CN111420419A - 一种蒸馏的进料技术及蒸馏设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种蒸馏的进料技术及蒸馏设备，在蒸馏设备中，从蒸馏作业区的中部进料，进料方向为自下向上，自蒸馏作业区的上部引入真空，在引入真空部位与进料部位之间设有填料层，未蒸发物料由填料层阻挡隔离回落，在真空作用下，已蒸发物料通过填料层再由与真空部位相连接的冷凝器收集。蒸馏主体设有进料喷头，蒸馏主体上部与真空管连通，蒸馏设备本体的下部设有物料加热面板；在进料喷头与真空管连通口之间设有填料层，进料喷头的喷淋方向为自下向上。本发明物料自下而上的喷淋，形成双倍的停留时间，所以这种蒸馏设备生产过程中产量更大，制造更方便，制造成本更低，安装高度也更低的蒸馏设备。

Description

一种蒸馏的进料技术及蒸馏设备

技术领域

本发明属于机械设备技术领域，涉及一种食用油产品、油脂化工产品、其他各类化工产品、植物提取物的蒸馏提纯和分离不同成分的设备，具体地说是一种蒸馏的进料技术及蒸馏设备。

背景技术

现代工业的蒸馏技术千变万化，蒸馏设备形形色色，它是一项广泛应用于工业化生产的液—液分离技术。

本发明人一直致力于蒸馏设备、蒸馏技术的研发与实践工作，先后申请过多个专利，饶攀;ZL201210277674.7 《一种分子蒸馏设备》，具有密封效果好，物料自上而下沿着加热面自动形成薄膜，无需搅拌，省电，且提高了热能利用率，降低了生产成本等有益效果。又如ZL201720138168.8，分子蒸馏设备本体为半圆形或半椭圆形的空心柱体，空心柱体的长方形侧平面为物料加热面板。物料自上而下沿着斜面自动形成薄膜，生产连续化，物料通过加热面的时间短，产品品质好。还有与发明同时申请的ZL201820663047.X ，ZL201820875534.2 。这些技术和市场上蒸馏设备一样，虽然它们在技术上有一定的进步，但设备高度难以降低，制造成本、安装成本都较大。

鉴于目前蒸馏技术、蒸馏设备的进料都是从上而下的过程，各式各样的物料分配器和喷头进料也都是采用从上到下的方式设置，这才是导致蒸馏设备需要足够高的原因，同时，为了得到合格的产品，就必须延长蒸馏物料在蒸馏设备中的停留时间，这样就必须要求蒸馏设备又高又大，所以现在的蒸馏塔设备都是非常高大的。

因此，针对现有的蒸馏设备存在的不足，仍然在持续突破创新中。

发明内容

本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种新的蒸馏进料技术，自下而上的喷淋，然后又自上而下的落下，形成双倍的停留时间，蒸馏效果好、蒸馏产量大，安装高度也更低的蒸馏设备。

本发明技术的方案之一：

一种蒸馏的进料技术，在蒸馏设备中，从蒸馏作业区的中部进料，进料方向为自下向上，自蒸馏作业区的上部引入真空，在引入真空部位与进料部位之间设有填料层，未蒸发物料由填料层阻挡隔离回落，在真空作用下，已蒸发物料通过填料层再由与真空部位相连接的冷凝器收集。

进一步，进料管在蒸馏设备本体外的部分与加热装置连接；蒸馏作业区或再对未蒸发物料进行加热。

本发明技术的方案之二：

一种蒸馏设备，它包括蒸馏设备本体与蒸馏主体，蒸馏主体设有进料喷头，蒸馏主体上部与真空管连通，在进料喷头与真空管连通口之间设有填料层，进料喷头的喷淋方向为自下向上；蒸馏设备本体的下部设有物料加热面板。

进一步，进料喷头与进料管连通，进料管在蒸馏主体外的部分与换热器连接；物料加热面板中设有加热介质盘管或半管或者夹层，或物料加热面板与加热介质盘管或半管或者夹层连接。

更进一步，蒸馏设备本体为卧式接收罐，卧式接收罐前部上方设有蒸馏主体，卧式接收罐前部及蒸馏主体成第一作业区，喷头、填料层和真空管设置在第一作业区，喷头相对第一作业区的竖直方向，处于第一作业区的中间部位，卧式接收罐中后部为第二作业区。

更进一步，卧式接收罐为平底结构，罐身为半圆形或半椭圆形的空心体；平底为物料加热面板，物料加热面板内底设有物料分配板或/和物料再分配板，卧式接收罐上部与第二真空管连接，后部设有物料出口管。

进一步，蒸馏设备本体为卧式接收罐，卧式接收罐水平方向中部上方设有蒸馏主体，卧式接收罐水平方向中部及蒸馏主体成第一作业区，喷头、填料层和真空管设置在第一作业区，喷头相对第一作业区的竖直方向，处于第一作业区的中间部位，卧式接收罐前后部或为第二作业区。

进一步，更卧式接收罐底部为物料加热面板，卧式接收罐底部设有物料出口管。

进一步，蒸馏设备本体为竖向空心圆柱体，竖向空心圆柱体上方设有的蒸馏主体，竖向空心圆柱体顶部及蒸馏主体形成第一作业区，喷头、填料层和真空管设置在第一作业区，喷头相对第一作业区的竖直方向，处于第一作业区的下部位，竖向空心圆柱体顶部以下为第二作业区。

更进一步，竖向空心圆柱体顶部与蒸馏主体接口部的喷头下方设有物料分配面板，物料分配面板下方设有第二真空管，第二真空管下方的竖向空心圆柱体内部设有多层再加热蒸馏板；

再加热蒸馏板或设有蒸馏槽和溢流管，蒸馏槽的挡板高于溢流管，每块再加热蒸馏板的溢流管下方再设有物料再分配面板。

本发明相对现有蒸馏的技术进步在于，对物料进料技术进行了创新，物料自下而上的喷淋，然后又自上而下的落下，形成双倍的停留时间，所以这种蒸馏设备生产过程中产量更大，制造更方便，制造成本更低，安装高度也更低的蒸馏设备。同时本发明在蒸馏过程中物料在蒸馏设备中的停留时间更长，蒸馏效果更好、蒸馏产量更大，现在的蒸馏进料技术、进料方式是自上而下的喷淋或者一两层甚至多层的物料分配槽，物料有一个向下的初速度，为了达到蒸馏的良好效果，必须设置足够的蒸馏高度，所以现在实际生产中的蒸馏塔都是较高的，这样在设备的制作、安装都要较高的要求，蒸发过程中的势能较大，能耗较大，这些都必须要创新改进。

附图说明

图1为本发明实施例1半圆形蒸馏设备俯视示意图。

图2为本发明实施例1半圆形蒸馏设备主视示意图。

图3为本发明实施例1半圆形蒸馏设备侧视示意图。

图4为本发明实施例2蒸馏设备侧视示意图。

图5为本发明实施例3蒸馏设备侧视示意图。

图6为本发明实施例3蒸馏设备俯视示意图。

图7为本发明实施例4蒸馏设备侧视示意图。

图8为本发明实施例4蒸馏设备俯视示意图。

图中，物料进料管1，莲蓬喷头2，物料出口3，第一真空管4，填料层5，物料再分配板6，第二真空管7，第一圆环板 8，第二圆环板 9，蒸馏设备本体10，物料分配板11，物料再分配板12,再加热管进口13,再加热管出口14，物料加热面板15，加热夹层16，溢流管17，排空阀18。

具体实施方式

实施例1：

包括蒸馏设备本体10、第二真空管7、进料管1和莲蓬喷头2，蒸馏设备本体10前部设有物料分配装置，蒸馏设备本体10为卧式接收罐，横向空心平底半圆或半椭圆柱体（如图3），空心柱体的长方形侧平面为物料加热面板。

莲蓬喷头2设置在蒸馏设备本体10的前部上方的空心圆柱体内，在莲蓬喷头2的上方还有填料层5，填料层5的上方是第一真空管4；物料分配装置包括物料分配板11和物料再分配板12，物料分配板11和物料再分配板12设置在物料加热面板15的内底面。物料加热面板的背面焊接有加热介质盘管或半管或者夹层16；物料加热面板的内底面另一端即最后部位有物料出口管3。

蒸馏设备中的莲蓬喷头的喷淋方向向上。

如图1、图2、图3所示，物料在换热器中换热后，从进料管1进入莲蓬喷头2，物料向上喷淋遇到填料层5，低沸点的物质通过填料层5、第一真空管4后，在另行设置的冷凝器冷凝下来进行回收利用；高沸点的物质在填料层5的阻挡下落下来，为了平衡真空吸力和填料阻力，可以控制蒸发温度和真空度、设置填料的高度等来达到最佳平衡点，落到下面的物料加热面板15上，损失了能量的物料再次加热，物料在加热面板15上继续加热，通过物料分配板11和物料再分配板12更均匀地分布更均匀的加热；加热分配后的物料中，没有蒸馏完全的低沸点的物质继续蒸馏，通过第二真空管7的冷凝器（也可是上述另行设置的冷凝器）冷凝下来，回收利用；实际安装时，蒸馏设备本体10的进料口的前端要比出料口的后端高（以加热面板的长度为依据，加热面板每长1米，前端比后端高1-3厘米），所以没有蒸发的剩余的高沸点的物质汇集到物料出口管3回收。

在实际生产中，比如食用油脱酸：物料油在换热器中换热到210℃，从进料管1进入莲蓬喷头2，物料油向上喷淋遇到填料层5，高温物料油中的游离脂肪酸在100帕左右真空状态下继续往上蒸发，通过第一真空管4，在冷凝器中冷凝下来回收利用；高温物料油中的甘油三酯没有蒸发，遇到填料层5的阻挡就往下落，在往下落的过程中，其中残留的游离脂肪酸在莲蓬喷头2向上喷料的高温及蒸馏设备本体内部的高温影响下，继续蒸发，继续通过第一真空管4外的冷凝器冷凝回收；高温物料油中的甘油三酯继续往下落，落在蒸馏设备的物料加热面板15上，通过物料分配板11和物料再分配板12继续均匀加热，小部分残留的游离脂肪酸又会达到了蒸发温度，再次继续在100帕左右真空状态下蒸发，再次通过第二真空管7外的冷凝器冷凝下来回收利用。因为实际生产中，蒸馏设备本体10进料口的前端要比出料口的后端高，所以物料油脱酸后即为甘油三酯（食用油），再通过出口管3回收。

上述物料油脱酸后，如果一些食用油的酸价高，上述脱酸过程难于一次性把游离脂肪酸脱干净，可以在出口管3的下面再安装一级蒸馏设备如CN201720138168.8的蒸馏设备，再一次脱酸，最终达到食用油的标准。

实施例2

如图4所示，包括蒸馏设备本体10、进料管1和莲蓬喷头2，蒸馏设备本体10为卧式接收罐，莲蓬喷头2设置在蒸馏设备本体10的中部上方的空心圆柱体内，在莲蓬喷头2的上方还有填料层5，填料层5的上方是第一真空管4；蒸馏设备本体10的横向空心圆柱体下方有物料出口管3。

在实际生产中，比如脂肪酸的蒸馏，粗脂肪酸在换热器中换热到220℃，从进料管1进入莲蓬喷头2，粗脂肪酸向上喷淋遇到填料层5，高温脂肪酸在120帕左右真空状态下继续往上蒸发，通过真空管在冷凝器中冷凝下来回收利用，其他高沸点的组分往下落，在往下落的过程中，残留在高沸点组分中的脂肪酸会再次蒸发，剩下的残渣继续往下落，集中到蒸馏设备本体10卧式接收罐从物料出口3进入下一道工序。

实施例3

包括蒸馏设备本体10、进料管1和莲蓬喷头2，蒸馏设备本体10为竖向空心圆柱体，莲蓬喷头2设置在蒸馏设备本体10顶端中部上方的空心圆柱体内，在莲蓬喷头2的上方还有填料层5，填料层5的上方是第一真空管4；莲蓬喷头2下方间隔设有一块物料分配面板6，物料分配面板6比顶端中部与上方的空心圆柱体之间的开口直径大， 物料分配面板6下面有一个第二真空管7。第二真空管7下面的竖向空心圆柱体内部有多层加热蒸馏的装置。蒸馏塔中下部分多层加热蒸馏的装置主要由第一圆环板8和第二圆环板9（圆环板是原来本发明人申请的CN201820875534.2）、圆环板上有再加热管进口13和再加热管出口14的加热管组成。

如图5、图6所示，物料在换热器中换热后，从进料管1进入莲蓬喷头2，物料向上喷淋遇到填料层5，低沸点的物质通过填料层5、第一真空管4后的冷凝器冷凝下来进行回收利用；高沸点的物质在填料的阻挡下落下来，落在物料分配面板6上，经过多层的第一圆环板8和第二圆环板9上的加热装置加热，达到温度的物质再次蒸馏，低沸点的物质又从第二真空管7往外蒸发，在第二真空管7的冷凝器中冷凝回收利用，最后高沸点的物质，经过物料出口3进入下一道工序。

在实际生产中，比如生物柴油的蒸馏，粗生物柴油在换热器中换热到200℃，从进料管1进入莲蓬喷头2，粗生物柴油向上喷淋遇到填料层5，达到蒸发温度的脂肪酸甲酯在100帕左右真空状态下继续往上蒸发，通过第一真空管4在冷凝器中冷凝下来回收，其他高沸点的组分往下落，在往下落的过程中，残留在高沸点组分中的脂肪酸甲酯会再次蒸发，剩下的高沸点生物柴油继续往下落，集中到物料分配面板6上，通过物料分配面板6分配到第一圆环板和第二圆环板上继续加热、再次蒸馏，脂肪酸甲酯又通过第二真空管7在冷凝器中冷凝下来回收，经过多层的第一圆环板和第二圆环板上的加热装置继续加热再次蒸馏，脂肪酸甲酯的得率能够在95%以上，比原来传统的生物柴油蒸馏塔蒸馏温度低、蒸馏效率高。

实施例4

包括蒸馏设备本体10、进料管1和莲蓬喷头2，蒸馏设备本体10为竖向空心圆柱体，莲蓬喷头2设置在蒸馏设备本体10顶端上方的空心圆柱体内，在莲蓬喷头2的上方还有填料层5，填料层5的上方是第一真空管4；莲蓬喷头2下方有一块物料分配面板6，物料分配面板6下面有一个第二真空管7。第二真空管7下面的竖向空心圆柱体内部有再次加热蒸馏的装置。蒸馏塔中下部分多层加热蒸馏的装置主要由带有再加热管进口13和再加热管出口14的加热盘管、多层蒸馏槽和溢流管17、溢流管下面还有一块物料再分配面板62组成。

如图7、图8所示，物料在换热器中换热后，从进料管1进入莲蓬喷头2，物料向上喷淋遇到填料层5，低沸点的物质通过填料层5、第一真空管4后的冷凝器冷凝下来进行回收利用，高沸点的物质在填料的阻挡下落下来，落在物料分配面板6上，经过多层的加热再次蒸馏，低沸点的物质又从第二真空管7往外蒸发，在第二真空管7的冷凝器中冷凝回收利用，最后高沸点的物质，经过物料出口3进入下一道工序。

在实际生产中，比如高酸价的米糠油脱酸的蒸馏，高酸价的米糠油在换热器中换热到205℃，从进料管1进入莲蓬喷头2，高酸价的米糠油向上喷淋遇到填料层5，高温游离脂肪酸在50帕左右真空状态下继续往上蒸发，通过第一真空管4在冷凝器中冷凝下来回收，其他组分往下落，在往下落的过程中，残留在米糠油中的游离脂肪酸会再次蒸发，剩下的米糠油继续往下落，集中到物料分配面板6上，通过物料分配面板6分配到加热蒸馏槽上继续加热、再次蒸馏，游离脂肪酸又通过第二真空管7在冷凝器中冷凝下来回收，经过多层的继续加热再次蒸馏，蒸馏脱酸脱得更干净，蒸馏效率更高，因为每一层蒸馏槽都有加热装置，及时加热补充蒸发损失的能量，避免一次性加热温度过高（260-280度）产生反式脂肪酸，产生危害物。

实施例创造性地采用了自下而上的喷淋，物料有一个0初速度的情况下又自上而下的落下，物料在相同高度的蒸馏设备中的停留时间会更长甚至是双倍以上的停留时间；如果是相同的产量的蒸馏设备，一定可以降低蒸馏设备的高度，那么蒸馏设备的制作、安装成本都降低了不少，同时要蒸发的物料的势能也降低了，显而易见的能耗就降低了。

因为本发明蒸馏设备制造工艺更为简单，制造技术成熟，制造成本相对于现有的蒸馏设备更为低廉，安装高度更低，为了保护本发明蒸馏设备，特此要求：依照本技术改造现有的蒸馏设备或者在任何产品的生产过程中使用本发明蒸馏设备及采用本发明构思，均属于等效的替换，都在本发明专利的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，表示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，表示连接关系应做广义理解，对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明装置并不受上述实例的限制，其它任何使用本装置应用的实例均属于等效的替换，都在本发明专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种蒸馏的进料技术，其特征在于，在蒸馏设备中，从蒸馏作业区的中部进料，进料方向为自下向上，自蒸馏作业区的上部引入真空，在引入真空部位与进料部位之间设有填料层，未蒸发物料由填料层阻挡隔离回落，在真空作用下，已蒸发物料通过填料层再由与真空部位相连接的冷凝器收集。

2.根据权利要求1所述的一种蒸馏的进料技术，其特征在于，进料管在蒸馏设备本体外的部分与加热装置连接；蒸馏作业区或再对未蒸发物料进行加热。

3.一种蒸馏设备，它包括蒸馏设备本体与蒸馏主体，其特征在于，蒸馏主体设有进料喷头，蒸馏主体上部与真空管连通，在进料喷头与真空管连通口之间设有填料层，进料喷头的喷淋方向为自下向上；蒸馏设备本体的下部设有物料加热面板。

4.根据权利要求3所述的一种蒸馏设备，其特征在于，进料喷头与进料管连通，进料管在蒸馏主体外的部分与换热器连接；物料加热面板中设有加热介质盘管或半管或者夹层，或物料加热面板与加热介质盘管或半管或者夹层连接。

5.根据权利要求3或4所述的一种蒸馏设备，其特征在于，蒸馏设备本体为卧式接收罐，卧式接收罐前部上方设有蒸馏主体，卧式接收罐前部及蒸馏主体成第一作业区，喷头、填料层和真空管设置在第一作业区，喷头相对第一作业区的竖直方向，处于第一作业区的中间部位，卧式接收罐中后部为第二作业区。

6.根据权利要求5所述的一种蒸馏设备，其特征在于，卧式接收罐为平底结构，罐身为半圆形或半椭圆形的空心体；平底为物料加热面板，物料加热面板内底设有物料分配板或/和物料再分配板，卧式接收罐上部与第二真空管连接，后部设有物料出口管。

7.根据权利要求3所述的一种蒸馏设备，其特征在于，蒸馏设备本体为卧式接收罐，卧式接收罐水平方向中部上方设有蒸馏主体，卧式接收罐水平方向中部及蒸馏主体成第一作业区，喷头、填料层和真空管设置在第一作业区，喷头相对第一作业区的竖直方向，处于第一作业区的中间部位，卧式接收罐前后部或为第二作业区。

8.根据权利要求7所述的一种蒸馏设备，其特征在于，卧式接收罐底部为物料加热面板，卧式接收罐底部设有物料出口管。

9.根据权利要求3所述的一种蒸馏设备，其特征在于，蒸馏设备本体为竖向空心圆柱体，竖向空心圆柱体上方设有的蒸馏主体，竖向空心圆柱体顶部及蒸馏主体形成第一作业区，喷头、填料层和真空管设置在第一作业区，喷头相对第一作业区的竖直方向，处于第一作业区的下部位，竖向空心圆柱体顶部以下为第二作业区。

10.根据权利要求9所述的一种蒸馏设备，其特征在于，竖向空心圆柱体顶部与蒸馏主体接口部的喷头下方设有物料分配面板，物料分配面板下方设有第二真空管，第二真空管下方的竖向空心圆柱体内部设有多层再加热蒸馏板；

再加热蒸馏板或设有蒸馏槽和溢流管，蒸馏槽的挡板高于溢流管，每块再加热蒸馏板的溢流管下方再设有物料再分配面板。

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