[发明专利]一体式分凝器及其应用

说明书

本发明公开了一种一体式分凝器及其应用。该装置包括一圆柱形壳体和两个封头，壳体内设有固定于管板的多排冷凝管；根据对冷凝产品纯度的要求由高沸点有机物水溶液的两组分相图确定合适的冷凝温度，并在冷凝管上选取相应温度所对应位置设置若干个环形挡板；其中冷凝管中部安装有若干个环形挡板；壳体内壁上均匀设有折流板；以蒸汽入口与出口分别作为工艺的上下游，环形挡板下游设置的折流板与壳体之间形成积液室，积液室下方通过阀门与冷凝液收集罐相连。本发明不仅能够与渗透汽化工艺耦合从低浓度水溶液中分离回收获得高纯度高沸点有机物，且一体式结构设计以及倾斜的放置方案使分凝器的占地面积减小、设备投资成本降低、设备操作及维护更加简单。

技术领域

本发明涉及一种能够实现两个分凝器作用的一体式分凝器及其应用，属于化工设备及应用技术领域。

背景技术

分凝器的用途多种多样，为了满足各种用途的冷凝需求，分凝器的结构也有很多种。而考虑到实际工作情况，一体式分凝器具有操作简单、冷凝效果好、占地面积小等诸多优点而广泛的应用于各个领域。中国专利CN 102435023 A公开了一种一体式冷凝器，用于热泵机组中，对高温气态冷凝剂起冷凝作用。该一体式冷凝器由扇叶、转轴及支架、散热铜管、电动机组成；其中扇叶共3~4片，用铝片制成。散热铜管嵌入其中，在扇叶转动的过程中冷风直接从散热铜管表面掠过，快速带走铜管上的热量，使散热铜管内的高温气态冷凝剂迅速降温直至液化。中国专利CN 105157441 A公开了一种多管排一体式联箱自动调节分液冷凝器，包括第一联箱、第二联箱和换热管，在安装所述进口管的联箱内设置隔板，在所述第一联箱和第二联箱内设置汽液分离器。这一装置可以有效提升工质分配的均匀性，大幅度降低流动阻力并维持高效换热且能够防止冷凝液带出联箱。

从稀溶液中回收高沸点有机物在生物质燃料提纯、废水净化等领域应用范围广泛。糠醛和苯胺分别是胺类和呋喃环系最具代表性的高沸点有机物之一，从稀溶液中分离回收高纯度糠醛和苯胺具有重要价值。

糠醛的生产是通过酸性水解生物质原料中的半纤维素物质得到。经水解后的水解液中糠醛的质量百分含量约为2wt% ~8wt%，目前国内糠醛厂采用蒸馏法从水解液中分离提纯糠醛，第一次为初精馏，可以将糠醛浓度提高至90wt%~92wt%（水与糠醛恒沸点时的浓度），然后再采取多级精馏进行糠醛的精制。精馏过程耗能较大，使糠醛生产成本较高。

苯胺是化工行业重要的中间体之一，在染料、农药、橡胶助剂等行业中具有广泛应用，废水中苯胺含量较高（1wt%~3wt%），目前工业上常用的苯胺废水处理手段有萃取法、吸附法。吸附法不适宜处理浓度较高的苯胺废水，并且吸附剂的再生困难，经过几次再生后，吸附容量损失较大。萃取法（CN1600696A、CN102936079A）容易造成水体的二次污染，需要多级萃取，设备投资大，并且难以得到可以回用的高纯度苯胺。

中国专利CN103254158A公开了利用生物质水解耦合渗透汽化分离生产糠醛的方法及装置：渗透汽化膜对水解液中的糠醛具有高选择性，当膜吸附平衡后在膜的下游通过抽真空将膜中优先吸附的糠醛和少量水以低压混合蒸汽的形式解吸出来，最后再将糠醛与水蒸汽冷凝收集，此一级冷凝装置无法得到高纯度糠醛，仍然需要进一步精制，并且糠醛的精制过程耗能很大。中国专利CN104587834A公开了一种从低浓度水溶液中分离回收高沸点有机物的装置及方法：通过真空泵在渗透汽化膜下游形成低压气氛，利用渗透汽化膜作为传质分离介质将稀溶液中的高沸点有机物进行选择性富集，之后将富集的混合蒸汽进行分级冷凝；高沸点有机物蒸汽首先被截留在第一级冷凝器中生成高纯度液态有机物，未被冷凝的水蒸汽和少量有机蒸汽被截留在第二级冷凝器中，通过循环泵送回原料槽中。此方法虽然能够得到高纯度高沸点有机物，但此两级冷凝装置使操作复杂并且设备投资大，回收成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种一体式分凝器及其应用，该一体式分凝器占地小、易操作、成本低，能用其分离回收低浓度水溶液中的高沸点、水溶性有机物——糠醛与苯胺；解决了高沸点有机物分离回收过程中冷凝器操作复杂、占地面积大、投资及维护成本高等缺点。