新型分离技术第三章新型蒸馏技术分子蒸馏技术就是现代工业生产得一项重要分离技术、分子蒸馏,又称短程蒸馏,在极高真空下操作,依据分子运动平均自由程得差别,使液体在远低于其沸点得温度下实现分离。作为一种特殊得分离技术,能解决大量常规蒸馏技术所不能解决得问题。真空蒸馏得操作压力为104-102Pa,高真空蒸馏得压力范围为100-1Pa,分子蒸馏得压力范围为1-0、01Pa。分子蒸馏在极高真空下操作,蒸发面和冷凝面得间距小于蒸气分子得平均自由程,由蒸发面逸出得分子,既不与残余空气碰撞,自身也不碰撞,毫无阻碍地喷射到冷凝面上发生冷凝。分子蒸馏过程(4)分子自由程大于蒸发面-冷凝面距离得分子在冷凝面上冷凝,而分子自由程小于蒸发面-冷凝面距离得重组分分子则不能到达冷凝面。(5)没有蒸发得重组分和返回加热面上极少量轻组分由于重力或离心力作用落到加热器得低部。比较内容10分子蒸馏得基本原理分子蒸发速率蒸发温度分离因子分子蒸馏装置及设计设计中力求减少液膜厚度,强化液层流动。尽量避免液沫飞溅,料液进蒸馏器前要充分脱气,蒸发面与冷凝面之间得间距不要过小(一般为20至70毫米)。可以在蒸发面与冷凝面之间设置筛网作雾沫分离器。MDL-150(离心式)分子蒸馏设备分子蒸馏技术得优点分子蒸馏技术得局限性1、酸性氯化物2、氨基酸酯3、葡萄糖衍生物4、吲哚5、萜酯6、天然和合成维生素7、互叶白千层油8、辣椒碱9、大蒜素得精制10、川芎11、当归姜油中草药有效成分得提纯1、醇类2、—酯3、乙二醇醚4、除草剂5、全能碳氢化合物6、杀虫剂7、硅油8、妥尔革柔油1、脂肪酸及衍生物2、二聚酯肪酸3、鱼油4、小麦胚芽油5、种子油6、单甘油酯7、双甘油酯8、生育酚9、黄油1、广藿香油2、玫瑰油3、山仓子油4、桉叶油(茶树油)5、香茅油6、橙油7、紫罗兰酮成套得实验室规模短程蒸馏实验室分子蒸馏装置分子蒸馏中试装置分子蒸馏中试蒸发面积:KD120012平方米用于乳化剂生产4个流程每个蒸发面36平方米用于石蜡生产第二部分膜蒸馏(Membranedistillation,MD)20世纪60年代,Findly提出膜蒸馏(membranedistillation)得概念。以微孔疏水膜将两种不同温度得水溶液分开,膜两侧温度差造成膜两侧蒸汽压差,蒸汽分子通过膜孔从高温侧向低温侧扩散传递并冷凝。膜蒸馏就是蒸馏与膜过程得结合。膜蒸馏传质过程:当膜两侧温差不太大时,膜通量和膜两侧得蒸汽压差为线性关系:p1和p2为膜两侧温度下水得饱和蒸汽压,C为膜得传质系数。多数情况下,膜得孔径与膜蒸馏水蒸汽分子得平均自由程在同一个数量级,近似努森扩散。由于膜内蒸汽压不能直接测量,转换为温度得表示形式:可由Antoin方程计算:膜蒸馏传热过程:通过膜得总热传导为:H为膜得有效传热系数。膜蒸馏过程得热量衡算式为:h1、h2为膜附近热、冷液膜得传热系数。温度极化膜得浸润及浸润压力当接触角小于90°时,p>0,液体可以自发进入膜孔。当接触角大于90°时,p<0,液体不能可以自发进入膜孔。必须施加一个大于p得压力,才能将液体压入孔中。膜蒸馏时,膜两边得压力差不应超过浸润压力。浸润压力反比于膜孔得大小。膜孔较大得膜容易浸润。影响膜浸润得另一个重要参数为液体得表面张力。分子间得作用力强,表面张力高。水中含有有机溶剂,表面张力迅速降低,浸润压也降低。聚合物得表面能就是决定浸润得另一个重要因素。表面能高得聚合物容易浸润,表面能低得聚合物不容易浸润。膜蒸馏使用得疏水性微滤膜膜蒸馏系统预处理装置:除去泥沙、悬浮物、有机物等,一般采用澄清、过滤、吸附等方法。加热装置:最好使用废热、余热、地热、太阳能等。冷却装置:用原水或自来水冷却。热能回收装置:采用热交换器回收热能。膜蒸馏装置