真空精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置包括:
(一)玻璃精餾塔裝置
玻璃裝置主要包括塔釜,塔節(jié),塔頭,捕集器,真空彎管,測(cè)溫管,采出管等。
1. 塔釜
主要包括三口和四口的燒瓶(含進(jìn)料口),用于裝放物料,旁邊可設(shè)測(cè)溫管,壓力計(jì),頂端磨口與塔節(jié)連接。下部可設(shè)放料口,主要采用電加熱煲和電熱棒兩種方式加熱,主要規(guī)格包括:
體積規(guī)格 | 磨口規(guī)格 | |||
250ml | 500 ml | 14mm | 19mm | 24mm |
1000 ml | 2000 ml | 29mm | 34mm | 40mm |
3000 ml | 5000 ml | 45mm | 55mm | 70mm |
10000 ml | 20000 ml |
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2. 玻璃精餾塔節(jié)
主要用于盛放各種類型填料,可做多節(jié)連接使用,下磨口連接塔釜,上磨口連接塔頭,是物系氣液交換主要場(chǎng)所。中間可設(shè)測(cè)溫點(diǎn),進(jìn)料口等,主要規(guī)格包括:
塔節(jié)直徑 | Ф15~φ100不等 |
塔節(jié)高度 | 300mm~2000mm(可做多節(jié)連接) |
保溫方式 | 保溫棉保溫 |
電加熱帶保溫 | |
鍍膜保溫 |
3. 玻璃精餾塔頭
精餾試驗(yàn)操作的重要部件,控制物系采出和回流的部件。下部為電磁鐵控制磁閥擺動(dòng)以達(dá)到回流和采出的目的。采出部分隨采出管收集,回流部分通過下部磨口連接塔節(jié)回流,下部設(shè)有測(cè)溫口。上部為蛇管式冷凝器,設(shè)有一測(cè)溫口,上磨口與捕集器連接。
4. 捕集器、真空彎管、測(cè)溫管,采出管
捕集器為二次冷凝用,是為避免塔頭蛇管冷凝器冷凝面積不夠所做彌補(bǔ)準(zhǔn)備;真空彎管為抽真空時(shí)連接真空泵膠管接口,位于冷凝器上部;測(cè)溫管通過磨砂口放入測(cè)溫點(diǎn),再將溫度傳感器放入其中,測(cè)量測(cè)溫點(diǎn)溫度;采出管為球磨口,連接采出口和采集罐用。
(二)真空精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)主要包括整合控制系統(tǒng)和組件控制系統(tǒng),可由客戶根據(jù)需要自行選擇。
系統(tǒng)中包含精餾過程中的若干控制點(diǎn),很好的解決了用戶以往分散控制造成的操作不便,以及控制中采用同規(guī)格型號(hào)的儀表,避免不必要的誤差。精餾控制柜外觀精美,控制簡(jiǎn)單方便,占用空間小,數(shù)據(jù)反應(yīng)直觀,是目前精餾中小試控制的*產(chǎn)品。
整合控制系統(tǒng)主要包括了溫度數(shù)字顯示,回流比控制器,調(diào)壓器等,主要針對(duì)精餾過程中的各個(gè)控制點(diǎn)的情況進(jìn)行表征反映,其中可根據(jù)客戶需要設(shè)計(jì)控制點(diǎn)數(shù)量及位置。例如,溫度數(shù)字顯示儀可通過溫度傳感器測(cè)量塔釜溫度,塔頂溫度,塔節(jié)溫度等。調(diào)壓器可控制塔釜加熱,塔節(jié)保溫加熱等。另外,控制柜也可做數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),將精餾過程中的數(shù)據(jù)全部通過數(shù)字液晶屏顯示,過程數(shù)據(jù)全部記錄在控制柜芯片中,可通過U盤采集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),放置于計(jì)算機(jī)特定軟件中用于保存和備案。
(三)真空精餾塔實(shí)驗(yàn)裝置配件系統(tǒng)
配件系統(tǒng)主要是指針對(duì)玻璃精餾塔整體控制系統(tǒng)和玻璃裝置系統(tǒng)作為輔助的一些*配件。
1. 塔釜加熱系統(tǒng)
塔釜加熱系統(tǒng)主要是指對(duì)釜進(jìn)行加熱的裝置,可控功率在0—1500W,容積均與塔釜體積相匹配,通過連接精餾整合控制柜控制其加熱量。另外,加熱釜可另外設(shè)置磁力攪拌和電機(jī)攪拌功能,可控轉(zhuǎn)速,使物料在釜中充分混合均勻。
2. 熱電偶
熱電偶主要是溫度傳感裝置,用于精餾塔各處溫度的測(cè)定,具體數(shù)值表征在精餾整合控制柜上。
3. 電磁鐵
主要用于塔頭中物料的回流和采出,通過整合控制柜上回流比控制器對(duì)其工作的控制來達(dá)到回流和采出,電磁鐵通過自身帶電產(chǎn)生吸力來控制塔頭里面小磁閥的工作,使冷凝下來液體通過不通路徑而達(dá)到回流和采出。
(四)填料
不銹鋼θ網(wǎng)環(huán)填料又稱狄克松(Dixon)填料,是一種小顆粒高效填料,用金屬絲網(wǎng)制成,填料的直徑與高度相等。規(guī)格主要有2×2、3×3、4×4、5×5、6×6、7×7、8×8、9×9、10×10、11×11、12×12等。由于金屬絲網(wǎng)的毛細(xì)作用,液體能很好地分散成膜,利于氣液兩項(xiàng)進(jìn)行充分傳質(zhì)、傳熱,可顯著消除溝流等不穩(wěn)定現(xiàn)象。
θ環(huán)填料的壓力降與氣速、液體噴淋量、物系的重度、表面張力、粘度、填料的特性因素有關(guān),也與填料的預(yù)液泛處理量有關(guān)。θ環(huán)填料的滯料量比同類的實(shí)體填料大,表面潤(rùn)濕情況也比一般瓷環(huán)*,成膜率高,因而分離效率也更高。
θ環(huán)填料的理論板數(shù)隨填料尺寸和塔徑的增加而降低,對(duì)于小直徑塔的填料來說,這一點(diǎn)更為明顯,塔徑的增大使理論板數(shù)降低的幅度很大(在Dr/d>10時(shí),HETP=0.8~1.2Dr,而當(dāng)Dr/d>70時(shí),填料效率顯著降低)。隨氣速的提高而增大,同時(shí)隨填料的表面潤(rùn)濕率的下降而降低,θ環(huán)填料主要用于實(shí)驗(yàn)室及小批量、高純度產(chǎn)品的分離過程。
矩形螺旋圈填料是用金屬絲繞制而成的,針對(duì)精餾小試塔中用于分離傳質(zhì),專門用于精餾小試設(shè)備,規(guī)格從Φ1.5—Φ12。其外形是個(gè)多邊形,故而也有人稱之為矩形彈簧填料,它與彈簧的區(qū)別在于繞制的每一圈不是圓形而是矩形,圓與圓之間的矩形錯(cuò)開一定的角度。因此,從端面方向看是個(gè)多邊矩形螺旋圈填料形。這種填料效率較高,主要用于實(shí)驗(yàn)室。
不銹鋼彈簧填料其它名稱:芬斯克填料(Fenske Spiral),或彈簧形填料,開發(fā)年代:1936年,發(fā)明者或單位:M.R.Fenske,不銹鋼彈簧形填料由細(xì)金屬絲做成螺旋形彈簧圈,借金屬細(xì)絲的毛細(xì)管作用使液體分散成極薄的液膜,螺旋圈直徑約2.4mm,用于實(shí)驗(yàn)室精餾柱中,等板高度約在25~~58mm范圍內(nèi),類似的還有三角形、方形、多角形螺旋形填料。一般用金屬絲或玻璃絲做成,屬于高效填料一類。
三角螺旋填料,開發(fā)年代:1936年,發(fā)明人:芬斯克(M.R. Fenske,德國(guó)), 與同規(guī)格網(wǎng)環(huán)填料相比,分離效率較高,但阻力降略大。主要用于高附加值精細(xì)化工產(chǎn)品,尤其是核工業(yè)領(lǐng)域同位素的分離與提純。等板高度(H.E.T.P)約在25~58mm范圍內(nèi)。
壓延孔Q環(huán)填料又稱卡農(nóng)填料(Cannon Packing),在英國(guó)開發(fā)于1949年,是由許多沖有小孔的薄的不銹鋼金屬片卷成,但沖孔不去掉金屬,而使其突出,成為粗糙的表面,有利于液體在填料表面的潤(rùn)濕,它不像金屬絲網(wǎng)式螺旋圈填料在精餾前必須多次液泛使其潤(rùn)濕,是一種用于實(shí)驗(yàn)室的高效填料,機(jī)械強(qiáng)度比較大,理論塔板數(shù)較高,特別適用于實(shí)驗(yàn)室小試、中試精餾塔的實(shí)驗(yàn),以及大型工業(yè)塔的混裝填料,因此具有很高的傳質(zhì)性能,屬于高效塔填料之一。