刮膜式短程蒸馏器芥酸回收试验及冷凝过程研究

摘要

短程蒸馏是一项极具工业应用前景的液．液分离新技术。论文以该技术的开发应用为背景，首先介绍了短程蒸馏技术的原理、发展和应用现状，分析了短程蒸馏过程中的影响因素、装置结构类型、部件和辅助设备。 在此基础上，分别采用实验室短程蒸馏装置和常规减压蒸馏装置进行了芥酸回收的试验。对比分析表明：短程蒸馏操作温度低，物料停留时间短，有利于提高产品质量，得到的芥酸纯度在85％左右，比减压蒸馏高约十个百分点，馏出物中分解产物的含量稳定在0.1％以内，而常规减压蒸馏为0.6％以上；在相同进料量下，短程蒸馏能得到较高的芥酸产量和较低的残渣量。试验表明，短程蒸馏技术用于从精馏残渣中回收芥酸不仅可行，而且非常适合于芥酸这类高沸点、热敏性、易氧化物系的分离，是对传统蒸馏方式的一种革新，在长碳链不饱和脂肪酸及其衍生物行业具有广阔的应用前景。 分析了短程蒸馏装置中的凝结过程特点，通过合理假设和简化，建立了凝结液膜的动量传递方程和能量传递方程；解析出壁面冷凝液膜的流速分布、温度分布、液膜厚度和对流换热系数表达式；通过对管内冷凝剂-管壁- 管外凝结液体系的总热量衡算，得出了额定蒸馏负荷下冷凝面传热设计公式；并进一步考虑蒸汽凝结时除了放出潜热，还存在液体从气液分界面上的温度冷却到壁面温度时放出的过冷显热，从而对已得到的冷凝面设计公式进行修正；将修正后的公式用于工艺计算，能与工程经验值较好吻合。研究结果对液膜内传递过程的进一步研究及工业设计计算具有理论指导意义。 针对壁面膜状冷凝的换热强化，分析归纳了中外相关文献研究成果，较详尽地总结了利用表面张力、加速凝结液排除、向珠状凝结转换、管表面附加多孔层和改善不凝气体影响等强化冷凝传热技术。这对进一步研究冷凝装置结构，设计出高效节能的冷凝器有重要参考价值。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：符号说明

声明

第一章绪论

1.1分子蒸馏简述

1.2短程蒸馏技术的特点

1.3短程蒸馏技术的发展与应用

1.3.1短程蒸馏技术的发展

1.3.2短程蒸馏技术的应用

1.3.3短程蒸馏技术的发展趋势

1.4课题主要研究内容

第二章短程蒸馏过程与设备

2.1短程蒸馏过程

2.2短程蒸馏过程中的影响因素

2.2.1液膜厚度

2.2.2系统真空度

2.2.3进料温度

2.2.4惰性气体

2.2.5蒸馏温度与冷凝温度

2.2.6爆沸

2.3短程蒸馏器类型及特点

2.3.1间歇釜式短程蒸馏器

2.3.2降膜式短程蒸馏器

2.3.3刮膜式短程蒸馏器

2.3.4离心式短程蒸馏器

2.4刮膜式短程蒸馏装置

2.4.1加热筒体

2.4.2内部冷凝器

2.4.3液体分配盘及转动刮膜装置

2.4.4驱动及动密封装置

2.4.5装置辅助系统

第三章短程蒸馏技术用于芥酸残渣再蒸馏试验

3.1试验背景

3.2试验材料与装置

3.2.1试验材料

3.2.2试验装置

3.3试验条件确定

3.4试验流程

3.5试验分析测试方法

3.6试验结果及讨论

3.6.1物料衡算

3.6.2 工艺条件比较

3.6.3产品品质比较

3.7小结

第四章刮膜式蒸馏器冷凝面冷凝过程研究

4.1冷凝面上的过程分析

4.1.1冷凝凝结方式

4.1.2凝结液膜的流动与传热分析

4.2冷凝面传热设计方程

4.2.1传热基本方程

4.2.2方程修正

4.2.3 工艺核算

第五章蒸馏设备壁面冷凝过程强化

5.1概述

5.2依靠表面张力强化传热

5.2.1表面张力

5.2.2葛列高里(Gregorig)效应

5.2.3液泛

5.2.4竖直管外膜状冷凝传热强化

5.2.5水平管外膜状冷凝传热强化

5.3加速凝结液的排除

5.3.1竖直沟槽表面凝结排液

5.3.2水平管外排液

5.4向珠状凝结转换

5.4.1凝结形态判断

5.4.2珠状冷凝的实现

5.5凝结表面涂覆多孔层强化膜状凝结换热

5.5.1多孔表面的形成方法

5.5.2多孔表面强化传热的影响因素

5.6改善不凝性气体的影响

第六章结论

6.1工作总结

6.2工作展望

参考文献

在读期间发表的论文

致谢