[发明专利]一种毛细精馏原理、工艺及其设备

权利要求书

1.一种毛细精馏原理、工艺及其设备，其特征在于包括以下步骤：

本发明毛细精馏原理即为毛细管自然上升法，即依据于毛细管在液相中存在的表面张力现象，并借助于液体存在的表面张力实现溶液精馏蒸汽毛细精馏原理、工艺及其设备；

毛细管自然上升力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，因表面张力的作用液体能够润湿毛细管壁，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：

γ=r2ρgh2cosθ---(2)]]>

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，这种收缩表面的力就是表面张力；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，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；水在20℃时的表面张力为72.75mN/m；

本发明毛细精馏工艺原理依据于毛细管在液相中存在的表面张力现象，并借助于溶液精馏固有的溶液表面张力而加速溶液的毛细组合、耦合化精馏、冷凝与分离；

本发明毛细精馏工艺为：被精馏的溶液经毛细精馏再沸加热器加热后变成蒸汽，先后进入毛细精馏耦合化汽液毛细提馏段、毛细精馏耦合化汽液毛细精馏段经毛细精馏塔精馏后，进行毛细精馏组合、耦合化汽液冷凝分离，即毛细精馏蒸汽通过毛细冷凝吸嘴管束及其冷凝管组而冷凝得到毛细精馏分馏冷凝液；毛细精馏分馏冷凝液一小部分返回精馏塔内，用于平衡精馏塔内分馏液的浓度，大部分毛细精馏冷凝分馏液经进一步冷却后收至储罐内；毛细精馏再沸加热的热媒为过热蒸汽或导热热油；毛细精馏组合、耦合化冷凝吸嘴管束及其冷凝管组的冷凝、冷却冷媒为空气或水或冷冻液；毛细精馏组合、耦合化冷凝中的不凝性气体经常压或抽真空排出；毛细精馏与毛细冷凝的毛细冷凝吸嘴管束及其冷凝管组冷凝组合、耦合化构成；

本发明的毛细精馏设备主要有：再沸加热器①、毛细精馏耦合化汽液毛细提馏段②、毛细精馏耦合化汽液毛细精馏段③、毛细精馏组合、耦合化冷凝器④、接管⑤⑥、蒸汽或导热油热媒⑦、空气或水或冷冻液冷媒⑧、不凝性气体⑨、溶剂冷却器⑩；

本发明的毛细精馏工艺设备流程为：精馏溶液经由毛细精馏再沸加热器①加热后变成蒸汽，先后进入毛细精馏耦合化汽液毛细提馏段②、毛细精馏耦合化汽液毛细精馏段③，进而通过毛细精馏组合、耦合化冷凝器④冷凝分离，即毛细精馏蒸汽通过毛细冷凝吸嘴管束及其冷凝管组而冷凝得到毛细精馏分馏冷凝液；毛细精馏分馏冷凝液分别经接管⑥一小部分返回精馏塔内，用于平衡精馏塔内分馏液的浓度，大部分毛细精馏冷凝分馏液经接管⑥后再经溶液冷却器⑩冷却后收至储罐内；毛细精馏再沸加热的热媒⑦有过热蒸汽或导热热油；毛细精馏组合、耦合化冷凝吸嘴管束及其冷凝管组的冷凝、冷却冷媒⑧为空气或水或冷冻液；毛细精馏组合、耦合化冷凝中的不凝性气体⑨经接管⑤常压或抽真空排出；毛细精馏与毛细冷凝的毛细冷凝吸嘴管束及其冷凝管组冷凝组合、耦合化构成；

毛细精馏主要是通过溶液精馏蒸汽的毛细管束其液体表面张力的作用而实现溶液不断交替的汽化与冷凝加以提纯，由此使溶液毛细管束精馏溶液的不断反复汽化与冷凝而实现了精馏溶液的毛细耦合化汽化与冷凝的精馏提纯、分离及其工艺操作；

本发明毛细精馏溶液不断反复汽化与冷凝精馏提纯效果好，精馏效率高，就热能的利用节能、低碳、高效。