一种毛细冷凝原理、工艺及其设备

摘要

本发明涉及一种毛细冷凝原理、工艺及其设备，即本发明依据于毛细管在液相中存在着毛细管上升即表面张力现象，借此液体固有毛细管上升现象及其表面张力现象，发明了一种溶液蒸发或精馏溶剂蒸汽毛细冷凝原理、工艺及其设备。本发明毛细冷凝器可以采用并联或串联组合使用。本发明毛细冷凝器冷凝效果好、效率高，就热能的利用而言节能、低碳、高效。

主权项

1.一种毛细冷凝原理、工艺及其设备，其特征在于包括以下步骤：本发明毛细冷凝原理即为毛细管自然上升法。我们知道，毛细管自然上升力其几乎是不受任何受力方向的作用与影响。当干净的玻璃毛细管插入液体中时，若此液体能润湿毛细管壁，则因表面张力的作用，液体沿毛细管上升，直到上升的力(2πγcosθ)被液柱的重力(πr²ρgh)所平衡而停止上升，即：2πγcosθ＝πr²ρgh    (1)整理(1)式，得到：式中：γ为表面张力，r为毛细管直径，ρ为液体密度，g为重力加速度，h为液柱高，θ为接触角。液膜有自动收缩的趋势，这种收缩表面的力叫表面张力。其物理意义在于沿着与表面相切的方向，垂直通过液体表面上任一单位长度收缩表面的力，通常存在表面张力，其单位用mN/m表示。任何液体，在一定的条件下均有一定的表面张力。如水在20℃时的表面张力为72.75mN/m。本发明涉及一种毛细冷凝原理、工艺及其设备，即依据于毛细管在水相中存在的表面张力现象，并借助于液体的存在的表面张力发明、实现了溶液蒸发或精馏溶剂蒸汽毛细冷凝原理、工艺及其设备。本发明毛细冷凝工艺是依据于毛细管在水相中存在的表面张力现象，并借助于溶液蒸发或精馏溶剂固有的溶剂表面张力而加速溶剂的毛细组合、耦合化冷凝与分离。其工艺流程为：见图1。本发明的毛细冷凝工艺设备流程，主要包括：毛细蒸发再沸加热器①、耦合化汽液分离器②、毛细冷凝吸嘴管束③、毛细蒸发组合、耦合化冷凝器④、接管⑤、接管⑥、蒸汽、导热油等热媒⑦、空气或水等冷媒⑧、不凝性气体⑨等。毛细组合、耦合化冷凝器③主要由毛细冷凝吸嘴管束④及其冷凝管组⑩组成。 本发明毛细冷凝工艺设备流程简单，适用能力强；冷凝原理清晰、合理，换热效能高，实现了高效、节能冷凝，特别适用于溶剂常压蒸发冷凝，实现了冷凝新原理、新工艺、新设备的科学与技术的创新。其工艺设备流程为：见图2。本发明毛细冷凝器，主要包括：毛细冷凝蒸汽导引封头及导引管①、毛细管锥头管束②、上管板③、毛细蒸发冷凝管组④、下管板⑤、下封头⑥等。毛细冷凝器主要是通过溶液蒸发或精馏溶剂蒸汽的毛细管束其液体表面张力的作用实现冷凝液的不断冷凝和排除，溶液毛细管束冷凝、分离可以实现毛细组合、耦合化的冷凝分离。本发明毛细冷凝器冷凝排液效果好，冷凝效率高，就热能的利用而言节能、低碳、高效。