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常用蒸馏釜的加热方式

2020-08-03

常用蒸馏釜的加热方式

       蒸馏釜的加热,可有多种方式,总的不外有直接的或间接的。直接加热是将热能直接加热物料,如烟道气加热,是把蒸馏釜直接砌于加热炉内。间接加热是将热能先加热一中间载热体,然后由中间载热体再传给物料,如蒸汽加热即是。

直接加热

       直接加热方式主要有烟道气和电流加热较为常用。

       烟道气加热,是用固体燃料如煤或由煤制成的炉煤气燃烧加热物料。烟道气热量大,加热温度高(可达1000℃以上),烟道气虽有比热小(也就是说单位量的烟道气放出的热量少),传热系数低等缺点,但可以借烟道气与被加热物料温度差大和通入大量的烟道气来补偿。

       电流加热是将电能转变为热能对物料进行加热,使用电流加热清洁方便,效率高(电能利用率约达95笼),加热温度可高达约3000℃以上,且调节方便,加热温度大小控制准确。在化工厂中应用的有电阻加热和电感加热。

间接加热

       间接加热方式,常用的有蒸汽加热和有机载热体加热。蒸汽加热在化学工业中应用极广,尤以饱和水蒸汽加热为普遍。

       饱和水蒸汽加热,可以借改变蒸汽的压力大小,以较准确地调节加热温度。饱和蒸汽冷凝时的给热系数很大,因而传热时所需的加热面积远较用烟道气为小。饱和蒸汽的主要缺点是加热温度不高,一般用于加热温度在;150~160℃,在生产中要实现这一加热温度,需采用压强为13公斤/平方厘米的饱和蒸汽。也有用在加热到200℃的情况,这时所采用的饱和蒸汽的压强为23公斤/平方厘米。饱和蒸汽温度提高,其压强就须增高,如将饱和蒸汽温度提高到350℃,蒸汽的压力就须提高170个大气压。


蒸馏釜


       饱和蒸汽可能达到的高温度也不超过374℃(此时蒸汽压强为225个大气压)。过热蒸汽虽比饱和蒸汽温度高,但过热部分的热量很小(如一公斤100℃的饱和蒸气冷凝为100℃的水,可放出540仟卡的热量;一公斤200℃的过热蒸汽冷凝为100℃的水,可放出588千卡的热量,仅比同量的饱和蒸汽多放出1/11的热量)。所以很少采用。饱和蒸汽是由锅炉产生的,这在中小型工厂中比较多见,但工业上应用较广的,还是热电厂蒸汽机及涡轮机放出的废蒸汽。有时候还使用热水加热,如聚氯乙烯生产中单体氯乙烯和低沸点物的蒸馏,就是使用热水将物料加热至42℃左右。

       有机载热体加热,它是选取具有高沸点及比较低的饱和蒸气压的有机物作为载热体。符合这种要求的有机物有:萘、联苯、二苯醚等。具有实用价值,广为工业上所采用的有,联苯26.5掺和二苯醚73.5究的低熔点二苯混合物,工业上称为乌托液或道生油。此二苯混合物常压下沸点为258℃,凝固点为12.3℃。在200~300℃时,蒸气压仅为0.25~5.3个大气压。在常压下加热温度可达到255℃,如果需要更高的温度,则加热须在加压下进行。

       二苯混合液的给热系数大,加热均匀,粘度小,热稳定和化学稳定性大,在温度350~380℃下,长期使用时一般不会变质或附着于加热器壁上。虽有可燃性的缺点,但无爆炸危险,使用起来很安全,其毒性亦很小。使用二苯混合液不但加热范围大,且可以谁确地调节流量和温度。二苯混合物的缺点是渗透性强,使用中容易发生渗透损失,所以管路上能连接处须用焊接或金属衬垫,如在必须使用法兰连按之处,应采用金属衬垫,不能用石棉等物衬垫。使用时可将二苯混合液装于加热设备的夹套中,此时无须使其循环,夹套可直接由炉火加热。亦可在密闭的系统中使其进行自然循环或用泵强制循环。

       二苯混合物在热交换设备5受热,借离心泵6,使其在加热设备8的夹套7中循环。在正常操作下,阀门2和4开启,而阀门1和3关闭。二苯混合物在离心泵6的作用下,经阀门4,进入热交换设备5中受热,被加热的二苯混合物由阀门2送到加热设备8的夹套7内,后由夹套7的下部出来,进入泵6,如此循环即可使加热设备8中的物料得到加热。在需要调节温度时,将阀门1和3开启适当大小,使部分二苯混合液经过冷却器9后进入夹套,如此可以降低夹套的温度。

       二苯混合物的蒸气用于加热温度在380℃以下,不但效果好且经济。

       当加热温度需要超过3800℃以上时,可采用熔融盐作载热体。此种加热方式,在工业上使用不多,故不作介绍。

       上述加热方法,在工业上的蒸馏过程中,应视所需加热的温度和当地具体情况选用。

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