專利名稱：適于粘稠物系連續(xù)分離的臥式雙軸蒸餾裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種臥式雙軸蒸餾裝置，特別是涉及一種適于粘稠物系連續(xù)分離的臥式雙軸蒸餾裝置。
背景技術(shù)：
以化工、石化、輕工、食品、制藥為代表的過程工業(yè)中，混合物的分離是最為常見的單元操作。其中分離方法的選取，主要取決于待分離物系的特點(diǎn)。一般，顆粒大小相差較大的物系可過濾分離，沸點(diǎn)差異較大的液相可采用精餾分離，溶解度差別較大的則可借助萃取方法分離。
粘稠體系是粘度較大且濃度較高的混合溶液，它在過程工業(yè)中較為常見。典型的如磷化工行業(yè)中，基于甲酸鈉磷酸酸化法制取甲酸的過程中，甲酸與磷酸鈉鹽的混合物就是一種粘稠體系。聚合工業(yè)的很多場(chǎng)合，同樣也存在著粘稠體系分離的問題。粘稠體系由于流動(dòng)性較差且無明顯顆粒物，其分離無法通過過濾實(shí)現(xiàn)，且由于粘度較大萃取分離也很難操作。因此粘稠體系往往依據(jù)各組分沸點(diǎn)的差異，通過將低沸點(diǎn)組分蒸出實(shí)現(xiàn)分離，但隨著低沸點(diǎn)組分的蒸出，體系粘度往往越來越大，極易粘壁，影響傳熱，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致生產(chǎn)停滯。傳統(tǒng)上粘稠體系的分離往往采用立式間歇攪拌裝置進(jìn)行，盛放待分離物系的釜體的外側(cè)焊有加熱夾套、內(nèi)側(cè)則安裝不同類型的攪拌器。但這種裝置一旦攪拌器選型不當(dāng)，粘稠物料極易粘壁，越積越厚，直接增加熱阻，導(dǎo)致傳熱效率大幅下降。此外，攪拌型蒸餾分離裝置用于粘稠體系時(shí)，物料除粘壁外還容易聚團(tuán)并與攪拌軸同步旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致團(tuán)內(nèi)物料被表層干物料包覆而無法蒸出?；谝陨戏治隹芍?，良好的粘稠物系蒸餾裝置必須同時(shí)滿足三個(gè)條件(I)應(yīng)避免粘壁，確保加熱面及時(shí)更新；(2 )提供高效攪動(dòng)，避免結(jié)團(tuán)、結(jié)塊；(3 )在有限體積內(nèi)要提供盡可能大的換熱面積。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種適于粘稠物系連續(xù)分離的臥式雙軸蒸餾裝置，解決高粘變粘物料的粘壁、結(jié)團(tuán)與傳熱問題，通過將低沸點(diǎn)組分蒸出，最終獲得高質(zhì)量的液態(tài)產(chǎn)品和固態(tài)產(chǎn)品。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是
本發(fā)明包括釜體、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)；其中釜體是由W型筒體、上蓋板、左端蓋和右端蓋共同圍成的封閉容器；轉(zhuǎn)子系統(tǒng)包括兩個(gè)左軸頭、多個(gè)扇形空心加熱盤、兩根空心轉(zhuǎn)軸、兩個(gè)右軸頭和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)；兩根空心轉(zhuǎn)軸分別置于W型筒體中，并且相對(duì)于W型筒體水平安裝，二根空心轉(zhuǎn)軸兩端的左、右軸頭都伸出W型筒體外，第一空心轉(zhuǎn)軸經(jīng)第一左、右滾動(dòng)軸承支撐在第一左、右支座上，第二空心轉(zhuǎn)軸經(jīng)第二左、右滾動(dòng)軸承支撐在第二左、右支座上；1型筒體外側(cè)的中部和下部焊有加熱夾套，加熱夾套一端兩側(cè)分別設(shè)有蒸汽入口管，另一端底部設(shè)有冷凝水排出管，W型筒體下部右側(cè)設(shè)有兩個(gè)固體物料出口 ；傳動(dòng)機(jī)構(gòu)中的主動(dòng)齒輪帶動(dòng)安裝在第一轉(zhuǎn)軸上的從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在第二轉(zhuǎn)軸上的齒輪與第一轉(zhuǎn)軸上的齒輪相互嚙合，并由第一轉(zhuǎn)軸上的齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩根中間蒸汽入口管與各自的左旋轉(zhuǎn)接頭、各自的左軸頭、各自的空心轉(zhuǎn)軸、各自的右軸頭、各自的右旋轉(zhuǎn)接頭和各自的中間冷凝水出口管相連通；第一根空心轉(zhuǎn)軸沿軸向等距交錯(cuò)180°安裝有多個(gè)扇形空心加熱盤，并且第二根空心轉(zhuǎn)軸在沿軸向與第一根轉(zhuǎn)軸上的扇形空心加熱盤交錯(cuò)的位置上安裝有多個(gè)扇形空心加熱盤；釜體的上蓋板的內(nèi)側(cè)中部沿軸向焊有角鋼固定架，角鋼固定架上在相鄰抄板的中間間隙處等距均勻布置了與扇形空心加熱盤數(shù)量相同的刮刀。所述的扇形空心加熱盤由兩片扇形側(cè)板、一片三角形圓弧封板和一片矩形后蓋板，以及與矩形后蓋板相連接的抄板共同構(gòu)成，其一端寬，另一端呈尖角，扇形空心加熱盤的開口端沿軸向交錯(cuò)焊于兩根空心轉(zhuǎn)軸上，抄板固定在矩形后蓋板遠(yuǎn)離空心轉(zhuǎn)軸的一端上，在軸截面處均有對(duì)稱分布的扇形空心加熱盤。所述的釜體從進(jìn)料口至固體物料出口與水平面成3飛度向下傾斜放置，在空心轉(zhuǎn)軸上焊有的所有扇形空心加熱盤的部位并沿旋轉(zhuǎn)方向均依次焊接了冷凝液管和蒸汽管，冷凝液管的一端與空心轉(zhuǎn)軸外壁平齊，冷凝液管的另一端伸入空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)，蒸汽管的一端伸入空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)，蒸汽管的另一端伸出空心轉(zhuǎn)軸外?！け景l(fā)明能連續(xù)高效的完成粘稠物系中低沸點(diǎn)組分的分離，有效克服了傳統(tǒng)分離裝置物料粘壁及間歇運(yùn)行的弊端，本發(fā)明具有的有益效果是
(1)采用集成化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，結(jié)構(gòu)緊湊。該蒸餾裝置除外部加熱夾套外，還在釜體內(nèi)部設(shè)置了兩根空心轉(zhuǎn)軸和密集排列的空心加熱盤作為主要加熱元件，單位體積換熱面積大，占地面積小，設(shè)備投資少；
(2)具有寬適應(yīng)性。該蒸餾裝置可根據(jù)物料特性和生產(chǎn)要求，通過合理調(diào)整熱媒的流量與溫度、空心軸轉(zhuǎn)速、抄板傾斜角、裝置水平坡度、固體物料出口處堰板高度等，靈活調(diào)整物料在釜體內(nèi)的停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)物料從入口到出口剛好分離完畢；
(3)裝置自潔能力強(qiáng)，能有效避免粘壁。粘稠體系分離過程隨著低沸點(diǎn)組分的分離，體系粘度往往越來越大，極易粘壁。為此，本裝置在空心加熱盤末端固定了抄板，該抄板與W型筒體的間隙較小，能對(duì)粘附在釜體內(nèi)壁的物料進(jìn)行清除；同時(shí)為任一軸截面位置的空心加熱盤均配置了對(duì)應(yīng)的靜止刮刀，能對(duì)粘在旋轉(zhuǎn)加熱盤表面的物料進(jìn)行刮除；此外，空心加熱盤的傾斜側(cè)板與物料間相對(duì)運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的分散力，有利于附著于斜面的物料自動(dòng)脫落，且雙軸以相反方向旋轉(zhuǎn)，存在徑向重疊的空心加熱盤對(duì)其斜面上粘附的物料進(jìn)行反復(fù)壓縮和膨脹，這也對(duì)避免粘壁有利；
(4)熱損失小，能量利用率高。本裝置采用間壁式換熱方式，加熱介質(zhì)與待分離物料不直接接觸，這樣被蒸餾分離的低沸點(diǎn)組分?jǐn)y帶損失的熱量就少，同時(shí)在抄板、刮刀以及加熱盤傾斜側(cè)面的共同作用下，物料被不斷攪動(dòng)，加熱面也得到及時(shí)更新，系統(tǒng)總體傳熱得到強(qiáng)化。


圖I是本發(fā)明適于粘稠物系連續(xù)化分離的臥式雙軸蒸餾裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖I中的A-A剖視圖。圖中i、左旋轉(zhuǎn)接頭，2、左軸頭，3、左滾動(dòng)軸承，4、左支座，5、加熱夾套，6、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)，7、扇形空心加熱盤，7. I、扇形側(cè)板，7. 2、三角形圓弧封板，7. 3、矩形后蓋板，7. 4、抄板，8、空心轉(zhuǎn)軸，8. I、冷凝液管，8. 2、蒸汽管，9、冷凝水排出管，10、W型筒體，11、固體物料出口，12、右支座，13、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，14、右旋轉(zhuǎn)接頭，15、右滾動(dòng)軸承，16、右軸頭，17、右端蓋，18、釜體，19、排氣口，20、上蓋板，21、刮刀，22、固定架，23、進(jìn)料口，24、左端蓋，25、中間蒸汽入口管，26、中間冷凝水出口管，27、蒸汽入口管。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施作進(jìn)一步說明。本發(fā)明包括釜體、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)；其中釜體是由W型筒體10、上蓋板20、左端蓋24和右端蓋17共同圍成的封閉容器；轉(zhuǎn)子系統(tǒng)6包括兩個(gè)左軸頭2、多個(gè)扇形空心加熱盤7、兩根空心轉(zhuǎn)軸8、兩個(gè)右軸頭16和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13 ;兩根空心轉(zhuǎn)軸8分別置于W型筒體10中，并且 相對(duì)于W型筒體10水平安裝，二根空心轉(zhuǎn)軸8兩端的左、右軸頭都伸出W型筒體10外，第一空心轉(zhuǎn)軸經(jīng)第一左、右滾動(dòng)軸承支撐在第一左、右支座上，第二空心轉(zhuǎn)軸經(jīng)第二左、右滾動(dòng)軸承支撐在第二左、右支座上；W型筒體10外側(cè)的中部和下部焊有加熱夾套5，加熱夾套5 一端兩側(cè)分別設(shè)有蒸汽入口管27，另一端底部設(shè)有冷凝水排出管9，W型筒體10下部右側(cè)設(shè)有兩個(gè)固體物料出口 11 ;傳動(dòng)機(jī)構(gòu)13中的主動(dòng)齒輪帶動(dòng)安裝在第一轉(zhuǎn)軸上的從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在第二轉(zhuǎn)軸上的齒輪與第一轉(zhuǎn)軸上的齒輪相互嚙合，并由第一轉(zhuǎn)軸上的齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩根中間蒸汽入口管25與各自的左旋轉(zhuǎn)接頭I、各自的左軸頭2、各自的空心轉(zhuǎn)軸8、各自的右軸頭16、各自的右旋轉(zhuǎn)接頭14和各自的中間冷凝水出口管26相連通；第一根空心轉(zhuǎn)軸沿軸向等距交錯(cuò)180°安裝有多個(gè)扇形空心加熱盤7，并且第二根空心轉(zhuǎn)軸在沿軸向與第一根轉(zhuǎn)軸上的扇形空心加熱盤7交錯(cuò)的位置上安裝有多個(gè)扇形空心加熱盤7 ;爸體的上蓋板20的內(nèi)側(cè)中部沿軸向焊有角鋼固定架22，角鋼固定架22上在相鄰抄板7. 4的中間間隙處等距均勻布置了與扇形空心加熱盤7數(shù)量相同的刮刀21。所述的扇形空心加熱盤7由兩片扇形側(cè)板7. I、一片三角形圓弧封板7. 2和一片矩形后蓋板7. 3，以及與矩形后蓋板相連接的抄板7. 4共同構(gòu)成，其一端寬，另一端呈尖角，扇形空心加熱盤7的開口端沿軸向交錯(cuò)焊于兩根空心轉(zhuǎn)軸8上,扇形側(cè)板7. I的扇形夾角的大小可以根據(jù)實(shí)際需要調(diào)節(jié)，抄板7. 4焊接在矩形后蓋板7. 3遠(yuǎn)離空心轉(zhuǎn)軸8的一端上，在軸截面處均有兩個(gè)扇形空心加熱盤7對(duì)稱分布。所述的釜體18從進(jìn)料口至固體物料出口 11與水平面成3飛度向下傾斜放置，在空心轉(zhuǎn)軸8上焊有的所有扇形空心加熱盤7的部位，均對(duì)應(yīng)開有2個(gè)孔，并沿旋轉(zhuǎn)方向在開孔處均依次焊接了冷凝液管8. I和蒸汽管8. 2，用于扇形空心加熱盤7內(nèi)熱媒的進(jìn)出，冷凝液管8. I的一端與空心轉(zhuǎn)軸8外壁平齊，冷凝液管8. I的另一端伸入空心轉(zhuǎn)軸8內(nèi)，蒸汽管8. 2的一端伸入空心轉(zhuǎn)軸8內(nèi)，蒸汽管8. 2的另一端伸出空心轉(zhuǎn)軸8外。該蒸餾裝置通過合理調(diào)整熱媒的流量與溫度、空心轉(zhuǎn)軸8轉(zhuǎn)速、抄板7. 4傾斜角、裝置水平傾斜度、固體物料出口處堰板高度等，靈活調(diào)整物料在釜體18內(nèi)的停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)物料從入口到出口剛好分離完畢。本發(fā)明的工作原理如下
本發(fā)明工作過程中，待分離物料經(jīng)左側(cè)頂部進(jìn)料口 23進(jìn)入封閉釜體18，在抄板7. 4的作用下被不斷的翻起和灑落，同時(shí)借助傾斜安裝的抄板7. 4的軸向推動(dòng)和裝置整體的水平坡度的聯(lián)合作用，從裝置一端向另一端連續(xù)移動(dòng)。物料在移動(dòng)過程中，通過與通有高溫蒸汽的扇形空心加熱盤7、空心轉(zhuǎn)軸8以及加熱夾套5的接觸不斷吸熱升溫，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度后，低沸點(diǎn)組分即不斷汽化蒸出，并通過排氣口 19被外界及時(shí)抽出，經(jīng)歷一定行進(jìn)歷程后剩余的凈干物料則經(jīng)裝置右端的固體物料出口 11排出。高溫蒸汽應(yīng)在待分離物料進(jìn)入釜體18前提前通入對(duì)裝置進(jìn)行預(yù)熱，其中經(jīng)中間蒸汽入口管25進(jìn)入空心轉(zhuǎn)軸8的蒸汽會(huì)分配到各個(gè)扇形空心加熱盤7里，被吸熱降溫冷凝后經(jīng)由外平齊的冷凝液管8. I匯入空心轉(zhuǎn)軸8，最后從右端的中間冷凝水出口 26排出。為了避免空心轉(zhuǎn)軸8內(nèi)的冷凝液進(jìn)入扇形空心加熱盤7，冷凝液管8. I和蒸汽管8. 2相對(duì)于空心轉(zhuǎn)軸8都有內(nèi)伸管段，同時(shí)為避免扇形空心加熱盤7內(nèi)的冷凝液流入蒸汽管8. 2而阻塞高溫蒸汽的流動(dòng)，蒸汽管8. 2相對(duì)于空心轉(zhuǎn)軸8還有外凸管段。扇形空心加熱盤7作為最主要的加熱元件,扇形空心加熱盤7的扇形側(cè)板7. I是有一定傾斜度的斜面，既可對(duì)灑落的物料有撞擊作用，又可使斜面上的物料易于自動(dòng)清除。此外，對(duì)于粘稠物系來說，隨著低沸點(diǎn)組分的不斷蒸出，物料的粘度在一 定時(shí)間段內(nèi)往往越來越粘，極易粘壁，而裝置的固定刮刀21和旋轉(zhuǎn)抄板7. 4能使粘附在空心加熱盤7表面和W型筒體10內(nèi)壁的物料不斷得到清理，使傳熱面得到更新。加熱夾套5根據(jù)需要可經(jīng)蒸汽入口管27通入高溫蒸汽進(jìn)行輔助加熱，能有效增大換熱面積。
權(quán)利要求
1.一種適于粘稠物系連續(xù)分離的臥式雙軸蒸餾裝置，其特征在于包括釜體(18)、轉(zhuǎn)子系統(tǒng)(6);其中 1)釜體(18):是由W型筒體(10)、上蓋板(20)、左端蓋(24)和右端蓋(17)共同圍成的封閉容器； 2)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)(6):包括兩個(gè)左軸頭(2)、多個(gè)扇形空心加熱盤(7)、兩根空心轉(zhuǎn)軸(8)、兩個(gè)右軸頭(16)和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(13); 兩根空心轉(zhuǎn)軸(8)分別置于W型筒體(10)中，并且相對(duì)于W型筒體(10)水平安裝，二根空心轉(zhuǎn)軸(8)兩端的左、右軸頭都伸出W型筒體(10)外，第一空心轉(zhuǎn)軸經(jīng)第一左、右滾動(dòng)軸承支撐在第一左、右支座上，第二空心轉(zhuǎn)軸經(jīng)第二左、右滾動(dòng)軸承支撐在第二左、右支座上；W型筒體(10)外側(cè)的中部和下部焊有加熱夾套(5)，加熱夾套(5)—端兩側(cè)分別設(shè)有蒸汽入口管(27 )，另一端底部設(shè)有冷凝水排出管(9 )，W型筒體(10 )下部右側(cè)設(shè)有兩個(gè)固體物料出口(11);傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(13)中的主動(dòng)齒輪帶動(dòng)安裝在第一轉(zhuǎn)軸上的從動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，安裝在第二轉(zhuǎn)軸上的齒輪與第一轉(zhuǎn)軸上的齒輪相互嚙合，并由第一轉(zhuǎn)軸上的齒輪帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩根中間蒸汽入口管(25)與各自的左旋轉(zhuǎn)接頭(I)、各自的左軸頭(2)、各自的空心轉(zhuǎn)軸(8)、各自的右軸頭(16)、各自的右旋轉(zhuǎn)接頭(14)和各自的中間冷凝水出口管(26)相連通；第一根空心轉(zhuǎn)軸(8)沿軸向等距交錯(cuò)180°安裝有多個(gè)扇形空心加熱盤(7)，并且第二根空心轉(zhuǎn)軸在沿軸向與第一根轉(zhuǎn)軸上的扇形空心加熱盤(7)交錯(cuò)的位置上安裝有多個(gè)扇形空心加熱盤(7);爸體(18)的上蓋板(20)的內(nèi)側(cè)中部沿軸向焊有角鋼固定架(22)，角鋼固定架(22)上在相鄰抄板(7. 4)的中間間隙處等距均勻布置了與扇形空心加熱盤(7)數(shù)量相同的刮刀(21)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適于粘稠物系連續(xù)分離的臥式雙軸蒸餾裝置，其特征在于所述的扇形空心加熱盤由兩片扇形側(cè)板(7. I)、一片三角形圓弧封板(7. 2)和一片矩形后蓋板(7. 3)，以及與矩形后蓋板相連接的抄板(7. 4)共同構(gòu)成，其一端寬，另一端呈尖角，扇形空心加熱盤(7)的開口端沿軸向交錯(cuò)焊于兩根空心轉(zhuǎn)軸上,抄板(7. 4)固定在矩形后蓋板(7. 3)遠(yuǎn)離空心轉(zhuǎn)軸的一端上,在軸截面處均有對(duì)稱分布的扇形空心加熱盤(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種適于粘稠物系連續(xù)分離的臥式雙軸蒸餾裝置，其特征在于所述的釜體(18)從進(jìn)料口至固體物料出口(11)與水平面成3飛度向下傾斜放置，在空心轉(zhuǎn)軸(8)上焊有的所有扇形空心加熱盤(7)的部位，并沿旋轉(zhuǎn)方向均依次焊接了冷凝液管(8. I)和蒸汽管(8. 2)，冷凝液管(8. I)的一端與空心轉(zhuǎn)軸(8)外壁平齊，冷凝液管(8. I)的另一端伸入空心轉(zhuǎn)軸(8)內(nèi)，蒸汽管(8. 2)的一端伸入空心轉(zhuǎn)軸(8)內(nèi)，蒸汽管(8. 2)的另一端伸出空心轉(zhuǎn)軸(8)外。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適于粘稠物系連續(xù)分離的臥式雙軸蒸餾裝置。包括有W型筒體、上蓋板、左端蓋、右端蓋共同圍城的封閉容器，以及有二個(gè)左軸頭、多個(gè)扇形空心加熱盤、二根空心轉(zhuǎn)軸、二個(gè)右軸頭、一套傳動(dòng)機(jī)構(gòu)共同構(gòu)成的轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。W型筒體的中部和下部焊有加熱夾套，釜體的上蓋板的內(nèi)側(cè)中部沿軸向焊有角鋼固定架，角鋼固定架上等距均勻布置了與扇形空心加熱盤數(shù)量相同的刮刀。本發(fā)明能連續(xù)高效的完成粘稠物系中低沸點(diǎn)組分的分離，有效克服了傳統(tǒng)分離裝置物料粘壁及間歇運(yùn)行的弊端，其采用集成化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)模式，結(jié)構(gòu)緊湊，具有寬適應(yīng)性，自潔能力強(qiáng)，熱損失小，能量利用率高。
文檔編號(hào)B01D3/02GK102908793SQ201210412090
公開日2013年2月6日 申請(qǐng)日期2012年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月25日
發(fā)明者劉寶慶, 張義堃, 何錦林, 陳明強(qiáng), 蔣家羚, 林興華, 梁慧力 申請(qǐng)人:浙江大學(xué), 浙江誠泰化工機(jī)械有限公司