CN205182201U - 一种连续牵引式网膜微波蒸发装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种连续牵引式网膜微波蒸发装置，包括蒸发器筒体，蒸发器筒体内设有牵引辊和多个分层交错设置的改向输送辊，牵引辊、浸液辊和改向输送辊上设置网带，蒸发器筒体下部设置筒体浸液斗，筒体浸液斗内设有浸液辊，蒸发器筒体上设有微波加热装置。利用运动网带对料液牵引形成料液网膜，以水平往返逐层上升的输运方式通过微波谐振腔，使所述料液网膜，在均匀薄层状态下吸收微波能量而被加热蒸发，并对蒸发中的料液网膜，进行料液喷雾加载，并联循环蒸发，此外，可通过对网带的亲水或亲脂性表面改性处理，实现选择性蒸发分离。由于采用了多层料液网膜的循环输运结构，提高了换热比表面积，蒸发装置紧凑，面积利用率显著提高，可在较高的真空度下，进行快速高效的低温蒸发，配合冷凝和气液分离装置，可实现蒸馏、提取作业。

Description

一种连续牵引式网膜微波蒸发装置

技术领域

本实用新型属于液体混合物蒸发分离或浓缩技术领域，更具体地说，涉及一种连续牵引式网膜微波蒸发装置。

背景技术

液体的分子由于分子运动有从液相表面逃逸或挥发的倾向，这种倾向随着温度的升高而增大。利用液体混合物中各组分挥发度的差别，将液体混合物中易挥发的液相加热至气化，使液体变为蒸气，即所谓蒸发。

在蒸发过程中，易挥发组分在蒸气中得到增浓，难挥发组分(包括固相)在剩余液中也得到增浓，这在一定程度上实现了不同组分的分离。组分之间的挥发度相差越大，则这种增浓程度也越大。如果将液体混合物置于密闭的真空系统中，则液体分子继续不断地溢出，而在液相界面上形成蒸气，若通过真空机组的连续抽吸来维持一定的真空度，则可从该真空体系中连续地输出挥发性蒸气。蒸发适用于各种蒸馏、分离、提纯、浓缩、萃取、脱气、除味、反应等工艺，因此，广泛用于制药、生物、食品、香料、石化、日化、环保、农药、海水淡化等行业。

由于蒸发涉及传质、传热，也属于换热设备，而液膜传热是强化传热的有效方法之一。膜层越薄、成膜越均匀，传热效率就越高。为使膜层均匀，减小温度梯度，增大比表面积，缩短受热时间，开发的膜式蒸发器，其公知的类型包括：升膜式、降膜式、机械搅拌式薄膜蒸发器和离心式薄膜蒸发器，其中，升膜式和降膜式为常用的传统形式蒸发器。

机械搅拌式薄膜蒸发器，又称旋转薄膜蒸发器，是一种真空条件下采用机械搅拌进行降膜蒸发的效率较高的蒸发器。其中，以刮膜式蒸发器为代表的机械搅拌式薄膜蒸发器也已得到广泛应用，其原理为：料液通过上端旋转液体分布器被分成多股料流进入圆筒内壁；每股料流被相应的刮板搅动，分散在蒸发圆筒加热内壁上形成均匀液膜；液膜吸收夹套中加热介质(热蒸汽或导热油)传给蒸发表面的热量，在其表面迅速蒸发，膜层减薄，又被后继刮板扫刮，形成新膜，再蒸发，如此反复进行。其特性是真空压降小、操作温度低、受热时间短、蒸发强度高、操作弹性大，特别适用于热敏性、粘性、有生垢发泡趋势料液的蒸发浓缩分离。

离心式薄膜蒸发器，又称离心蒸发器。其构造与碟片式离心机相仿，但碟片具有夹层，内通加热蒸汽。由于旋转碟片的离心力作用，料液分布于碟片的内表面，形成薄膜。碟片夹层内的蒸汽液膜进行加热蒸发，浓缩液则汇集于周边液槽内，由吸料管籍真空作用将其吸出。二次蒸汽经碟片顶部空间汇集上升，进入冷凝器冷凝，并由真空泵抽出。加热蒸汽由底部空心转轴通入，经通道进入碟片夹层。其特性是传热效率高，蒸发强度大，料液受热时间短，形成的膜层薄，特别适合于热敏性物料的蒸发浓缩，但不宜用于黏度大、易结晶、易结垢的料液。

通常膜式蒸发器与其辅助设备一起构成蒸发操作系统。辅助设备一般有预热器、脱气装置、真空机组、输送泵、精馏液罐和浓缩物料罐以及相应的加热系统和冷却/冷凝系统等，广泛应用于蒸发浓缩、脱气脱溶、蒸馏提纯、蒸馏萃取等工艺。但既有技术的膜式蒸发器多为立式，料液在蒸发器圆筒内的流速较快，易导致挥发性组分蒸发不够充分，一定程度上影响了蒸发效果。

在这类基于料液膜层蒸发为原理的分离、浓缩等蒸馏提取或萃取装置中，大多采用的是间壁加热的传热方式，即夹套或夹层中的热蒸汽或导热油等热介质，先使壁面材料受热，再通过传导加热将热量传递给料液，期间热流穿越了多个界面，影响了换热效率的提高。另一种传热方式是将热蒸汽直接导入蒸发器内，通过对流加热使料液表面加热蒸发，带来的问题是水蒸汽混入到气相挥发物中，额外增加了后续的气液分离负荷，甚至可能影响到分离物的品质。因此，加热介质和与料液的换热方式，也是影响蒸发器效率的重要因素。

微波被定义为波长在lm～1mm，频率在300～3000GHz范围内的一种电磁波，因此，具有直线传播及受不同介质的吸收、反射和透射作用等特性。当介质吸收微波能量时，微波即对介质产生加热作用。

微波主要通过两种机制对介质进行加热：即极化机制和离子传导机制。其中，偶极极化和界面极化是共价化合物的主要极化加热机制，而介质内因存在自由移动离子在电磁场中所产生的离子迁移电流，进而产生热，则是离子化合物的离子传导主要加热机制。

介质由极性分子和非极性分子组成，其中，极性分子在微波电磁场作用下的取向运动，以每秒数十亿次的频率不断变化，造成分子的剧烈碰撞摩擦而产生热量，可见，微波加热是介质材料损耗电场能量而发热。由于不同的介质材料具有不同的介电损耗，因此，在微波电磁场作用下其热效应也不一样。极性分子介质能较好地吸收微波能，如水是强极性分子，是吸收微波的最好介质。非极性分子介质基本上不吸收或很少吸收微波，如聚四氟乙烯、聚丙烯等树脂和玻璃、陶瓷等，能透过微波而不吸收微波。金属导体则反射微波而极少吸收微波能。

微波加热的特点显著，如料液与电磁场整体发生作用，产生体相热效应，加热速度快、均匀且热效率高；料液中介电常数及介质损耗小的组分，吸收微波能量极少，其中，极性大的热效应强烈，而非极性组分热作用很小，选择性加热显著；微波输出功率易调整，加热过程可控制性好，热惯性小，有助于提高蒸发组分的质量等。因此，作为一种非接触式的加热方式，微波加热已在蒸馏提取、萃取、浓缩、干燥等领域得到相当广泛的应用。

以下引述的专利涉及微波加热用于提取、萃取的装置结构和方法，但这不能必然地解释为，既有的这些技术对液体混合物蒸发分离或浓缩是适宜的。

阿奇麦克斯的中国专利CN94192507.2，公开了一种无溶剂微波萃取天然产品的方法和设备，包括将生物物质放在未装有溶剂的容器中接受微波辐照，然后从萃取的天然产品中分离除去残留的生物物质。此外，也涉及在微波辐照时给容器减压，以及在至少微波辐照的大部分时间中加热以补偿因从生物物质中水蒸发而引起的温度下降。

邓修等人的中国专利CN02111457.9，公开了一种萃取装置，包括圆筒形萃取器、隔离器、过渡管，圆筒形容器与隔离器之间形成工作环隙，工作环隙的高度为所采用的微波场共振模式的半波长的整倍数。

黄凯中等人的中国专利CN02111640.7，公开了一种微波萃取装置，具有搅拌器、冷却和电控装置的萃取罐，在萃取罐的罐体四周间隔一定距离，分多层均匀地装有多个微波电源和磁控管，可进行间歇式或连续式操作，具体形式可采用立式或卧式装置。

郑必胜等人的中国专利CN200410027563.6，公开了一种微波萃取装置，包括微波加热器及固液传输装置，微波加热器为一中空腔体，其前、后壁开有孔，固液传输装置从前壁开孔处斜伸入腔体，从后壁开孔处伸出，微波加热器的外顶部设有微波磁控管，固液传输装置底端设有固体物料进口及萃取液出口，顶端设有出料口及萃取液入口。

万绍平等人的中国专利CN200510031458.4，公开了一种从含有油脂的植物籽仁中用微波加热萃取油脂的方法，将植物籽仁中含有油脂的部分或其副产品，粉碎后放在容器中接受微波辐照，当受辐照物料温度上升到一定时，停止辐照，将溶剂渗透萃取，分离液渣，浓缩回收溶剂，从而得到目标油脂。

李晟的中国专利CN200510096079.3，公开了一种微波逆流连续萃取装置，包括萃取滚筒，其一端设有进料斗及萃取液出口，另一端设有出渣口及萃取液进口；在萃取滚筒上设有微波系统，萃取滚筒的内腔设有螺旋推进器，由驱动装置驱动螺旋推进器。

马烽等人的中国专利CN200610044442.1，公开了一种用于植物有效成分提取的减压微波萃取装置和方法。由微波炉、萃取罐、冷凝器、气液分离器和减压装置组成。微波炉设置在萃取罐外围，其内均匀布置微波发生器，萃取罐上安装有电动搅拌器。在减压和微波作用下，溶剂汽化经冷凝器冷凝成液态溶剂。

李晟等人的中国实用新型专利CN200620136108.4，公开了一种环型微波提取设备，包括机架，萃取筒，传输装置，微波加热系统，其主要特点是萃取筒为首尾相接的环形管，萃取筒的外部设有微波加热系统，在萃取筒内设有传输装置，在传输装置上设有输送隔板，输送隔板固定在输送链板上，且输送隔板上设有溶媒循环流通的小孔，由输送链板和输送隔板将萃取筒里的输送空间分割成一个个输送单元，在输送单元内物料和溶媒在微波加热作用下进行萃取。

杜荣庆的中国实用新型专利200620049558.X，公开了一种用于实验室或工业生产上对天然植物进行连续式微波萃取的装置，包括立式进料搅拌装置、卧式螺旋推进萃取装置和卸料装置，卧式螺旋推进萃取装置分为前段微波萃取段和后段冷却段。

郭维图等人的中国专利CN200610138359.0，公开了一种管道式微波连续提取装置，包括两个浸泡罐、微波提取装置、离心分离机。浸泡罐各自通过一个自动控制阀门与变频调速螺杆泵连接，螺杆泵出口与微波提取装置的进口连接，微波提取装置出口分为三路，一路通过一个自动控制阀后接到离心分离机，另外两路各自通过一个自动控制阀门后与浸泡罐连接。

陈胜等人的中国专利CN200810047172.9，公开了一种提取中式烟用香精香料的多功能微波萃取仪。萃取仪的萃取腔为直立筒状，其内设置有蛇形盘管，蛇形盘管自上而下贯通整个萃取腔，萃取腔的微波源由两个微波发生器，并对流经蛇形盘管内的萃取物料进行微波辐射萃取。

闫正等人的中国专利CN200910073920.5，公开了一种大容量分层辐射微波萃取装置，包括设置有搅拌机构，回流机构，进料口，排渣口，进液管，排液管和微波源，萃取罐作为微波谐振腔，其内部间隔分层设置波导管，一个或多个波导管的微波端固定于罐体外，微波端设置磁控管，一个或多个波导管的另一端延伸至罐体内并设置馈口。

郑小非等人的中国专利CN200910115127.7，公开了一种用微波干法萃取植物中有效成分的装置，由萃取部件，搅拌部件，微波辐照加热部件组成，萃取部件由多个带有滤网空腔和下料平闸阀的圆形筒体组合而成。

孙炜等人的中国专利申请公布号CN103182192A，公开了一种微波蒸发浓缩系统，包括升膜蒸发器、冷凝器、冷却器，微波加热器、闪蒸器，微波加热器连接升膜蒸发器，升膜蒸发器通过一高压柱塞泵连接闪蒸器，闪蒸器连接冷却器。微波加热器包括一密封的罐体、至少一个微波发生器、一搅拌装置，微波发生器位于罐体内部的顶端，发射端朝向罐体底端，搅拌装置位于罐体内部的底端，原液进入微波加热器后，微波对原液进行加热的同时，搅拌装置对原液进行搅拌。

郑爱林的中国专利申请公布号CN103505902A，公开一种多管型大容量微波萃取机及其微波萃取方法，包括传动装置、微波罐、微波装置、加气装置、转子装置、出料装置、控制装置，微波罐罐壁上设有均匀等距分布的若干个磁控管，加气装置包括设置在微波罐罐壁上的若干个压缩空气进气口、压缩空气输入管道、搅拌结构，使得微波罐内料液不断的运行交换位置，能使提取物均匀地受到电磁场作用被加热。

周治德等人的中国专利CN201310747536.5，公开了一种微波提取装置，包括设有微波馈入口的微波提取罐，微波提取罐上部连接有冷凝器并设有回料口，回料口上装有喷淋头，微波提取罐的下部设有带出料口的封头，出料口通过管道经泵连接回料口，形成循环旁路。

罗立新等人的中国专利申请公布号CN103752028A，公开了一种具有薄膜蒸发器功能的微波刮膜分子蒸馏器及利用其生产脂肪酸甲酯的方法，该微波刮膜分子蒸馏器具有薄膜蒸发器和刮膜分子蒸馏两种功能。此外，在保留加热油加热器加热的基础上添加了微波辅助分离系统，提高了分离效果，还可以将易挥发低分子物料分离出来。

王茜南等人的中国专利申请公布号CN104014158A，公开了一种中药材超声波及微波提取系统，包括上盖可开启的封闭箱体，可开启的入口的样品溶液装置和其上的可移动的微波导入装置，还包括设置在所述封闭箱体内部用于使汽化的样品溶液回流的第二回流装置。通过设置协同调控装置，对超声波和微波的导入时间、导入顺序、导入功率以及关闭时间进行严格控制，从而达到超声波与微波的最佳匹配效果。

郑必胜等人的中国实用新型专利CN201020592299.1，公开了一种隧道式微波固一液逆流萃取装置，包括萃取腔、微波磁控管、传送带、传送带支撑体和驱动轮，还包括高位溢槽、泵、高位槽和接收槽；所述萃取腔为中空腔体，萃取腔上端均匀分布多个微波磁控管，萃取腔的前后端设有开口，传送带穿过萃取腔的前后端，通过驱动轮以及张紧轮支撑，构成皮带传送系统，驱动轮通过变速器与电机连接；传送带上有均匀分布的微孔，在萃取腔内的传送带下端间隔设有传送带支撑体，传送带支撑体由两端带滚动轴承的滚动轴及挡板组成；多个高位溢槽间隔地设置在萃取腔内上端，萃取腔外侧后端设有高位槽，高位槽与萃取腔内后端的高位溢槽连通，萃取腔内下端间隔设有接收槽，每个接收槽分别通过泵与高位溢槽连通，泵设置在萃取腔的外侧。

值得注意的是，CN201020592299.1所述的隧道式微波固一液逆流萃取装置，固体物料在隧道式萃取腔前端开口处，通过分配器被均匀地分散在传送带上，具有均匀分布的微孔的传送带水平通过隧道式萃取腔的过程中，萃取液水或溶剂通过高位溢槽被喷洒在下方的传送带的物料上，而传送带下端间隔设有两端带挡板的送带支撑体，萃取液透过固体物料和传输带落入接收槽中，再被泵送到前一级高位溢槽，又被喷洒到固体物料上，在如此往复的过程中，多级复式渗透，吸收微波能量，实现所谓逆流萃取。可见，该专利是利用萃取液循环地透过固体物料层的原理，为了使萃取液透过料层时有足够的萃取传质时间，料层和液位须具有一定的厚度，这一厚度是通过设置的传送带两端挡板来保证的。同时，由于采用的是单层输送带，只能利用输送带上表面承载物料，物料的输送只能一次性通过隧道式萃取腔，装置的面积利用率低，此外，其敞开式的进出料口，难以在隧道式萃取腔内形成真空度，而不利于减压蒸发萃取。

孟祥军的中国实用新型专利CN201320026540.8，公开了一种活性肽高频微波提取机，其特点是在机架上支撑一种沿水平方向延伸的狭长的筒状裂解仓，裂解仓一端上方设有进料斗，裂解仓内装有输送带，输送带上方通过托架装有多部微波发射器，裂解仓上部开口接有吸气管，吸气管另一端接入冷凝器。

值得注意的是，CN201320026540.8所述的活性肽高频微波提取机，是在机架上支撑一个沿水平方向延伸的狭长的筒状裂解仓，裂解仓一端上方设有进料斗，裂解仓内装有输送带，输送带最好采用尼龙带，也可以采用竹帘、无毒耐热塑胶等，输送带上方通过托架，装有多部微波发射器。活性肽原料通过进料斗加载在输送带上，微波直接辐照在活性肽原料堆积层(体)的上表面。其存在的问题是，由于采用的是单层输送带，不仅堆积层的厚度和均匀性没有控制，而且只能利用输送带上表面承载物料，物料的输送只能一次性通过狭长的筒状裂解仓，装置的面积利用率过低，同时，其敞开式的进出料口，也难以在筒状裂解仓内形成真空度，而不利于减压蒸发。

通过上述专利可知，除CN103752028A涉及在刮薄膜蒸发的基础上，采用微波加热分子蒸馏，以及CN201020592299.1和CN201320026540.8在传送带或输送带上，对料液进行微波加热外，其它均为对料液整体进行微波加热。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种连续牵引式网膜微波蒸发装置，针对液液混合物或微细颗粒固液混合物，利用运动网带对料液牵引形成料液网膜，在微波谐振腔内以往返上升的运动方式，在多层的大比表面积下，通过微波辐照，对料液网膜进行均匀加热的蒸发装置；还期望通过对蒸发中的料液网膜，进行料液喷雾加载，以并联循环蒸发，同时，可在较高的真空度下，进行快速高效的低温蒸发。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种连续牵引式网膜微波蒸发装置，包括蒸发器筒体，所述蒸发器筒体内设有牵引辊和多个分层交错设置的改向输送辊，牵引辊、浸液辊和改向输送辊上设置网带，所述蒸发器筒体下部设置筒体浸液斗，所述筒体浸液斗内设有浸液辊，所述蒸发器筒体上设有微波加热装置。

上述方案中，所述蒸发器筒体与抽真空装置连接。

上述方案中，筒体浸液斗上设置原料进液接管，所述筒体浸液斗底部设置浓缩液排料接管。

上述方案中，中、下层所述改向输送辊辊面的上方设有喷嘴，所述喷嘴与循环料液抽吸接管连接。

上述方案中，所述微波加热装置为设置在蒸发器筒体上的微波磁控管，所述蒸发器筒体侧壁上设有与所述微波磁控管的馈口对应的安装孔。

上述方案中，所述网带内部设有增强丝带。

上述方案中，所述蒸发器筒体的顶部设有蒸发器上盖和蒸发气体排出管。

上述方案中，所述网带为透波非金属材料，如薄的全棉织网、涤纶滤网和尼龙滤网等，所述网带的目数在8～180目范围内选择，原则上，在可以使料液形成连续膜层的前提下，目数趋小(网孔尺寸趋大)较适宜；所述网带可以沿纵向复合增强丝带，以提高网带的抗张强度，延长使用寿命，增强丝带宽度5～30mm，厚度较网带厚3～10mm；所述网带还可以进行亲水性或亲脂性(亲油性)表面改性处理，以适应于对液液混合物的选择性蒸发提取，或蒸发浓缩、分离。

上述方案中，所述以水平往返逐层上升的输运方式，是通过一组左右间隔一定距离，沿铅锤方向向上错层布置的改向输送辊，使一条无端的所述网带所形成的料液网膜左右往返、逐层上升至最上层，改向后，再返回到最底层的浸液辊和回转牵引辊，继续对料液进行牵引，连续形成料液网膜，如此循环往复。

上述方案中，所述微波谐振腔由低电损值微波反射金属导体材料，如不锈钢、铝等材料，构造成基本形状为一竖立的长方形壳体，使所有与所述网带接触的装置，均容纳在所述竖立的长方形壳体中，其中，壳体铅锤方向的一对相向侧面，可设计成折面形，数组微波磁控管设置在折面的外壁上，这些折面可加强微波的折射，有利于形成微波谐振场，并使波场分布均匀；所述微波谐振腔的外壁不同位置处，设置有多个红外测温器，通过与微波脉冲电源脉宽和脉间距的耦合控制，使微波加热蒸发温度在设定的范围内工作。

上述方案中，在所述微波谐振腔内，当所述料液网膜，以左右往返、逐层上升，再返回到最底层，继续对料液进行牵引的方式，形成料液网膜连续循环的输运过程，期间，全程在微波场的辐照下，料液网膜吸收微波能量，而被均匀加热蒸发。

上述方案中，在所述料液网膜连续循环的输运过程中，所述微波谐振腔下部筒体浸液斗中的料液，可经由外置压力输送泵，通过喷嘴，对蒸发中的料液网膜，进行喷雾加载，以并联循环蒸发的方式，使对蒸发过程的控制更便于灵活调整。

本实用新型还提供了一种连续牵引式网膜微波蒸发装置，包括：蒸发气体排出管，红外测温器，蒸发器上盖，改向输送辊，料液网膜，网带，增强丝带，蒸发器筒体，筒体浸液斗，牵引辊，牵引辊电机，原料进液接管，喷嘴，浸液辊，浓缩液排料接管，微波磁控管，循环料液泵入接管，循环料液抽吸接管。

上述方案中，所述蒸发气体排出管设置在所述蒸发器上盖的锥顶中心位置，通过密封法兰或焊接联接；多个所述红外测温器设置在蒸发器上盖和蒸发器筒体的折面形侧壁上，红外测温光斑贯穿所述蒸发器筒体通孔至蒸发器内部，红外测温器的数量5～9个。

上述方案中，多个所述改向输送辊设置在每层料液网膜的两侧，所述改向输送辊辊面具有定位槽，所述定位槽沿辊面轴线方向的宽度，可根据蒸发器的处理量，在500～5000mm范围内选定；定位槽深λ取决于料液网膜的厚度δ，即取值范围为λ-δ＝3～10mm；所述改向输送辊的数量，可根据蒸发器规格确定，其中，最上层和最下层的改向输送辊，各有一个在水平方向可调整料液网膜张力的移位量，并通过螺栓固定。

上述方案中，所述网带为一条宽度略小于改向输送辊辊面定位槽宽度5～10mm的无端网带，所述网带为透波非金属材料，如薄的全棉织网、涤纶滤网和尼龙滤网等；

上述方案中，所述网带的目数在8～180目范围内选择；所述网带可以沿纵向复合增强丝带，增强丝带的宽度为5～30mm，厚度为λ，与所述改向输送辊的定位槽深λ一致或接近；所述网带还可以可进行亲水性或亲脂性(亲油性)表面改性处理。

上述方案中，所述蒸发器筒体的基本形状为一竖立的长方形壳体，外壁以型钢框架结构加强，作为微波谐振腔，其中，铅锤方向的一对相向侧面，可设计成折面形，折面之间的夹角β范围为120°～170°。

上述方案中，所述蒸发器筒体，两折面形外壁的不同位置处，设置有数个微波磁控管和多个红外测温器，微波磁控管和红外测温器之间，通过与微波脉冲电源的脉宽和脉间距的耦合控制，使微波加热蒸发温度在设定的25～100℃范围内工作；蒸发器筒体的微波磁控管馈口处，以透波的聚四氟乙烯板封闭。

上述方案中，所述磁控管的微波频率可选用2450MHz，或915MHz，当液液混合物，或微细颗粒固液混合物电损值较大或蒸发量较大时，可选配915MHz，一般选配2450MHz；微波额定功率配置：2450MHz，5.4～50kW；915MH，20～120kW，根据不同的液液混合物，或微细颗粒固液混合物和处理量，实际功率可调整。

上述方案中，多个所述牵引辊由牵引辊电机驱动，设置在筒体浸液斗中，以及根据蒸发器规格的需要，向上增设在改向输送辊之间；所述牵引辊的辊面也具有与改向输送辊相同结构和尺寸的定位槽，即定位槽沿辊面轴线方向的宽度，在500～5000mm范围内选定；定位槽深λ取决于料液网膜的厚度δ，即取值范围为λ-δ＝3～10mm。

上述方案中，所述喷嘴分层设置在中、下层所述改向输送辊辊面的上方；所述喷嘴形成的液雾，可均匀喷洒在料液网膜的表面，喷洒的料液，通过外配的压力泵，从所述筒体浸液斗的液面以下，距液面高度为全液面高度的1/3～2/5处的所述循环料液抽吸接管抽取，并经所述循环料液泵入接管导入。

上述方案中，所述浸液辊设置在所述筒体浸液斗的下方，与所述牵引辊一起，使得所述网带能够浸没在料液中；所述原料进液接管设置在所述筒体浸液斗的筒体壁面上，高度位置应使设置在所述筒体浸液斗中的所述牵引辊的辊面浸没在料液中。

上述方案中，所述改向输送辊，所述牵引辊和所述浸液辊，通过对驱动电机的转速控制，使所述网带和所述增强丝带所受的张力分布均匀，并构成使所述网带能在所述改向输送辊、牵引辊和浸液辊之间顺利地循环往返，形成所述料液网膜连续输运的结构。

由于所述料液网膜薄且均匀，膜层内微波电场强度几乎无衰减，可远较微波整体加热料液的方式，膜层对微波能量的吸收作用显著提高，加热蒸发速度快。

此外，由于以微波辐照的加热方式，取代了直接导入蒸发器内的加热蒸汽，蒸发器内的气相仅为料液蒸发所产生的挥发性气体，消除了水蒸汽对蒸发器内气相的增量作用，有利于提高真空度。

这些提高微波谐振腔内的加热速度和真空度的组合措施，有力地降低了膜层气液界面上的压力，使挥发性组分在低温下的获得高效蒸发，同时也降低了挥发性气体后续冷凝的气液分离负荷，减小了可能的过热作用对挥发性组分品质的影响。

若将排出所述微波谐振腔的挥发性气体，抽吸进入冷凝装置和气液分离装置，即可利用该方法和装置进行蒸馏作业。冷凝和气液分离可采用本领域公知的高效冷凝及分离装置，如螺旋螺纹管冷凝器、膜分离器、层析柱分离器、大孔树脂分离器等。

实施本实用新型的连续牵引式网膜微波蒸发装置，具有以下有益效果：

本实用新型针对液液混合物，或微细颗粒固液混合物，利用运动网带对料液牵引形成料液网膜，在微波谐振腔内以往返上升的运动方式，在多层大比表面积下，通过微波辐照，对料液网膜进行均匀加热蒸发，并通过对蒸发中的料液网膜，进行料液喷雾加载，并联循环蒸发，同时，通过对网带的亲水或亲脂性表面改性处理，可实现选择性蒸发分离。由于采用了多层料液网膜的循环输运结构，提高了换热比表面积，蒸发装置紧凑，面积利用率显著提高，可在较高的真空度下，进行快速高效的低温蒸发，配合冷凝和气液分离装置，可实现蒸馏、提取作业。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1为连续牵引式网膜微波蒸发装置的主视剖面图；

图2为连续牵引式网膜微波蒸发装置的侧视剖面图；

图3为连续牵引式网膜微波蒸发装置的俯视图；

图4为牵引辊和料液网膜局部主视剖面图；

图5为牵引辊和料液网膜俯视局部剖面图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

本实用新型一种连续牵引式网膜微波蒸发方法，利用一条无端网带，在一组回转牵引辊的带动下，由浸液辊定位，浸没穿过料液时，连续运动的网带对料液牵引形成料液网膜，以水平往返逐层上升的输运方式通过微波谐振腔，使料液网膜，在均匀薄层状态下吸收微波能量而被加热蒸发。

网带为透波非金属材料，如薄的全棉织网、涤纶滤网和尼龙滤网等，网带的目数在8～180目范围内选择，原则上，在可以使料液形成连续膜层的前提下，目数趋小(网孔尺寸趋大)较适宜；网带可以沿纵向复合增强丝带，以提高网带的抗张强度，延长使用寿命，增强丝带宽度5～30mm，厚度较网带厚3～10mm；网带还可以进行亲水性或亲脂性(亲油性)表面改性处理，以适应于对液液混合物的选择性蒸发提取，或蒸发浓缩、分离。

以水平往返逐层上升的输运方式，是通过一组左右间隔一定距离，沿铅锤方向向上错层布置的改向输送辊，使一条无端的网带所形成的料液网膜左右往返、逐层上升至最上层，改向后，再返回到最底层的浸液辊和回转牵引辊，继续对料液进行牵引，连续形成料液网膜，如此循环往复。

微波谐振腔由低电损值微波反射金属导体材料，如不锈钢、铝等材料，构造成基本形状为一竖立的长方形壳体，使所有与网带接触的装置，均容纳在竖立的长方形壳体中，其中，壳体铅锤方向的一对相向侧面，可设计成折面形，数组微波磁控管设置在折面的外壁上，这些折面可加强微波的折射，有利于形成微波谐振场，并使波场分布均匀；微波谐振腔的外壁不同位置处，设置有多个红外测温器，通过与微波脉冲电源脉宽和脉间距的耦合控制，使微波加热蒸发温度在设定的范围内工作。

在微波谐振腔内，当料液网膜，以左右往返、逐层上升，再返回到最底层，继续对料液进行牵引的方式，形成料液网膜连续循环的输运过程，期间，全程在微波场的辐照下，料液网膜吸收微波能量，而被均匀加热蒸发。

在料液网膜连续循环的输运过程中，微波谐振腔下部筒体浸液斗中的料液，可经由外置压力输送泵，通过喷嘴，对蒸发中的料液网膜，进行喷雾加载，以并联循环蒸发的方式，使对蒸发过程的控制更便于灵活调整。

如图1～图5所示，本实用新型提供的一种连续牵引式网膜微波蒸发装置01，其结构包括：蒸发气体排出管0101，红外测温器0102，蒸发器上盖0103，改向输送辊0104，料液网膜0105，网带01051，增强丝带01052，蒸发器筒体0106，筒体浸液斗0107，牵引辊0108，牵引辊电机01081，原料进液接管0109，喷嘴0110，浸液辊0111，浓缩液排料接管0112，微波磁控管0113，循环料液泵入接管0114，循环料液抽吸接管0115。

如图1、图2和图3所示，蒸发气体排出管0101设置在蒸发器上盖0103的锥顶中心位置，通过密封法兰或焊接联接；多个红外测温器0102设置在蒸发器上盖0103和蒸发器筒体0106的折面形侧壁上，通过法兰和螺栓密封联接，红外测温光斑贯穿蒸发器筒体0106通孔至蒸发器内部，红外测温器0102的数量5～9个，本实施例为5个。

多个改向输送辊0104设置在每层料液网膜0105的两侧，以使料液网膜0105改向输运；改向输送辊0104辊面具有定位槽，以防止料液网膜0105在输运状态下跑偏，并为料液网膜0105提供一个自由间隙，避免料液膜层与辊面接触而破坏；定位槽沿辊面轴线方向的宽度，可根据蒸发器的处理量，在500～5000mm范围内选定，本实施例为1600mm；定位槽深λ取决于料液网膜0105的厚度δ，即取值范围为λ-δ＝3～10mm，本实施例为5mm；改向输送辊0104的数量，可根据蒸发器规格确定，本实施例，设置12个改向输送辊0104，其中，最上层和最下层的改向输送辊0104，各有一个在水平方向的位置可移位，通过螺栓固定，以调整料液网膜0105的张力。

网带01051为一条宽度略小于改向输送辊0104辊面定位槽宽度5～10mm的无端网带，网带的目数在8～180目范围内选择，原则上，在可以使料液形成连续膜层的前提下，目数趋小(网孔尺寸趋大)较适宜；网带01051为透波非金属材料，如薄的全棉织网、涤纶滤网和尼龙滤网等；网带01051可沿纵向复合增强丝带01052，增强丝带01052的宽度为5～30mm，厚度为λ，与改向输送辊0104的定位槽深λ一致或接近；网带01051可进行亲水性或亲脂性(亲油性)表面改性处理。

蒸发器筒体0106的基本形状为一竖立的长方形壳体，外壁以型钢框架结构加强，作为微波谐振腔，其中，铅锤方向的一对相向侧面，可设计成折面形，折面之间的夹角β范围为120°～170°，本实施例中，β＝116.15°，这些折面可加强微波的折射，有利于形成微波谐振场，并使波场分布均匀；整个蒸发器筒体0106以低电损值微波反射金属导体材料，如不锈钢、铝等材料构造，本实施例中，为不锈钢SUS304，筒体高度为3000mm，宽度2130mm，厚度2150mm。

蒸发器筒体0106，两折面形外壁的不同位置处，设置有数个微波磁控管0113和多个红外测温器0102，微波磁控管0113和红外测温器0102之间，通过与微波脉冲电源的脉宽和脉间距的耦合控制，使微波加热蒸发温度在设定的25～100℃范围内工作；蒸发器筒体0106的微波磁控管0113馈口处，以透波的聚四氟乙烯板封闭。

磁控管0113的微波频率可选用2450MHz，或915MHz，当液液混合物，或微细颗粒固液混合物电损值较大或蒸发量较大时，可选配915MHz，一般选配2450MHz；微波额定功率配置：2450MHz，5.4～50kW；915MH，20～120kW；本实施例中，磁控管0113的微波频率为2450MHz，12只0.9kW的磁控管，配置的最大额定功率为10.8kW，根据不同的液液混合物，或微细颗粒固液混合物和处理量，实际功率可调整。

多个牵引辊0108由牵引辊电机01081驱动，设置在筒体浸液斗0107中，以及根据蒸发器规格的需要，向上增设在改向输送辊0104之间，本实施例设置2个牵引辊0108；牵引辊0108的辊面也具有与改向输送辊0104相同结构和尺寸的定位槽，即定位槽沿辊面轴线方向的宽度，在500～5000mm范围内选定，本实施例为1600mm；定位槽深λ取决于料液网膜0105的厚度δ，即取值范围为λ-δ＝3～10mm，本实施例为5mm；

喷嘴0110分层设置在中、下层改向输送辊0104辊面的上方，喷嘴0110形成的液雾，可均匀喷洒在料液网膜0105的表面，喷洒的料液，通过外配的压力泵，从筒体浸液斗0107的液面以下，距液面高度为全液面高度的1/3～2/5处的循环料液抽吸接管0115抽取，并经循环料液泵入接管0114导入。

浸液辊0111设置在筒体浸液斗0107的下方，与牵引辊0108一起，使得网带01051能够浸没在料液中；原料进液接管0109设置在筒体浸液斗0107的筒体壁面上，高度位置应使设置在筒体浸液斗0107中牵引辊0108的辊面浸没在料液中。

上面结合附图对本实用新型的实施例进行了描述，但是本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本实用新型的启示下，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本实用新型的保护之内。

Claims (9)

1.一种连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，包括蒸发器筒体，所述蒸发器筒体内设有牵引辊和多个分层交错设置的改向输送辊，牵引辊、浸液辊和改向输送辊上设置网带，所述蒸发器筒体下部设置筒体浸液斗，所述筒体浸液斗内设有浸液辊，所述蒸发器筒体上设有微波加热装置。

2.根据权利要求1所述的连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，所述蒸发器筒体与抽真空装置连接。

3.根据权利要求1所述的连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，筒体浸液斗上设置原料进液接管，所述筒体浸液斗底部设置浓缩液排料接管。

4.根据权利要求1所述的连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，所述改向输送辊的辊面设有定位槽。

5.根据权利要求1所述的连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，所述网带表面具有亲水性或亲脂性。

6.根据权利要求1所述的连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，中、下层所述改向输送辊辊面的上方设有喷嘴，所述喷嘴与循环料液抽吸接管连接。

7.根据权利要求1所述的连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，所述微波加热装置为设置在蒸发器筒体上的微波磁控管，所述蒸发器筒体侧壁上设有与所述微波磁控管的馈口对应的安装孔。

8.根据权利要求1所述的连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，所述网带内部设有增强丝带。

9.根据权利要求1所述的连续牵引式网膜微波蒸发装置，其特征在于，所述蒸发器筒体的顶部设有蒸发器上盖和蒸发气体排出管。