本發(fā)明涉及化工分離設(shè)備，尤其是涉及一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)有蒸餾設(shè)備在處理低沸點(diǎn)或多組分物質(zhì)時(shí)，通常面臨能耗較高、溫度控制精度不足、分離效率低等問(wèn)題，特別是對(duì)于亞沸蒸餾工藝，需要設(shè)備在較低溫度下進(jìn)行精確分離，以保證產(chǎn)品純度。傳統(tǒng)蒸餾塔的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難以滿足這一需求，且在工業(yè)應(yīng)用中普遍存在無(wú)序液滴形成、液相流動(dòng)不穩(wěn)定等問(wèn)題，導(dǎo)致對(duì)金屬離子的脫除效率低，影響產(chǎn)品品質(zhì)，甚至不滿足現(xiàn)代半導(dǎo)體技術(shù)指標(biāo)。為了解決這一問(wèn)題，出現(xiàn)了亞沸蒸餾技術(shù)，亞沸蒸餾器的原理是，利用熱輻射的方法對(duì)溶液表面加熱，使溶液表面溫度略高于溶液內(nèi)部溫度，實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)狀態(tài)下的靜態(tài)蒸發(fā)，進(jìn)而制得超凈高純?cè)噭?/p>

2、公開號(hào)cn201410306y的專利文件中公開了一種石英亞沸蒸餾器，用于制取高純度液體，所述石英亞沸蒸餾器包括順序連接的多組蒸餾管，每組蒸餾管具有封閉外殼體，所述蒸餾器之間通過(guò)石英管連接，所述高純度液體通過(guò)所述石英管在所述多組蒸餾管之間流動(dòng)。借此，本實(shí)用新型提供的一種石英亞沸蒸餾器，以實(shí)現(xiàn)制取雜質(zhì)較少的高純度液體；

3、公開號(hào)cn206334371u的專利文件中公開了一種梯度亞沸蒸餾器，包括冷凝管、蒸發(fā)面、加熱裝置、布液器、尾液槽、冷凝液槽、尾液管、進(jìn)液管、冷凝液管、外殼，原料液體經(jīng)過(guò)冷凝管被預(yù)熱，在加熱裝置內(nèi)被進(jìn)一步加熱之后在蒸發(fā)面上流下，并不斷蒸發(fā)，溫度不斷降低，蒸汽在冷凝管表面冷凝，其冷凝熱對(duì)冷凝管內(nèi)的原料液體預(yù)熱，原料液體在冷凝管內(nèi)的流向與在蒸發(fā)面上相反。本實(shí)用新型較完全的回收了冷凝熱，增加了能效，減少了水冷用水，節(jié)約了水資源，減少了能耗。

4、但是上述專利文件在使用過(guò)程中，僅限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究，產(chǎn)量很低，不適用于工業(yè)化，為此我們提出了一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)用于解決上述問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在現(xiàn)有的蒸餾設(shè)備在使用過(guò)程中，僅限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究，產(chǎn)量很低，不適用于工業(yè)化的缺點(diǎn)，而提出的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)。

2、本申請(qǐng)?zhí)峁┑囊环N多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)采用如下的技術(shù)方案：

3、一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，包括：

4、塔體，塔體設(shè)置為四段式；

5、塔板，塔板設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)塔板交錯(cuò)安裝在塔體內(nèi)，多個(gè)塔板的頂部均連接有多個(gè)圓筒形管，靠近塔體內(nèi)壁一側(cè)的塔板與壁面以圓角連接來(lái)過(guò)渡上層沿壁的液膜；

6、電加熱絲，電加熱絲設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)電加熱絲均安裝在塔體內(nèi)，多個(gè)電加熱絲分別位于多個(gè)塔板上方；

7、液相擋板，液相擋板設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)液相擋板分別安裝在多個(gè)塔板上，多個(gè)液相擋板上均開設(shè)有柵欄小孔，多個(gè)液相擋板的底部均連接有引流托板，引流托板用于抵消液體的流動(dòng)沖擊力，液相擋板底部?jī)A斜10-55°與引流托板連接；

8、一級(jí)回流管、二級(jí)回流管、三級(jí)回流管和出樣管，一級(jí)回流管、二級(jí)回流管、三級(jí)回流管和出樣管均連接在塔體上，一級(jí)回流管、二級(jí)回流管、三級(jí)回流管和出樣管上分別連接有一級(jí)冷凝器、二級(jí)冷凝器、三級(jí)冷凝器和四級(jí)冷凝器，一級(jí)冷凝器、二級(jí)冷凝器、三級(jí)冷凝器和四級(jí)冷凝器用于將上升蒸汽冷凝，并通過(guò)一級(jí)回流管、二級(jí)回流管、三級(jí)回流管和出樣管流入塔體內(nèi)的塔板，以進(jìn)行重復(fù)蒸餾。

9、進(jìn)一步地，所述塔板上開設(shè)有布液槽，塔體上連接有進(jìn)料口，進(jìn)料口與布液槽相連通。

10、進(jìn)一步地，多個(gè)電加熱絲的外側(cè)均包覆有石英玻璃，多個(gè)電加熱絲為輪轂狀結(jié)構(gòu)，電加熱絲與塔板保持100-140mm的間隔，以保證均勻加熱，電加熱絲配備電壓控制器。

11、進(jìn)一步地，多個(gè)圓筒形管的頂部均連接有頂蓋，多個(gè)圓筒形管為矩形分布，圓筒形管的高度為80-120mm，管徑為60-100mm，圓筒形管用于供下層蒸汽上升至一級(jí)冷凝器，頂蓋與圓筒形管通過(guò)接片焊接連接，使蒸汽或氣體在側(cè)面從液體平面上部排出，防止來(lái)自其他上方填充物的液體進(jìn)入和反向氣流的干擾，圓筒形管高度略高于液相擋板的高度，以便能夠在塔板上實(shí)現(xiàn)阻塞積蓄液體的同時(shí)，也保證了下塔板蒸汽的上升。

12、進(jìn)一步地，液相擋板的高度為60-100mm，多個(gè)引流托板的尾部間隔塔體內(nèi)側(cè)壁1-5mm。

13、進(jìn)一步地，多個(gè)引流托板上均連接有網(wǎng)狀填料，網(wǎng)狀填料用于防止下瀉的液體飛濺，網(wǎng)狀填料的底端與液相擋板齊平，網(wǎng)狀填料為矩形狀。

14、進(jìn)一步地，多個(gè)塔板上均安裝有溫度傳感器，溫度傳感器用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液面溫度，并向智能控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，以控制加熱電阻的功率并優(yōu)化分離效果，溫度傳感器由不銹鋼材料包裹，固定在每層塔板與液相擋板的同一高度。

15、進(jìn)一步地，所述塔體外部設(shè)有隔熱層，隔熱層為聚氨酯材料制成，所述隔熱層外側(cè)包覆有保護(hù)層，隔熱層用于減少熱損失，提高系統(tǒng)的熱效率。

16、進(jìn)一步地，所述塔體上連接有一級(jí)廢液管、二級(jí)廢液管和三級(jí)廢液管，塔體的底部連接有出料管，每段塔板的最后一層與塔體內(nèi)壁完全貼合，以進(jìn)行密封，塔板液體不會(huì)流入下層塔板，而是通過(guò)一級(jí)廢液管、二級(jí)廢液管和三級(jí)廢液管排出塔體作為廢液排放，一級(jí)廢液管、二級(jí)廢液管和三級(jí)廢液管設(shè)在每段蒸餾塔底部塔板上方壁面，固定在略低于圓筒形管的高度。

17、綜上所述，本申請(qǐng)包括以下至少一種有益技術(shù)效果：

18、1.本方案通過(guò)精確的溫度監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了高效的傳質(zhì)和分離效果，電加熱絲功率的精確控制減少了能源的浪費(fèi)，智能控制系統(tǒng)根據(jù)溫度實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)加熱功率，最大限度地提升能源使用效率；

19、2.本方案通過(guò)將多個(gè)亞沸蒸餾器集成到一體，減少了占地面積，并提高了系統(tǒng)的操作穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)塔壁與塔板間圓角的處理，引流托板和網(wǎng)狀填料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減少了液滴的飛濺，避免氣液相的直接接觸，極大提高了蒸餾效率與分離效果；

20、3.本方案配備溫度傳感器及智能控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化的高效蒸餾過(guò)程，極大提高了操作的便捷性和精確度，電加熱絲的石英玻璃包裹設(shè)計(jì)延長(zhǎng)了使用壽命，防止了腐蝕問(wèn)題，同時(shí)，多級(jí)蒸餾的過(guò)程確保了料液的高純質(zhì)量。

21、本發(fā)明通過(guò)將多個(gè)亞沸蒸餾器集成到多級(jí)塔結(jié)構(gòu)中，利用圓角的處理和圓筒形管、弧形引流托板和網(wǎng)狀填料的結(jié)構(gòu)，以及多級(jí)回流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高效的氣液分離效果，同時(shí)溫度的智能控制系統(tǒng)確保了加熱過(guò)程的精確調(diào)節(jié)，使得整體裝置具備節(jié)能、緊湊、可控的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)特征：

1.一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述塔板上開設(shè)有布液槽（2），塔體（23）上連接有進(jìn)料口（1），進(jìn)料口（1）與布液槽（2）相連通。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：多個(gè)電加熱絲（5）的外側(cè)均包覆有石英玻璃，多個(gè)電加熱絲（5）為輪轂狀結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：多個(gè)圓筒形管（14）的頂部均連接有頂蓋（13），多個(gè)圓筒形管（14）為矩形分布，圓筒形管（14）的高度為80-120mm，管徑為60-100mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述液相擋板（10）的高度為60-100mm，多個(gè)引流托板（12）的尾部間隔塔體（23）內(nèi)側(cè)壁1-5mm。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：多個(gè)引流托板（12）上均連接有網(wǎng)狀填料（11），網(wǎng)狀填料（11）用于防止下瀉的液體飛濺，網(wǎng)狀填料（11）的底端與液相擋板（10）齊平，網(wǎng)狀填料（11）為矩形狀。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：多個(gè)塔板上均安裝有溫度傳感器（3），溫度傳感器（3）用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)液面溫度，并向智能控制系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述塔體（23）外部設(shè)有隔熱層（4），隔熱層（4）為聚氨酯材料制成，所述隔熱層（4）外側(cè)包覆有保護(hù)層，隔熱層（4）用于減少熱損失。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，其特征在于：所述塔體（23）上連接有一級(jí)廢液管（8）、二級(jí)廢液管（16）和三級(jí)廢液管（19），塔體（23）的底部連接有出料管（22）。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明屬于化工分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種多級(jí)亞沸蒸餾一體化系統(tǒng)，針對(duì)現(xiàn)有的蒸餾設(shè)備在使用過(guò)程中，僅限于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的研究，產(chǎn)量很低，不適用于工業(yè)化的問(wèn)題，現(xiàn)提出如下方案，其包括塔體，塔體設(shè)置為四段式；塔板，塔板設(shè)置有多個(gè)，多個(gè)塔板交錯(cuò)安裝在塔體內(nèi)，多個(gè)塔板的頂部均連接有多個(gè)圓筒形管，靠近塔體內(nèi)壁一側(cè)的塔板與壁面以圓角連接來(lái)過(guò)渡上層沿壁的液膜；本發(fā)明通過(guò)將多個(gè)亞沸蒸餾器集成到多級(jí)塔結(jié)構(gòu)中，利用圓角的處理和圓筒形管、弧形引流托板和網(wǎng)狀填料的結(jié)構(gòu)，以及多級(jí)回流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高效的氣液分離效果，同時(shí)溫度的智能控制系統(tǒng)確保了加熱過(guò)程的精確調(diào)節(jié)，使得整體裝置具備節(jié)能、緊湊、可控的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：蔣志軍,孫廣輝,李桂珍,徐興昌,張旭亮,趙海云,商好朋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：山東華星石油化工集團(tuán)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9