率可达1200W。这样，加热元件的外轮廓加大了，置放在釜腔的难度也加大了。 专利技术人打破了釜体一体的现状，首先将玻璃塔釜设计成两部分——釜体与釜盖，再把铁铬铝线圈与铜护套构成的加热元件加工成不封合的环体。未封合的环体两端连出垂直于环体的竖棒，竖棒再呈90°弯曲后延出一截横向尾部。尾部可从玻璃釜盖上的专用玻璃管口伸出并与管口密闭连接。当釜盖与釜体合闭时，加热元件便悬放在釜腔中。要强调的是，操作时加热元件的给热部分应浸在釜液之内，为此，在加热元件内部，加热线圈与外导线的连接说明书3/4页棒不能到加热元件尾部才开始设。另外水平环体与釜体底部的距离应尽量小些。采取这些有效措施可避免加热元件无液部分的干烧，更不会损坏与之连接的玻璃管口。塔釜的加盖设计解决了热源的内置问题，保证了用电安全及省电省时。与其它装置的塔釜比较，还可以在装置运行多时后或需要更换处理物系时，对存在于釜内的积渍方便地进行开盖清理。从理论上讲，为了保证各层塔板气液接近恒摩尔流动的假定，从生产实际上讲，为了提高热利用率及塔顶产品量，塔身都必须实施保温。现有的装置有的利用泡沫塑料、石膏等固体材料对塔身进行缠裹保温，仅留出一个板间距高度的玻璃柱用于观测塔内；有的在玻璃塔外壁进行前期处理——镀金属膜，操作时金属膜通电变热达到保温目的。几种保温效果比较，后一种有其新颖的特点，能保证塔内具有整体可视性，故该装置目前不断在各方成为更新替代品。然而这种保温法有其缺陷①属于裸电；②制作费高；③属能量保温，需耗操作费。另外，精馏操作塔内物料的温度自塔底至塔顶，由大到小具有一定分布规律。由于镀膜技术本身的限制，膜的稀密度不会沿塔长有渐进变化，而且膜的均勻性差，无物料通电检测，各处的无序温差可大到30°C 40°C，这给操作时的通电控温和分离带来不利。塔内热量散失的多少还需要验证。本装置的保温是以空气做保温介质来实现的。空气的导热系数几乎比所有的固体保温材料都低，空气的这一特性及它的可无价使用的特点是本装置解决保温问题的着眼点。本装置用一特制的、可封闭可拆装的有机玻璃罩将空气封住，空气便在精馏塔外、保温罩内的夹层起到阻碍热量散失的作用。空气是流体，会在夹层的有限空间中自由流动。自由流动空气的导热能力大于停滞空气的导热能力，对应的导热系数为当量导热系数。借助经验公式可知，空气的当量导热系数依然很低。经测试和计算后得知，应用空气保温，操作过程热本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：闾肖波，江静，
申请(专利权)人：上海恩氟佳科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：