真空精餾塔實驗裝置包括:
(一)玻璃精餾塔裝置
玻璃裝置主要包括塔釜,塔節,塔頭,捕集器,真空彎管,測溫管,采出管等。
1. 塔釜
主要包括三口和四口的燒瓶(含進料口),用于裝放物料,旁邊可設測溫管,壓力計,頂端磨口與塔節連接。下部可設放料口,主要采用電加熱煲和電熱棒兩種方式加熱,主要規格包括:
體積規格 | 磨口規格 | |||
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
主要用于盛放各種類型填料,可做多節連接使用,下磨口連接塔釜,上磨口連接塔頭,是物系氣液交換主要場所。中間可設測溫點,進料口等,主要規格包括:
塔節直徑 | Ф15~φ100不等 |
塔節高度 | 300mm~2000mm(可做多節連接) |
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以達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回流,下部設有測溫口。上部為蛇管式冷凝器,設有一測溫口,上磨口與捕集器連接。
4. 捕集器、真空彎管、測溫管,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準備;真空彎管為抽真空時連接真空泵膠管接口,位于冷凝器上部;測溫管通過磨砂口放入測溫點,再將溫度傳感器放入其中,測量測溫點溫度;采出管為球磨口,連接采出口和采集罐用。
(二)真空精餾塔實驗裝置控制系統
控制系統主要包括整合控制系統和組件控制系統,可由客戶根據需要自行選擇。
系統中包含精餾過程中的若干控制點,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格型號的儀表,避免不必要的誤差。精餾控制柜外觀精美,控制簡單方便,占用空間小,數據反應直觀,是目前精餾中小試控制的*產品。
整合控制系統主要包括了溫度數字顯示,回流比控制器,調壓器等,主要針對精餾過程中的各個控制點的情況進行表征反映,其中可根據客戶需要設計控制點數量及位置。例如,溫度數字顯示儀可通過溫度傳感器測量塔釜溫度,塔頂溫度,塔節溫度等。調壓器可控制塔釜加熱,塔節保溫加熱等。另外,控制柜也可做數據采集系統,將精餾過程中的數據全部通過數字液晶屏顯示,過程數據全部記錄在控制柜芯片中,可通過U盤采集實驗數據,放置于計算機特定軟件中用于保存和備案。
(三)真空精餾塔實驗裝置配件系統
配件系統主要是指針對玻璃精餾塔整體控制系統和玻璃裝置系統作為輔助的一些*配件。
1. 塔釜加熱系統
塔釜加熱系統主要是指對釜進行加熱的裝置,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,加熱釜可另外設置磁力攪拌和電機攪拌功能,可控轉速,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定,具體數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其工作的控制來達到回流和采出,電磁鐵通過自身帶電產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到回流和采出。
(四)填料
不銹鋼θ網環填料又稱狄克松(Dixon)填料,是一種小顆粒高效填料,用金屬絲網制成,填料的直徑與高度相等。規格主要有2×2、3×3、4×4、5×5、6×6、7×7、8×8、9×9、10×10、11×11、12×12等。由于金屬絲網的毛細作用,液體能很好地分散成膜,利于氣液兩項進行充分傳質、傳熱,可顯著消除溝流等不穩定現象。
θ環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,也與填料的預液泛處理量有關。θ環填料的滯料量比同類的實體填料大,表面潤濕情況也比一般瓷環*,成膜率高,因而分離效率也更高。
θ環填料的理論板數隨填料尺寸和塔徑的增加而降低,對于小直徑塔的填料來說,這一點更為明顯,塔徑的增大使理論板數降低的幅度很大(在Dr/d>10時,HETP=0.8~1.2Dr,而當Dr/d>70時,填料效率顯著降低)。隨氣速的提高而增大,同時隨填料的表面潤濕率的下降而降低,θ環填料主要用于實驗室及小批量、高純度產品的分離過程。
矩形螺旋圈填料是用金屬絲繞制而成的,針對精餾小試塔中用于分離傳質,專門用于精餾小試設備,規格從Φ1.5—Φ12。其外形是個多邊形,故而也有人稱之為矩形彈簧填料,它與彈簧的區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開一定的角度。因此,從端面方向看是個多邊矩形螺旋圈填料形。這種填料效率較高,主要用于實驗室。
不銹鋼彈簧填料其它名稱:芬斯克填料(Fenske Spiral),或彈簧形填料,開發年代:1936年,發明者或單位:M.R.Fenske,不銹鋼彈簧形填料由細金屬絲做成螺旋形彈簧圈,借金屬細絲的毛細管作用使液體分散成極薄的液膜,螺旋圈直徑約2.4mm,用于實驗室精餾柱中,等板高度約在25~~58mm范圍內,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,開發年代:1936年,發明人:芬斯克(M.R. Fenske,德國), 與同規格網環填料相比,分離效率較高,但阻力降略大。主要用于高附加值精細化工產品,尤其是核工業領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。
壓延孔Q環填料又稱卡農填料(Cannon Packing),在英國開發于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濕,它不像金屬絲網式螺旋圈填料在精餾前必須多次液泛使其潤濕,是一種用于實驗室的高效填料,機械強度比較大,理論塔板數較高,特別適用于實驗室小試、中試精餾塔的實驗,以及大型工業塔的混裝填料,因此具有很高的傳質性能,屬于高效塔填料之一。