木醋液短程分子蒸馏装置的制作方法

1.本实用新型涉及木醋液蒸馏装置技术领域，尤其是涉及一种木醋液短程分子蒸馏装置。


背景技术：

2.木醋液是木材热解的一种主要产品，主要成分是水，同时含有有机酸、酚类、醇类和酮类等多种有机成分。木醋液虽然没有毒性，但是木醋液中含有甲醛、甲醇、苯并芘等公认的有害组分，为了防止木醋液不经处理应用于人体或者其他动物的研究，需要对木醋液进行精制。木醋液精制最常用的精制方法是蒸馏法，因而可以使用短程分子蒸馏装置对木醋液进行短程分子蒸馏。
3.但是由于不同原料制成的木醋液中各组分的含量会有较大的差异，但是现有短程分子蒸馏装置中的加热范围是固定的，且整个加热范围内的加热温度都是是相同的，适应性比较低，而且当所要分离的轻组分在木醋液中含量很少的时候，木醋液处于蒸馏罐体内部上端时就一定被完全分离出来了，此时大范围的加热会造成热能的浪费，增大了短程分子蒸馏装置使用所需的能耗。
4.因此，需要一种能够解决上述问题的木醋液短程分子蒸馏装置。


技术实现要素：

5.本实用新型提出一种木醋液短程分子蒸馏装置，能够根据实际需要来对蒸馏罐体内部进行分段加热，实现了对蒸馏罐体内部的独立分层控温，提高了本实用新型的适用性，降低了短程分子蒸馏装置使用所需的能耗。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.木醋液短程分子蒸馏装置，包括蒸馏罐体，所述蒸馏罐体内设置有螺旋状冷凝管和刮板架，所述刮板架传动连接有驱动电机，所述刮板架上安装有一刮膜结构，所述蒸馏罐体内部的上端安装有进料管和抽真空管，所述蒸馏罐体内部的下端安装有接料桶体，所述接料桶体的底部安装有轻组分出管，所述接料桶体的外侧包围设置有一环形挡板，所述环形挡板与所述蒸馏罐体内壁之间形成有接料槽，所述接料槽连通有一重组分出管，所述蒸馏罐体的罐壁内设有一呈环形设置的真空腔，所述真空腔内由上而下依次间隔设置有第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管。
8.作为一种优选的技术方案，所述蒸馏罐体内部由上而下依次设有第一蒸发区、第二蒸发区和第三蒸发区，所述第一蒸发区的位置与所述第一螺旋加热管的位置相对应，所述第二蒸发区的位置与所述第二螺旋加热管的位置相对应，所述第三蒸发区的位置与所述第三螺旋加热管的位置相对应，所述第一蒸发区内设有第一温度检测元件，所述第二蒸发区内设有第二温度检测元件，所述第三蒸发区内设有第三温度检测元件。
9.作为一种优选的技术方案，所述刮膜结构包括若干根沿所述蒸馏罐体轴向延伸的安装杆，每一所述安装杆均设置于所述螺旋状冷凝管与蒸馏罐体的内壁之间，每一所述安
装杆上均固定安装有一刮膜板，每两相邻所述安装杆上的刮膜板均为交错设置。
10.作为一种优选的技术方案，所述第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管的进水端和出水端均伸出所述蒸馏罐体，所述第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管的进水端均安装有一阀门。
11.作为一种优选的技术方案，所述螺旋状冷凝管的进水端穿过所述接料桶体并伸出所述蒸馏罐体，所述螺旋状冷凝管的出水端穿过所述接料桶体并伸出所述蒸馏罐体。
12.作为一种优选的技术方案，所述蒸馏罐体为采用高硼硅玻璃制成的罐体，所述第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管均为采用高硼硅玻璃制成的管体。
13.采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果为：
14.由于木醋液短程分子蒸馏装置包括蒸馏罐体、螺旋状冷凝管、刮板架和刮膜结构，蒸馏罐体的罐壁内设有真空腔，真空腔内设置有第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管，在本实用新型中，当木醋液中所要分离的轻组分能够在第一蒸发区内就实现完全逸出时，工作人员可以只向第一螺旋加热管内通入热油，使第一蒸发区内的温度达到该轻组分的沸点温度以上；同理，当要分离的轻组分需要经过第一蒸发区和第二蒸发区才能实现完全逸出时，工作人员可以同时向第一螺旋加热管和第二螺旋加热管内通入热油，使第一蒸发区和第二蒸发区内的温度均达到该轻组分的沸点温度以上；当要分离的轻组分需要经过第一蒸发区、第二蒸发区和第三蒸发区才能实现完全逸出时，工作人员可以同时向第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管内通入热油，使第一蒸发区、第二蒸发区和第三蒸发区内的温度均达到该轻组分的沸点温度以上，从而实现了该轻组分的分离工作，相较于现有短程分子蒸馏装置中加热范围固定的结构，本实用新型能够根据木醋液进行短程分子蒸馏的实际需要，对第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管的使用和加热温度进行调整，实现了蒸馏罐体内部的独立分层控温，从而降低了短程分子蒸馏装置使用所需的能耗。
15.而且本实用新型不仅能够对木醋液中的一种轻组分进行分离，还能够对木醋液中含量很少、且沸点相差较小的两到三种轻组分进行分层分离，以对三种轻组分进行分层分离为例，工作人员向第三螺旋加热管内通入热油，使第三蒸发区内的温度达到上述轻组分中最高的沸点温度，然后将第三螺旋加热管内流出的热油进行温度降低后，通入到第二螺旋加热管内，使第二蒸发区内的温度达到上述轻组分中第二低的沸点温度，同理，将第二螺旋加热管内流出的热油进行温度降低后，通入到第一螺旋加热管内，使第一蒸发区内的温度达到上述轻组分中最低的沸点温度，从而使上述三种轻组分依次在对应的位置处逸出，进而提高了本实用新型的适用性。
16.由于蒸馏罐体、螺旋状冷凝管、第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管均采用高硼硅玻璃制成，蒸馏罐体的罐壁内设有一呈环形设置的真空腔，在本实用新型中，因为高硼硅玻璃具有非常好的导热性，因而蒸馏罐体、第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管内的高温非常容易流失，真空腔的设置起到了隔热保温的作用，在一定程度上减少了蒸馏罐体、第一螺旋加热管、第二螺旋加热管和第三螺旋加热管内高温的流失，从而保证了蒸馏罐体内部温度的相对恒定，避免了热能的浪费，进而降低了蒸馏罐体使用所需要的能耗。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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例，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。
18.图1为本实用新型的结构示意图。
19.其中：1、蒸馏罐体；2、螺旋状冷凝管；3、刮板架；4、驱动电机；5、进料管；6、抽真空管；7、接料桶体；8、轻组分出管；9、环形挡板；10、接料槽；11、重组分出管；12、真空腔；13、第一螺旋加热管；14、第二螺旋加热管；15、第三螺旋加热管；16、第一蒸发区；17、第二蒸发区；18、第三蒸发区；19、第一温度检测元件；20、第二温度检测元件；21、第三温度检测元件；22、安装杆；23、刮膜板；24、阀门；25、物料罐。
具体实施方式
20.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
21.如图1所示，木醋液短程分子蒸馏装置，包括蒸馏罐体1，所述蒸馏罐体1内设置有螺旋状冷凝管2和刮板架3，所述刮板架3传动连接有驱动电机4，所述刮板架3上安装有一刮膜结构，所述蒸馏罐体1内部的上端安装有进料管5和抽真空管6，所述蒸馏罐体1内部的下端安装有接料桶体7，所述接料桶体7的底部安装有轻组分出管8，所述接料桶体7的外侧包围设置有一环形挡板9，所述环形挡板9与所述蒸馏罐体1内壁之间形成有接料槽10，所述接料槽10连通有一重组分出管11，所述蒸馏罐体1的罐壁内设有一呈环形设置的真空腔12，所述真空腔12内由上而下依次间隔设置有第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15。
22.相较于现有短程分子蒸馏装置中加热范围固定的结构，本实用新型能够根据短程分子蒸馏工作的实际需要，对第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15的使用和使用温度进行调整，实现了蒸馏罐体1内部的独立分层控温，从而降低了短程分子蒸馏装置使用所需的能耗；而且本实用新型不仅能够对木醋液中的一种轻组分进行分离，还能够对木醋液中含量很少、且沸点相差较小的两到三种轻组分进行分层分离，提高了本实用新型的适用性。
23.其中，所述蒸馏罐体1内部由上而下依次设有第一蒸发区16、第二蒸发区17和第三蒸发区18，所述第一蒸发区16的位置与所述第一螺旋加热管13的位置相对应，所述第二蒸发区17的位置与所述第二螺旋加热管14的位置相对应，所述第三蒸发区18的位置与所述第三螺旋加热管15的位置相对应，所述第一蒸发区16内设有第一温度检测元件19，所述第二蒸发区17内设有第二温度检测元件20，所述第三蒸发区18内设有第三温度检测元件21，在本实施例中，第一温度检测元件19、第二温度检测元件20和第三温度检测元件21均可以采用honeywell公司生产的hih-4602-c型号的温度传感器。
24.而且，所述刮膜结构包括若干根沿所述蒸馏罐体1轴向延伸的安装杆22，每一所述
安装杆22均设置于所述螺旋状冷凝管2与蒸馏罐体1的内壁之间，每一所述安装杆22上均固定安装有一刮膜板23，每两相邻所述安装杆22上的刮膜板23均为交错设置。
25.所述第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15的进水端和出水端均伸出所述蒸馏罐体1，所述第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15的进水端均安装有一阀门24。
26.此外，所述螺旋状冷凝管2的进水端穿过所述接料桶体7并伸出所述蒸馏罐体1，所述螺旋状冷凝管2的出水端穿过所述接料桶体7并伸出所述蒸馏罐体1。
27.所述蒸馏罐体1为采用高硼硅玻璃制成的罐体，所述第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15均为采用高硼硅玻璃制成的管体。
28.使用本实用新型对木醋液进行短程分子蒸馏工作的方法如下(以所需分离的轻组分在木醋液中的含量很高为例)：
29.第一步，将轻组分出管8的出口端与轻组分接料容器进行连接，将重组分出管11的出口端与重组分接料容器进行连接，将进料管5的进料端与盛放有木醋液的物料罐25进行连接，将抽真空管6依次连接冷凝器、冷阱和真空泵；
30.第二步，打开第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15上的阀门24，向第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15内部通入热油，且通入热油的温度由低到高逐渐升高，以避免蒸馏罐体1、第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15突然遇到高温而发生爆炸，同时启动真空泵，来通过抽真空管6来对蒸馏罐体1内部进行抽真空，与此同时，利用第一温度检测元件19、第二温度检测元件20和第三温度检测元件21，来对蒸馏罐体1内部的温度进行检测；
31.第三步，当第一温度检测元件19检测到第一蒸发区16内的温度达到预定的温度后，第一螺旋加热管13内热油的温度不再增加，同理，当第二温度检测元件20检测到第二蒸发区17内的温度达到预定的温度后，第二螺旋加热管14内热油的温度不再增加，当第三温度检测元件21检测到第三蒸发区18内的温度达到预定的温度后，第三螺旋加热管15内热油的温度不再增加，使第一蒸发区16、第二蒸发区17和第三蒸发区18内的温度保持恒定；
32.第四步，向螺旋状冷凝管2内通入循环冷水，使螺旋状冷凝管2形成一内置的冷凝器；
33.第五步，当蒸馏罐体1内的真空度和温度都达到预定值之后，启动驱动电机4，驱动电机4带动刮板架3和刮膜板23进行旋转，同时通过物料罐25和进料管5向蒸馏罐体1内通入木醋液，木醋液在重力的作用下，沿着蒸馏罐体1的内壁向下流动时，旋转中的刮膜板23将木醋液刮成一层极薄、呈湍流状的木醋液膜，且木醋液膜以螺旋状向下流动；
34.第六步，蒸馏罐体1的内壁在第一螺旋加热管13、第二螺旋加热管14和第三螺旋加热管15的加热作用下，形成高温的加热面，因而在蒸馏罐体1内壁上流动的木醋液膜中，沸点低于加热面温度的轻组分从木醋液中逸出，经过非常短的路线就碰撞到螺旋状冷凝管2，并在螺旋状冷凝管2上冷凝形成轻组分冷凝液，轻组分冷凝液沿着螺旋状冷凝管2向下流入到接料桶体7内，最终通过轻组分出管8进入到轻组分接料容器内；
35.第七步，木醋液的残液(即重组分)沿着蒸馏罐体1的内壁不断向下流动，并进入到接料槽10内，最终通过重组分出管11进入到重组分接料容器内。
36.综上，本实用新型提出的木醋液短程分子蒸馏装置，能够根据实际需要来对蒸馏
罐体1内部进行分段加热，实现了对蒸馏罐体1内部的独立分层控温，提高了本实用新型的适用性，降低了短程分子蒸馏装置使用所需的能耗。
37.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。