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          關于真空精餾,你需要知道這些!

            【康沃真空網】1、真空精餾的含義

            混合物是由許多不同的成分組成的,各種成分的沸點不同,通過加熱蒸發成氣體,再冷凝成液體或固體來實現物質分離的這一過程,我們定義為蒸餾。真空精餾(Vacuum Distillation)就是在真空狀態下,利用蒸餾方法實現混合物中各組分成分分離的技術。

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            實驗室真空精餾裝置

            2、真空精餾的特點

            真空精餾工藝在石油化工、金屬冶煉等行業中使用較普遍,與常壓下蒸餾相比,真空精餾具有許多優點:

           ?、僬婵窄h境下物質的沸點降低,有利于物質的分離;

           ?、谠谡婵諣顟B下,聚合物分解后重新聚合的概率降低,能進行低溫處理;

           ?、壅婵站s工藝中物質容易加熱,保溫簡單,熱損失減??;

           ?、芸諝庵醒?、水蒸氣等成分的影響減??;

           ?、菹鄬]發度大,物質更容易分離;

           ?、奁胶怅P系改變,真空下恒沸混合物消失等。

            由于真空精餾工藝的操作環境要求嚴格,真空精餾也有不足之處:

           ?、僬婵障到y是獲得真空工作環境的必要設備,真空精餾設備費及操作費較高;

           ?、谘b置的密封性能要求必須滿足工作真空度;

           ?、壅婵站s工藝中,沸騰現象常見,對傳熱方式有一定的要求;

           ?、芾淠?、捕集器均要求低溫。

            3、真空精餾的分類

            按精餾系統操作壓力的不同,真空精餾可分為下面幾種。

           ?、贉p壓精餾。常見的減壓精餾過程,大多在104Pa以上的壓力范圍內操作。減壓蒸餾機理與常壓蒸餾差不多,常壓精餾裝置形式,基本上可用。

           ?、谡婵站s。壓力范圍2~100mmHg(1 mmHg=133.3Pa),氣體的流動屬粘滯態。在這個壓力范圍內進行精餾操作是容易實現的。

           ?、鄹哒婵站s。壓力范圍為0.01~2mmHg,此時氣體接近過渡流狀態,對真空精餾裝置的選型、設計、制造、安裝、操作等都有較為嚴格的要求。

           ?、苷婵漳ぞs(VMD)。在膜的一側為常壓,另一側抽真空,使溶液通過膜,實現分離和蒸餾的作用。

           ?、轀史肿泳s。壓力范圍為10-4~10-2mmHg,此時,氣體分子的平均自由程與精餾器尺寸相近,氣體呈過渡流狀態。

           ?、薹肿泳s。操作壓力在10-4mmHg以下。在分子精餾或準分子精餾或準分子精餾裝置中,氣體的流動為分子的自由運動,也就是說,可以忽視該系統中的其他分子的碰撞和干擾,此時,精餾過程受來自液面的蒸發所支配。

            按精餾器的形式不同,真空精餾可以分為:塔式精餾、釜形式精餾、噴霧式精餾、離心式精餾、填充式精餾、薄膜式精餾、回轉式精餾。

            按精餾方法分為單精餾和精餾兩大類。

            按精餾操作分為間歇式精餾和連續式精餾。

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            真空精餾工藝流程圖

            4、真空精餾的應用

            真空精餾技術應用廣泛,除了在冶金和石油化工領域有大量應用之外,在醫藥衛生、海水淡化、制冷工業、地質勘探和食品工業等領域都有應用,這里僅舉一些在金屬冶煉應用中的實例。

            真空精餾技術在金屬冶煉中的應用主要體現在有色金屬的冶煉。有色金屬的種類繁多,冶煉方法也不少。但是,采用真空精餾法冶煉有色金屬具有工藝流程短、冶煉金屬純度高、無環境污染、清潔、環保、節能等許多優點。所以,在有色金屬冶煉過程中得到了廣泛的應用。

           ?、耪婵站s在粗金屬精煉中的應用

            傳統的有色金屬冶金中粗金屬精煉的方法有:①加劑法,通過添加一定劑量的元素,達到去除雜質的目的,例如粗鉛加鋅除銀、加硫除銅等;②氧化法,利用氧化反應,除去粗金屬中的砷、銻、錫等;③電解法,普遍采用濕法電解技術,在電能轉化成化學能的時候,使電解槽內電極附近產生氧化還原反應,從而在電極上還原出一定純度的金屬,如金屬銦的電解精煉。

            這些方法是精煉金屬的主要方法,但在使用中也存在一些問題,如流程長、工序多、試劑消耗量大、副產渣種類多、對環境污染嚴重、金屬回收率低、基建投資較大、加工費用較多等。

            采用真空精餾精煉金屬技術,是20世紀50年代開始,真空蒸餾具有流程短、消耗小、金屬回收率高、基本無三廢(廢渣、廢水、廢氣)、對環境無污染、基建投資少、加工費用低等優點。目前,應用于工業的有:粗錫、粗鋅、粗鎘、粗鉛、粗銻、粗鉍等。在采用真空精餾技術精煉粗金屬時,有時候和其他的方法配合使用,可以獲得更好的精餾效果和經濟效益。

           ?、普婵站s在合金分離中的應用

            采用真空精餾技術處理一些合金,主要是在真空狀態下,通過加熱,使較容易揮發的組分形成蒸氣,然后冷凝成金屬,從而實現了合金分離。由于這一過程是在真空環境下進行的,沒有氧化反應發生,因此,使工藝流程和設備大為簡化,投資成本較少,占地面積較小,金屬回收率提高,是傳統冶金方法難于處理的某些合金分離技術的最佳選擇。

            迄今,在工業上得到應用的真空精餾分離合金有鉛錫合金、銀鋅殼、熱鍍鋅渣、鉛銻合金、鉛銀合金、錳鐵、錫銻合金等等,隨著再生金屬種類的增多,需要處理的合金種類增多,真空精餾技術在合金分離中的應用將會越來越多。

           

          標簽: 真空精餾  

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