CN204319806U - 一种新型蒸馏器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型蒸馏器，目的在于解决现有的蒸馏器采用液相循环导热油作为加热介质，仅能在一定的温度范围内实现供热，加热温度具有局限性的问题。该蒸馏器包括筒体、上封头、下封头、进料口、刮膜器、内置冷凝器、能带动筒体相对刮膜器转动的动力装置、蒸馏物出料口、与真空设备相连的真空接口、远红外加热装置。本实用新型的工作温度为常温～600℃，显著提高工作温度范围，有效拓展了分子蒸馏器的应用。与现有蒸馏器相比，本实用新型具有加热速度快、热量传输稳定、热效率高、加热温度的优点，且筒体避免了承压问题，降低了设备机械加工难度和生产成本，具有传热效率高、能源利用率高的优点，具有较高的应用价值，值得大规模推广应用。

Description

一种新型蒸馏器

技术领域

本实用新型涉及蒸发器领域，尤其是一种新型蒸馏器。本实用新型属于刮膜式蒸发器领域，包括刮膜式薄膜蒸发器和短程(分子)蒸馏器，其采用远红外加热，能够显著提高蒸馏器的加热温度，扩大蒸馏器的应用范围。

背景技术

短程(分子)蒸馏器是指工作在1～0.001mbar绝对压力下的热分离装置，它具有较低的沸腾温度，因此非常适合热敏性、高沸点物质。短程(分子)蒸馏器的基本构成如下：包括带有加热夹套的圆柱型筒体、转子和内置冷凝器，在转子的固定架上精确装有刮膜器和防飞溅装置。其中，内置冷凝器位于蒸发器的中心，转子在圆柱型筒体和内置冷凝器之间旋转。

目前，现有分子蒸馏器主要采用蒸汽和循环高温导热油作为加热介质。短程(分子)蒸馏器采用蒸汽进行加热时，其加热温度相对较低。当分子蒸馏器需要较高的加热温度时，需要通过提高蒸汽的工作压力或采用过热蒸汽实现，而提高蒸发器夹套工作蒸汽的压力，需要将蒸发器的筒体变更为压力容器，从而使设备制造成本增加。同时，由于蒸发器夹套外工作压力的提高，导致蒸发器筒体壁厚增加，影响了蒸发器在工作过程中的传热。而采用液相循环导热油作为加热介质时，其能在一定的温度范围内实现供热，但即使采用品质最好的导热油作为加热媒介，其最高加热温度也不能超过320℃。

因此，目前迫切需要一种新的加热装置以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有的蒸馏器采用液相循环导热油作为加热介质，仅能在一定的温度范围内实现供热，加热温度具有局限性的问题，提供一种新型蒸馏器。本实用新型的工作温度为常温～600℃，显著提高工作温度范围，有效拓展了分子蒸馏器的应用。与现有蒸馏器相比，本实用新型具有加热速度快、热量传输稳定、热效率高、加热温度的优点，且筒体避免了承压问题，降低了设备机械加工难度和生产成本，具有传热效率高、能源利用率高的优点，具有较高的应用价值，值得大规模推广应用。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案如下：

一种新型蒸馏器，包括筒体、上封头、下封头、进料口、刮膜器、内置冷凝器、能带动筒体相对刮膜器转动的动力装置、蒸馏物出料口、与真空设备相连的真空接口、远红外加热装置，所述上封头、下封头分别设置在筒体的两端，所述进料口设置在上封头上，所述刮膜器、内置冷凝器分别设置在筒体内，所述蒸馏物出料口、真空接口分别设置在下封头上，所述远红外加热装置设置在筒体外侧且能对筒体进行加热。

所述下封头上还设置有蒸馏剩余物出料口。

所述下封头上设置有残留物收集器，所述残留物收集器与下封头之间采用螺纹连接或螺杆连接或螺栓连接。

还包括设置在上封头上的机架，所述动力装置为能带动筒体转动的电机，所述电机设置在机架上。

所述筒体与下封头之间通过法兰连接。

所述远红外加热装置包括红外辐射源，所述红外辐射源由若干个硅碳棒组成，所述红外辐射源呈管状且与筒体相配合。

所述硅碳棒上设置有金属氧化物涂层。

所述筒体的外表面设置有黑色吸热层或纹路。

所述红外辐射源由若干个硅碳棒组成且呈管状，所述硅碳棒之间通过加强筋相连。

所述远红外加热装置还包括温度测定装置、控制装置，所述温度测定装置、红外辐射源分别与控制系统相连。

所述温度测定装置为远传温度计。

所述远红外加热装置还包括与红外辐射源相配合的加热夹套，所述加热夹套设置在红外辐射源外侧。

所述加热夹套的内壁设置有反射涂层。

还包括气流循环系统，所述筒体与加热夹套之间形成第一空间，所述气流循环系统与第一空间连通。

所述第一空间内还设置有循环栅板。

针对前述问题，本实用新型提供一种新型蒸馏器。该蒸馏器包括筒体、上封头、下封头、进料口、刮膜器、内置冷凝器、能带动筒体相对刮膜器转动的动力装置、蒸馏物出料口、与真空设备相连的真空接口、远红外加热装置，上封头、下封头分别设置在筒体的两端，进料口设置在上封头上，刮膜器、内置冷凝器分别设置在筒体内，蒸馏物出料口、真空接口分别设置在下封头上，远红外加热装置设置在筒体外侧且能对筒体进行加热。

本实用新型中，上封头、下封头、筒体构成了本实用新型的主体结构，刮膜器、内置冷凝器、远红外加热装置构成了本实用新型降膜蒸发的工作系统，进料口、蒸馏物出料口、真空接口构成物料的进出口和真空系统，通过各部分之间的相互配合，使得本实用新型能够进行高温加热，解决现有装置存在的问题。与常规的短程蒸馏器/分子蒸馏器不同，本实用新型在筒体外侧设置远红外加热装置，通过其对筒体进行加热。本实用新型采用的远红外加热装置利用电磁辐射热传原理进行直接加热或者热能传递，而高温物体的传热以红外辐射为主，超过总传热的90％。采用该方式，远红外加热装置产生的热量能够直接对筒体进行加热，具有较强的穿透性，同时红外对物料进行直接加热时，没有传热阻力的存在，加热均匀性好，并且远红外线对金属的热能效益显著，也使得本实用新型具有良好的热能传导。

下封头上还设置有蒸馏剩余物出料口，下封头上设置有残留物收集器，残留物收集器与下封头之间采用螺纹连接或螺杆连接或螺栓连接。在分子蒸馏的过程中，会产生一部分残余物质，为此，本实用新型中分别设置了蒸馏剩余物出料口、残留物收集器，通过这两部分结构，能够对本实用新型内部进行清理，保证装置的正常运行。进一步，还包括设置在上封头上的机架，动力装置为能带动筒体转动的电机，电机设置在机架上。筒体与下封头之间通过法兰连接。

远红外加热装置包括红外辐射源，红外辐射源由若干个硅碳棒组成，红外辐射源呈管状且与筒体相配合。加热所采用的红外辐射源优选碳化硅，单个加热单元为一定长度、有金属氧化物涂层的硅碳棒。硅碳棒使用温度高，具有耐高温、抗氧化、耐腐蚀、升降温快、寿命长、高温变形小、安装维修方便、易加工成型等特点，且有良好的化学稳定性，在真空状态下，硅碳棒在高达2000℃下保持物理性质不变，有效使用时间长达35000小时。而硅碳棒上的金属氧化物涂层则可以增加红外辐射率，使电热转变率超过99％。硅碳棒采用多根组对串联，串联根数根据实际长度需要确定，每对并联形成圆筒形加热组件以适应筒体结构。在每根连接的节点通过圆环型加强筋相连，将每组加热组件固定，以达到强化结构稳定性的目的。

进一步，筒体的外表面设置有黑色吸热层或纹路，远红外加热装置还包括与红外辐射源相配合的加热夹套，加热夹套设置在红外辐射源外侧，加热夹套的内壁设置有反射涂层。本实用新型在红外辐射源的外侧设置加热夹套，并设置反射涂层，通过对红外线的反射提高利用率，并降低设备外表面温度，减少热能损耗；同时，筒体的外表面设置有黑色吸热层或纹路，本实用新型对筒体的外表面进行糙化和黑化处理，以减少热辐反射，提高吸收率。

常规的短程蒸馏器采用在夹套内通加热蒸汽或者循环导热油的方式，对筒体进行供热，当加热温度升高时，相应夹套、筒体等承受的压力也进一步增加，而本实用新型采用上述结构，当加热温度升高时，筒体的压力不会增加。

远红外加热装置还包括温度测定装置、控制装置，温度测定装置、红外辐射源分别与控制系统相连，温度测定装置优选为远传温度计。本实用新型工作时，通过远传温度计监控筒体的受热温度，控制系统获得温度信息后，可通过控制系统控制远红外加热装置的加热温度，从而实现获得精准温度控制的目的。

进一步，还包括气流循环系统，筒体与加热夹套之间形成第一空间，气流循环系统与第一空间连通，第一空间内还设置有循环栅板。通过该系统，能够使第一空间内的气流流动，从而使筒体受热分布均匀。

本实用新型的工作温度范围为常温～600℃，显著高于常规分子蒸馏器的最高工作温度，极大提高了短程(分子)蒸馏器的工作温度。同时，本实用新型具有加热速度快、热量传输稳定、热效率高、加热温度的优点，且筒体避免了承压问题，降低了设备机械加工难度和生产成本，具有传热效率高、能源利用率高的优点。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1的A-A向剖视图。

图中标记：1为筒体，2为上封头，3为下封头，4为进料口，5为刮膜器，6为内置冷凝器，7为动力装置，8为蒸馏物出料口，9为真空接口，10为蒸馏剩余物出料口，11为残留物收集器，12为机架，13为红外辐射源，14为加热夹套，15为气流循环系统，16为循环栅板。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1

如图所示，新型蒸馏器包括筒体、上封头、下封头、进料口、刮膜器、内置冷凝器、能带动筒体相对刮膜器转动的动力装置、蒸馏物出料口、与真空设备相连的真空接口、远红外加热装置、机架、蒸馏剩余物出料口、残留物收集器、气流循环系统，上封头、下封头分别设置在筒体的两端，筒体与下封头之间通过法兰连接。

进料口、机架设置在上封头上，刮膜器、内置冷凝器分别设置在筒体内，蒸馏物出料口、真空接口分别设置在下封头上，远红外加热装置设置在筒体外侧且能对筒体进行加热。蒸馏剩余物出料口、残留物收集器分别设置在下封头上，残留物收集器与下封头之间采用螺杆连接。本实施例中，动力装置采用电机，电机设置在机架上，电机能带动筒体转动。

远红外加热装置包括红外辐射源、温度测定装置、控制装置、与红外辐射源相配合的加热夹套，加热夹套设置在红外辐射源外侧。红外辐射源由若干个硅碳棒组成，硅碳棒上设置有金属氧化物涂层，红外辐射源整体呈管状且与筒体的外表面相配合。温度测定装置、红外辐射源分别与控制系统相连，本实施例中，温度测定装置为远传温度计；筒体的外表面设置有黑色吸热层和粗糙的纹路，加热夹套的内壁设置有反射涂层。

筒体与加热夹套之间形成第一空间，气流循环系统与第一空间连通，第一空间内还设置有循环栅板。

本实用新型中，通过红外辐射源对筒体进行直接加热，同时，加热夹套通过红外辐射作用于筒体，对物料间接进行加热。本实用新型中，在加热夹套的内壁设置有反射涂层，通过对红外线的反射，提高利用率，并降低设备外表面温度，减少热能损耗；筒体的外表面设置有黑色吸热层和粗糙的纹路，即对筒体的外表面进行糙化和黑化处理，以减少热辐反射，提高吸收率；该方式，能够有效提高辐射转化效率。

本实用新型中，还包括气流循环系统，其能进行热风循环，通过热风循环可以保证系统内温度均匀恒定，避免了辐射热因照射点不同而产生的温差效应，提高了热效率；当系统结束进料时，打开气流循环系统可以使系统快速降温，避免了余料结焦等弊端，同时气流循环系统还可以将系统余热用于蒸余物的加热和保温，有效避免了残渣的结焦与滞留，并大幅降低了系统能耗，提高了系统运行的经济性。

本实施例通过远红外加热装置辐射筒体，进行间接加热；在红外反射涂层和筒体吸收面的双重作用下，取得较好的加热效果。同时，本实用新型还可以达到普通导热油加热所不能达到的高温，减少了能耗和导热油的报废。

现有蒸馏器采用蒸汽加热，其必须通过提高蒸汽压力的方式，实现温度的提升，这不可避免的使承压面(内部为物料成膜面)厚度增加，其不仅增大了设备成本和加工难度，而且减小了热传导的效率，使能耗增加，经济性下降。现有蒸馏器采用蒸汽或导热油作为介质工作时，其介质的温度与设备外表面温度接近，热能损失较大。而本实用新型在正常运行情况下，表面温度较低，热能利用率高，同时设备加工制造容易，日常维护简单、方便，能够有效降低设备的生产和使用成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种新型蒸馏器，其特征在于，包括筒体、上封头、下封头、进料口、刮膜器、内置冷凝器、能带动筒体相对刮膜器转动的动力装置、蒸馏物出料口、与真空设备相连的真空接口、远红外加热装置，所述上封头、下封头分别设置在筒体的两端，所述进料口设置在上封头上，所述刮膜器、内置冷凝器分别设置在筒体内，所述蒸馏物出料口、真空接口分别设置在下封头上，所述远红外加热装置设置在筒体外侧且能对筒体进行加热。

2.在根据权利要求1所述新型蒸馏器，其特征在于，所述下封头上还设置有蒸馏剩余物出料口。

3.在根据权利要求1所述新型蒸馏器，其特征在于，所述下封头上设置有残留物收集器，所述残留物收集器与下封头之间采用螺纹连接或螺杆连接或螺栓连接。

4.在根据权利要求1所述新型蒸馏器，其特征在于，所述筒体的外表面设置有黑色吸热层或纹路。

5.在根据权利要求1-4任一项所述新型蒸馏器，其特征在于，所述远红外加热装置包括红外辐射源，所述红外辐射源由若干个硅碳棒组成，所述红外辐射源呈管状且与筒体相配合。

6.在根据权利要求5所述新型蒸馏器，其特征在于，所述硅碳棒上设置有金属氧化物涂层。

7.在根据权利要求5所述新型蒸馏器，其特征在于，所述远红外加热装置还包括温度测定装置、控制装置，所述温度测定装置、红外辐射源分别与控制系统相连。

8.在根据权利要求5所述新型蒸馏器，其特征在于，所述远红外加热装置还包括与红外辐射源相配合的加热夹套，所述加热夹套设置在红外辐射源外侧。

9.在根据权利要求8所述新型蒸馏器，其特征在于，所述加热夹套的内壁设置有反射涂层。

10.在根据权利要求8所述新型蒸馏器，其特征在于，还包括气流循环系统，所述筒体与加热夹套之间形成第一空间，所述气流循环系统与第一空间连通。