一种精馏管、精馏塔及精馏板的制作方法

本实用新型涉及化工技术领域，尤其是涉及一种精馏管、精馏塔及精馏板，尤其的是一种应用于微化工领域的精馏管、精馏塔及精馏板。

背景技术：

精馏塔是化工、医药等生产中最重要的设备之一，它可以使气(或汽) 或液液两相紧密接触，达到相际传质及传热的目的，作为主要用于传质过程的塔设备，首先必须使气(汽)液两相能充分接触，以获得高的传质效率，同时塔设备的性能对于整个装置的产品产量、质量、生产能力和消耗定额，以及三废处理和环境保护等各方面都有重大影响。

最常见的精馏塔为板式塔和填料塔两大类；填料塔又分为单体散装填料和规整填料；现有精馏塔一般直径在DN100以上，精馏塔高度几米至上百米，体积庞大、制造成本高、安全性差、操作不方便、维修困难、维修成本高。

近年来，随着微尺度下“三传一反”研究的进展，微尺度流体的性能得到了深入揭示，微化工技术作为化学工程学科中一个新的发展方向得到了大力发展，也被广泛应用于科学研究和工业生产领域。但与之匹配的精馏设备的缺失，一直限制微化工技术的发展，传统精馏塔向微通道精馏塔发展的趋势迫在眉睫。

有鉴于此，有必要研发一种精馏管、精馏塔及精馏板，尤其是应用于微化工领域的精馏管、精馏塔及精馏板，以弥补在微化工领域的精馏设备的不足。

技术实现要素：

本实用新型提供一种精馏管、精馏塔及精馏板，尤其适应于微化工领域。

本实用新型的一种精馏管、精馏塔及精馏板，解决了现有技术中的精馏塔的直径大、体积大、制造成本高、安全性差、操作不方便等问题。

本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种精馏管，包括：管体，在所述管体的上端设有气相出口，下端设有液相/气相进口，在所述管体的侧壁上设有物料进口和回流液进口；

其中，所述管体上设有若干个浮球室，在所述浮球室内设有浮球；所述浮球的直径小于浮球室的内径。

作为优选的技术方案，相邻两个所述浮球室之间设有直管段，所述直管段的内径小于浮球的直径。其中，所述直管段与浮球室间隔分布，并依次连通。

作为优选的技术方案，所述直管段的内径为浮球室直径的0.9～0.1倍。

作为优选的技术方案，所述浮球直径为浮球室直径的0.99～0.15倍。

作为优选的技术方案，所述浮球室直径为0.01mm～50mm。进一步的，所述浮球室直径为0.01mm～1mm，以适用于微化工的精馏。

作为优选的技术方案，所述管体是等壁厚的管型结构或外径等径的管型结构。所述管体采用等壁厚的管型结构或外径等径的管型结构时，加工容易，制作方便，可通过吹制方式、或冲压方式、或切削方式、或蚀刻方式等加工成型。

作为优选的技术方案，所述回流液进口设置在靠近所述气相出口处。

作为优选的技术方案，所述管体上还设有精馏物料出口。

作为优选的技术方案，所述液相/气相进口与精馏釜相连；所述气相出口与冷凝器相连。

本实用新型还提出了一种精馏塔，包括塔体、以及由多个上述的精馏管组成的精馏装置，所述精馏管有序的阵列于所述塔体内。

作为优选的技术方案，所述精馏装置内的精馏管成环形阵列。

作为优选的技术方案，所述精馏装置内的精馏管成矩形阵列。

本实用新型还提出了一种精馏板，包括板体、以及一排由多个上述的精馏管组成的精馏装置，所述精馏管有序的排布于所述板体内。

作为优选的技术方案，所述精馏管并联排布于所述板体内。

本实用新型具有的有益效果是：

1)结构简单，制造成本低；采用多个内置有浮球的浮球室结构，传质效率高，能够大大降低精馏装置高度，可放置在室内，改善其工作环境。

2)可与微通道反应器配套，形成微型化工生产装置；弥补了微化工领域的精馏设备的不足。

3)精馏管可单个使用，也可组合成一排使用，还可组合成阵列式使用；适应性广；处理能力可大可小，容易掌握，便于调节。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型：一种精馏管的第一种结构示意图；

图2为本实用新型：一种精馏管的第二种结构示意图；

图3a为本实用新型：一种精馏塔的矩形阵列的结构示意图；

图3b为本实用新型：一种精馏塔的环形阵列的结构示意图；

图4为本实用新型：一种精馏板的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。

实施例1

参照图1所示，一种精馏管，包括：管体1，在管体1的上端设有气相出口11，下端设有液相/气相进口12，在管体1的侧壁上设有物料进口13和回流液进口14；其中，管体1上设有若干个浮球室2，在浮球室2内设有浮球3；浮球3的直径小于浮球室2的内径。

上述管体可以等壁厚的管型结构或外径等径的管型结构。当管体采用等壁厚的管型结构或外径等径的管型结构时，加工容易，制作方便，可通过吹制方式、或冲压方式、或切削方式、或蚀刻方式等加工成型。本实施例中的管体1采用等壁厚的管型结构。其可以为一体式的或对开组合式的。

本实施例中相邻两个浮球室2之间设有直管段4，直管段4的内径小于浮球3的直径，其中，直管段4与浮球室2间隔分布，并依次连通。当然的，直管段4与浮球室2的间隔分布方式可以为1个浮球室2→1段直管段4→1 个浮球室2→1段直管段4，也可以为连续的2个或多个浮球室2→1段直管段 4→2个或多个浮球室2→1段直管段4，采用这种方式的设定，可以在有限的高度内提高物料精馏过程次数。进一步的，相邻两个浮球室2之间也可以不设有直管段4，这样能降低这个精馏管的高度。

本实用新型的直管段4的内径为浮球室2直径的0.9～0.1倍，浮球3直径为浮球室2直径的0.99～0.15倍。这样浮球3只能在浮球室2内浮动，通过浮球室2内壁、浮球3体表面、直管段4内壁的气液两相接触，进行传质传热量的效率高。

本实用新型的浮球室2直径为0.01mm～50mm。进一步的，浮球室2直径为0.01mm～1mm，以适用于微化工的精馏。由于微化工领域的精馏不需要很大的流量，因此，本实用新型设计的浮球室2的直径无需在10MM以上。

本实用新型的回流液进口14设置在靠近气相出口11处，管体1上还设有精馏物料出口15。液相/气相进口12与精馏釜相连；气相出口11与冷凝器相连。

具体的，在使用过程中，本实用新型的精馏管下端的液相/气相进口12与精馏釜相连；气相出口11与冷凝器相连，从精馏釜中出来的气相依次穿过浮球室2、直管段4，由于浮球室2内设有浮球3，气相与浮球室2内壁、浮球 3体表面、直管段4内壁相接触，进行传质传热量，实现精馏分离。分离后的气相通过气相出口11进入冷凝器内进行冷凝，冷凝后的液体一部分通过回流液进口14再次回到精馏管内进行充分精馏，以实现更好、更准确的精馏分离。

实施例2

参照图2所示，与实施例1不同的是，本实用新型的管体1采用外径等径的管型结构时，加工容易，浮球室2可以蚀刻方式成型。

实施例3

参照图3a、3b所示，本实用新型还提出了一种精馏塔，包括塔体100、以及由多个上述的精馏管10组成的精馏装置200，精馏管有序的阵列于塔体 100内。

其中，精馏装置200内的精馏管10成环形阵列(如图3a)或成矩形阵列 (如图3b)。上述的阵列方式可以根据精馏塔的不同结构进行选择。

实施例4

参照图4所示，本实用新型还提出了一种精馏板，包括板体300、以及一排由多个上述的精馏管10组成的精馏装置200，精馏管20有序的排布于板体 300内。其中，精馏管10并联排布于板体300内。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。