TWM496016U - 前段減壓蒸餾器 - Google Patents

Description

前段減壓蒸餾器

本創作係有關於一種蒸餾器，尤指一種處理化學廢液用的蒸餾器。

在處理工業廢液時，會在廢液處理過程的前段處理或後段處理設置一蒸餾步驟，以利用蒸餾器將廢液中有用的物質純化回收再利用。習知的蒸餾器，請參考第一圖，包括一蒸餾塔1、一加熱器2、一導管3、一冷凝塔4、一冷凝器5、一抽氣泵浦6以及一收集槽(未示出)。習知的蒸餾器利用抽氣泵浦6將冷凝塔4內的氣體往外排出，使整個蒸餾器的內部接近真空而維持在極低的氣壓之下，蒸餾塔1內的廢液中的各種物質的沸點可比在一個標準大氣壓時還要低，以利於以較低的溫度蒸發。該廢液在經過加熱器2加熱後，該廢液中的各種物質的蒸氣會陸陸續續經過導管3往冷凝塔4方向飄動。各種物質的蒸氣在接觸到冷凝塔4中的冷卻器後，冷凝成各種物質的回收液，達到將廢液中有用的物質純化回收再利用的功效。此種習知技術可運用於提高分離廢液中各種物質的效率，達到深度的提純。且此種習知技術還可在廢液處理的前段作業中，減少熱能散逸於環境中，達到節能的功效。若運用於有機溶劑，由於操作溫度降低，有助於整體系統的安全性。

然而，習知的蒸餾器中的冷凝器5是直接將各種物質的蒸氣 以熱交換的方式冷凝成液體，故冷凝器5需一直維持在相當高的功率，才能達到此一目的，相當耗電。

再者，若習知的蒸餾器中的冷凝器5無法維持在高運作功率時，會有部分蒸氣來不及被冷凝器5冷凝而被抽氣泵浦6排到外部空氣中。若該蒸氣是具有腐蝕性的有機溶劑，該抽氣泵浦6會被腐蝕損壞。若該蒸氣是具有毒性的有機溶劑，則會污染到週遭環境。

此外，一般來說，抽氣泵浦6是不防水的。各種物質的蒸氣被冷凝後會往冷凝塔4底落下，此時，抽氣泵浦6會抽走一小部分回收液而造成抽氣泵浦6故障。

又，廢液處理過程中的前段處理只需要低分離效率的蒸餾器即可，唯習知的蒸餾器屬於高分離效率型的蒸餾器，相當昂貴，不適合做為需要低分離效率的前段處理的蒸餾器。

本創作之主要目的在於提供一種前段減壓蒸餾器，其係配置泵浦搭配文丘里管產生文丘里效應，達到減壓的效果而使蒸氣從蒸餾裝置往冷卻槽方向移動，故本創作不會將有毒的蒸氣排放到外部環境中，十分安全。

本創作之次一目的在於提供一種前段減壓蒸餾器，冷卻器可設置成將第二液體的溫度維持在低溫，使蒸氣與第二液體熱交換而凝結成第二液體，達到冷卻器維持在較低的功率即可完成凝結蒸氣的功效，相當省電節能，並可維持文丘里管與泵浦之組合產生的文丘里效應。

本創作之又一目的在於提供一種前段減壓蒸餾器，其泵浦是抽水式的，具有防水的設計，不會因此而故障或銹蝕。

本創作之再一目的在於提供一種前段減壓蒸餾器，其分離效率稍微低於習知的蒸餾器，適合作為廢液處理過程中的前段處理的蒸餾器。

為了達成前述之目的，本創作將提供一種前段減壓蒸餾器，包括一蒸餾裝置、一加熱器、一冷卻裝置以及一蒸氣導引裝置。

該蒸餾裝置圍構一容置空間，該容置空間用以供一第一液體容設於其中。

該加熱器設於該蒸餾裝置，並對該第一液體加熱，使該第一液體蒸發成一蒸氣。

該冷卻裝置包括一冷卻槽，該冷卻槽用以供一第二液體容設於其中。

該蒸氣導引裝置包括一文丘里管、一導管及一泵浦，該文丘里管包括一液體入口端、一液體出口端及一氣體入口，該文丘里管之液體出口端位於該冷卻槽中，該導管連通於該蒸餾裝置之容置空間與該文丘里管之氣體入口之間，該泵浦之二端分別連接於該冷卻槽與該文丘里管之液體入口端，該泵浦將該第二液體從該冷卻槽中抽出並運送到該文丘里管之液體入口端並進入該文丘里管內部，然後自該文丘里管之液體出口端流出並進入該冷卻槽中，該第二液體於該文丘里管內因流速改變而產生真空，該蒸氣自該蒸餾裝置之容置空間沿該導管及該文丘里管之氣體入口被吸入該文丘里管內部，該蒸氣接觸到該第二液體後，降溫凝結成第二液體。

根據一較佳實施例，該文丘里管包括一漸縮段、一細頸段及 一漸擴段，該漸縮段設於該文丘里管之液體入口端與該細頸段之間，且該漸縮段的截面積自該文丘里管之液體入口端往該細頸段方向漸小，該細頸段開設該氣體入口，該漸擴段設於該細頸段與該文丘里管之液體出口端之間，且該漸擴段的截面積自該細頸段往該文丘里管之液體出口端方向漸大，且該漸擴段的長度大於該漸縮段的長度。較佳者，該文丘里管設於該冷卻槽內，並且位於該第二液體上方。

根據一較佳實施例，該前段減壓蒸餾器更包括一收集裝置及 一水位感應器，該收集裝置包括一集液槽、一出水管及一閥體，該出水管設於該集液槽與該冷卻槽之間，該閥體設於該出水管，該水位感應器設於該冷卻裝置且電性連接該閥體，該水位感應器感應該第二液體的水位高度，並啟閉該閥體。其中，該水位感應器用以控制該第二液體的水位高度低於該文丘里管相對該冷卻槽之底部的高度。其中，該冷卻裝置包括一水位監測管，該水位監測管包括一第一端及一第二端，該水位監測管之第一、第二端分別連通於該冷卻槽，且該水位監測管之第一端位於該水位監測管之第二端的上方，該水位感應器設於該水位監測管。

根據一較佳實施例，該冷卻裝置包括一冷卻器，該冷卻器設 於該冷卻槽並用以保持該第二液體於一預設溫度。其中，該冷卻器包括一冷卻管，該冷卻管浸泡於該第二液體中。其中，該冷卻器包括一壓縮機，該壓縮機設於該冷卻槽之外部並且控制該冷卻管的溫度。

根據一較佳實施例，該冷卻槽的材質是金屬。

本創作之功效在於，文丘里管與泵浦之組合產生的文丘里效應，達到減壓的效果而使蒸氣從蒸餾裝置往冷卻槽方向移動，故本創作不 會將有毒的蒸氣排放到外部環境中，十分安全。再者，冷卻器可設置成將第二液體的溫度維持在低溫，使蒸氣與第二液體熱交換而凝結成第二液體，達到冷卻器維持在較低的功率即可完成凝結蒸氣的功效，相當省電節能，並可維持文丘里管與泵浦之組合產生的文丘里效應。此外，泵浦是抽水式的，具有防水的設計，不會因此而故障或銹蝕。又，本創作的分離效率稍微低於習知的蒸餾器，適合作為廢液處理過程中的前段處理的蒸餾器。

1‧‧‧蒸餾塔

2‧‧‧加熱器

3‧‧‧導管

4‧‧‧冷凝塔

5‧‧‧冷卻器

6‧‧‧抽氣泵浦

10‧‧‧蒸餾裝置

11‧‧‧容置空間

20‧‧‧加熱器

30‧‧‧冷卻裝置

31‧‧‧冷卻槽

32‧‧‧冷卻器

321‧‧‧冷卻管

322‧‧‧壓縮機

33‧‧‧水位監測管

41‧‧‧文丘里管

411‧‧‧液體入口端

412‧‧‧漸縮段

413‧‧‧細頸段

414‧‧‧漸擴段

415‧‧‧液體出口端

42‧‧‧導管

43‧‧‧泵浦

431‧‧‧本體

432‧‧‧第一管體

433‧‧‧第二管體

50‧‧‧收集裝置

52‧‧‧出水管

53‧‧‧閥體

60‧‧‧水位感應器

70‧‧‧第一液體

80‧‧‧蒸氣

90‧‧‧第二液體

第一圖是習知的蒸餾器之示意圖。

第二圖是本創作之前段減壓蒸餾器之示意圖。

以下配合圖式及元件符號對本創作之實施方式做更詳細的說明，俾使熟習該項技藝者在研讀本說明書後能據以實施。

請參閱第二圖，本創作係提供一種前段減壓蒸餾器。該前段減壓蒸餾器包括一蒸餾裝置10、一加熱器20、一冷卻裝置30、一蒸氣導引裝置、收集裝置50以及一水位感應器60。

該蒸餾裝置10圍構一容置空間11，該容置空間11用以供一第一液體70容設於其中。本實施例中的第一液體70是指工業廢液，故該第一液體70包括了諸多物質於其中，該等物質的沸點並不相同。

該加熱器20設於該蒸餾裝置10並對該第一液體70加熱，使該第一液體70蒸發成一蒸氣80。該加熱器20可以如第二圖所示設置於該蒸餾裝置10的容置空間11中，並且浸泡於該第一液體70，直接對該第一液體70 加熱。在其他實施例中，該蒸餾裝置10的材質可能具有導熱特性，該加熱器20可設置於此種蒸餾裝置10的外表面，該加熱器20可透過該蒸餾裝置10間接對該第一液體70加熱。值得一說的是，該等物質的沸點不相同，所以沸點低的物質會先蒸發成蒸氣，沸點高的物質則較慢蒸發成蒸氣。

該冷卻裝置30包括一冷卻槽31、一冷卻器32及一水位監測管 33。該冷卻槽31用以供一第二液體90容設於其中。該冷卻槽31的材質可能是但不限於金屬。該冷卻器32設於該冷卻槽31並用以保持該第二液體70於一預設溫度。更明確地說，該冷卻器32包括一冷卻管321及一壓縮機322。 該冷卻管321浸泡於該第二液體90中，該壓縮機322設於該冷卻槽31之外部並且控制該冷卻管321的溫度。該水位監測管33包括一第一端及一第二端，該水位監測管33之第一、第二端分別連通於該冷卻槽31，且該水位監測管33之第一端位於該水位監測管33之第二端的上方。

該蒸氣導引裝置包括一文丘里管41、一導管42及一泵浦43。 該文丘里管41包括一液體入口端411、一漸縮段412、一細頸段413、一漸擴段414及一液體出口端415。該漸縮段412設於該文丘里管41之液體入口端411與該細頸段413之間，且該漸縮段412的截面積自該文丘里管41之液體入口端411往該細頸段413方向漸小。該細頸段413開設一氣體入口。該漸擴段414設於該細頸段413與該文丘里管41之液體出口端415之間，且該漸擴段414的截面積自該細頸段413往該文丘里管41之液體出口端415方向漸大，且該漸擴段414的長度大於該漸縮段412的長度。由上可知，本實施例中的文丘里管41的構造並非以此為限，合先敘明。該文丘里管41之液體出口端415位於該冷卻槽31中。較佳者，該文丘里管41整個設於該冷卻槽31內，並且 位於該第二液體90上方。該導管42一端連通於該蒸餾裝置10之容置空間11，另端連通於該文丘里管41之細頸段413之氣體入口。該泵浦43包括一本體431、一第一管體432及一第二管體433。該本體431設於該冷卻槽31之外部，該第一管體432連通於該冷卻槽31，該第二管體433連通於該文丘里管41之液體入口端411。本實施例中，該第二管體433穿過該冷卻槽31的槽壁，以便連接於位於該冷卻槽31內的文丘里管41之液體入口端411。

該收集裝置50包括一集液槽(未示出)、一出水管52及一閥體 53。該出水管52設於該集液槽與該冷卻槽31之間。該閥體53設於該出水管52。

該水位感應器60設於該水位監測管33且電性連接該閥體 53。該水位感應器感60應該第二液體90的水位高度，並啟閉該閥體53。較佳者，該水位感應器60用以控制該第二液體90的水位高度低於該文丘里管41相對該冷卻槽31之底部的高度。

復請參閱第二圖，本創作在將第一液體70進行蒸餾處理時， 首先，將該第一液體70輸入該蒸餾裝置10之容置空間11中，該第一液體70輸入該容置空間11的手段為習知，不予贅述。接著，開啟該加熱器20，使該加熱器20直接對該第一液體70加熱。該第一液體70所包含的各種物質中沸點較低的物質率先蒸發成蒸氣，其餘物質則隨著該第一液體70的溫度升高依序達到其沸點而一個一個被蒸發成蒸氣。該泵浦43之本體431被啟動，該泵浦43之本體431將該第二液體90從該冷卻槽31中抽出。該第二液體90經過該第一管體432後，被送往該第二管體433，然後再從該第二管體433運送到該文丘里管41之液體入口端411。該第二液體90在經過該文丘里管41之漸 縮段412時，隨著該漸縮段412的截面積漸小，該第二液體90的流速隨之漸增，因而，該細頸段413之氣體入口附近的空氣壓力同一時間減小而形成一真空區域，致使蒸氣80自該蒸餾裝置10之容置空間11沿該導管42及該文丘里管41之細頸段413之氣體入口被吸入該文丘里管41之內部。該第二液體90隨後流經該漸擴段414，並且自該文丘里管41之液體出口端415流出並進入該冷卻槽31中。由於該蒸氣80的溫度高於該第二液體90的溫度以及該金屬材質之冷卻槽31之槽壁，該蒸氣80中的一部分在接觸到該第二液體90後與該第二液體90進行熱交換，該蒸氣80的溫度降低到凝結點後，凝結成第二液體90；該蒸氣80的另一部分在接觸到該金屬材質之冷卻槽31的槽壁後，與該冷卻槽31之槽壁進行熱交換，該蒸氣80的溫度降低至凝結點後，凝結成第二液體90。其中，該第二液體90在與該蒸氣80進行熱交換之後，該第二液體90的溫度會上升，該冷卻器32之冷卻管321會馬上將該第二液體90降溫，使該第二液體90的溫度一直維持在預設溫度，而可持續地與蒸氣80進行熱交換。當該水位感應器60感應到該第二液體90的高度達到一預設水位高度時，該閥體53被開啟，使該第二液體90從該出水管52流至該集液槽中。 當該水位感應器60感應到該第二液體90的水位低於該預設水位高度時，該閥體53被關閉，使該第二液體90無法從該出水管52流至該集液槽。

本創作之蒸氣導引裝置中的文丘里管41與泵浦43的組合是 是利用文丘里效應達到減壓的效果，以使該蒸氣80從該蒸餾裝置10之容置空間11經過該導管42及該文丘里管41之細頸段413之氣體入口而被吸入該文丘里管41之內部，並進一步被凝結成第二液體90。藉此，本創作不會有將有毒蒸氣排出於外部環境的問題，十分安全。

再者，該第二液體90在與蒸氣80熱交換之後的溫度升高的幅 度小於蒸氣80凝結成第二液體90的溫度下降的幅度，而本創作之冷卻器32是用來保持該第二液體90的溫度。藉此，本創作之冷卻器90只要維持在較低的功率就可使該第二液體90保持在預設溫度，並且使該第二液體90具有較低的溫度可與蒸氣80進行熱交換，而使蒸氣80凝結成第二液體90，故本創作只要採用低功率的冷卻管321即可，無須使用如習知的蒸餾器的高功率的冷凝器5，因此本創作比習知的蒸餾器省電節能。尤其是，當該冷卻管321浸泡於該第二液體90時，該冷卻器32的功率耗損更低，達到更佳的省電節能效果。

值得一提的是，該第二液體90的溫度升高之後，會使該文丘 里管41與該泵浦43之組合所產生的文丘里效應的效果降低，而使該文丘里管41與該泵浦43之組合所產生的真空度下降。而該冷卻器32用來保持該第二液體90的溫度，除可達到前段所述之功效外，還可使該文丘里管41與該泵浦43之組合所產生的文丘里效應的效果維持穩定，使該文丘里管41與該泵浦43之組合所產生的真空度保持穩定。

此外，本創作之泵浦43是抽水式的，其本身具有防水的設計，故該泵浦43不會因為抽吸該第二液體90而故障或銹蝕。

又，該水位感應器60可自動控制該閥體53啟閉，使該第二液體90流入或停止流入該集液槽，此一自動化設計可方便控制該第二液體90不超過預設水位高度。重要的是，該水位感應器60控制該第二液體90的水位高度低於該文丘里管41相對該冷卻槽31之底部的高度。藉此，本創作可避免該第二液體90淹沒該文丘里管41而使該文丘里管41與該泵浦43之組合 無法發揮文丘里效應。

還有一點，本創作的分離效率較習知的蒸餾器稍微低，相當適合作為廢液處理過程中無需高分離效率的前段處理的蒸餾器，且本創作大幅簡化真空蒸餾的流程，並將文丘里管41設置於冷卻槽31中，降低本創作整體的成本以及節省空間。

以上所述者僅為用以解釋本創作之較佳實施例，並非企圖據以對本創作做任何形式上之限制，是以，凡有在相同之創作精神下所作有關本創作之任何修飾或變更，皆仍應包括在本創作意圖保護之範疇。

10‧‧‧蒸餾裝置

11‧‧‧容置空間

20‧‧‧加熱器

30‧‧‧冷卻裝置

31‧‧‧冷卻槽

32‧‧‧冷卻器

321‧‧‧冷卻管

322‧‧‧壓縮機

33‧‧‧水位監測管

41‧‧‧文丘里管

411‧‧‧液體入口端

412‧‧‧漸縮段

413‧‧‧細頸段

414‧‧‧漸擴段

415‧‧‧液體出口端

42‧‧‧導管

43‧‧‧泵浦

431‧‧‧本體

432‧‧‧第一管體

433‧‧‧第二管體

50‧‧‧收集裝置

52‧‧‧出水管

53‧‧‧閥體

60‧‧‧水位感應器

70‧‧‧第一液體

80‧‧‧蒸氣

90‧‧‧第二液體

Claims (10)

1. 一種前段減壓蒸餾器，包括：一蒸餾裝置，圍構一容置空間，該容置空間用以供一第一液體容設於其中；一加熱器，設於該蒸餾裝置，並對該第一液體加熱，使該第一液體蒸發成一蒸氣；一冷卻裝置，包括一冷卻槽，該冷卻槽用以供一第二液體容設於其中；以及一蒸氣導引裝置，包括一文丘里管、一導管及一泵浦，該文丘里管包括一液體入口端、一液體出口端及一氣體入口，該文丘里管之液體出口端位於該冷卻槽中，該導管連通於該蒸餾裝置之容置空間與該文丘里管之氣體入口之間，該泵浦之二端分別連接於該冷卻槽與該文丘里管之液體入口端，該泵浦將該第二液體從該冷卻槽中抽出並運送到該文丘里管之液體入口端並進入該文丘里管內部，然後自該文丘里管之液體出口端流出並進入該冷卻槽中，該第二液體於該文丘里管內因流速改變而產生真空，該蒸氣自該蒸餾裝置之容置空間沿該導管及該文丘里管之氣體入口被吸入該文丘里管內部，該蒸氣接觸到該第二液體後，降溫凝結成第二液體。
2. 如申請專利範圍第1項所述之前段減壓蒸餾器，其中該文丘里管包括一漸縮段、一細頸段及一漸擴段，該漸縮段設於該文丘里管之液體入口端與該細頸段之間，且該漸縮段的截面 積自該文丘里管之液體入口端往該細頸段方向漸小，該細頸段開設該氣體入口，該漸擴段設於該細頸段與該文丘里管之液體出口端之間，且該漸擴段的截面積自該細頸段往該文丘里管之液體出口端方向漸大，且該漸擴段的長度大於該漸縮段的長度。
3. 如申請專利範圍第1或2項所述之前段減壓蒸餾器，其中該文丘里管設於該冷卻槽內，並且位於該第二液體上方。
4. 如申請專利範圍第1項所述之前段減壓蒸餾器，更包括一收集裝置及一水位感應器，該收集裝置包括一集液槽、一出水管及一閥體，該出水管設於該集液槽與該冷卻槽之間，該閥體設於該出水管，該水位感應器設於該冷卻裝置且電性連接該閥體，該水位感應器感應該第二液體的水位高度，並啟閉該閥體。
5. 如申請專利範圍第4項所述之前段減壓蒸餾器，其中該水位感應器用以控制該第二液體的水位高度低於該文丘里管相對該冷卻槽之底部的高度。
6. 如申請專利範圍第4或5項所述之前段減壓蒸餾器，其中該冷卻裝置包括一水位監測管，該水位監測管包括一第一端及一第二端，該水位監測管之第一、第二端分別連通於該冷卻槽，且該水位監測管之第一端位於該水位監測管之第二端的上方，該水位感應器設於該水位監測管。
7. 如申請專利範圍第1項所述之前段減壓蒸餾器，其中該冷卻裝置包括一冷卻器，該冷卻器設於該冷卻槽並用以保持該第二液體於一預設溫度。
8. 如申請專利範圍第7項所述之前段減壓蒸餾器，其中該冷卻器包括一冷卻管，該冷卻管浸泡於該第二液體中。
9. 如申請專利範圍第8項所述之前段減壓蒸餾器，其中該冷卻器包括一壓縮機，該壓縮機設於該冷卻槽之外部並且控制該冷卻管的溫度。
10. 如申請專利範圍第1項所述之前段減壓蒸餾器，其中該冷卻槽的材質是金屬。