豎罐蒸餾爐

豎罐蒸餾爐由罐體 (包括罐本體、上延部、下延部)燃燒室、換熱室、冷凝器等部分組成。豎罐蒸餾爐內,基本反應是氧化鋅的還原。為了提高冶煉回收率、降低煤耗,提高蒸餾鋅質量,對這一基本反應及主要雜質金屬氧化物和硫化物在豎罐蒸餾爐內的行為有必要進行研究。

概述

豎罐蒸餾爐利用液體混合物中各組分揮發度的差別，使液體混合物部分汽化並隨後使蒸汽部分冷凝，從而實現其所含組分的分離，是一種屬於傳質分離過程的單元操作。蒸餾在煉油、化工、輕工、食品工業等部門廣泛套用，例如將原油分離為汽油、煤油、柴油、潤滑油，將液化空氣分離為氧、氮和各惰性氣體等。

沿革

蒸餾的套用有悠久的歷史。早在公元初，人們已利用蒸餾的方法製取酒和芳香油。當時所用的方法與現在的簡單蒸餾大體相同(圖1公元4世紀的蒸餾釜)。到14世紀，酒精的生產已初具工業規模。第一個從煤焦油中提取油品的蒸餾過程，1746年在英國取得專利。第一個石油煉廠1860年在美國正式投產。早期的蒸餾設備是若干個水平放置、串連操作的蒸餾釜，能耗大、分離效果差。1830年愛爾蘭人A.科菲設計了第一座用於蒸餾的直立式篩板塔（圖2科菲的篩板塔）,且採用了回流技術。科菲的篩板塔被認為是現代精餾設備的先驅。20世紀以來，化學工業特別是石油化工的迅速發展，無論在過程規模上，還是分離難度上，都對蒸餾提出更高的要求。在發展生產的推動下，各種生產能力大、分離效率高、流動阻力小的新型蒸餾設備不斷湧現；作為較複雜的蒸餾操作，一些特殊的精餾方法（如萃取精餾、恆沸精餾）也得到迅速發展。

原理

以分離雙組分混合液為例。將料液加熱使它部分氣化,易揮發組分在蒸氣中得到增濃,難揮發組分在剩餘液中也得到增濃，這在一定程度上實現了兩組分的分離。兩組分的揮發能力相差越大，即相對揮發度越大，則上述的增濃程度也越大。將雙組分汽相混合物部分冷凝，也能獲得同樣的分離效果。原則上只要兩組分的相對揮發度不等於1,即不形成恆沸物(見汽液平衡)，通過多次的部分汽化和部分冷凝，就可以達到混合組分的高純度分離。在工業精餾設備中，使部分汽化的液相與部分冷凝的汽相直接接觸，以進行汽液相際傳質，結果是汽相中的難揮發組分部分轉入液相，液相中的易揮發組分部分轉入汽相，也即同時實現了液相的部分汽化和汽相的部分冷凝。使兩相間進行充分的逆流接觸傳質，就能實現混合物的高純度分離。

方法

工業蒸餾的方法有：①閃急蒸餾。將液體混合物加熱後經受一次部分汽化的分離操作。②簡單蒸餾。使混合液逐漸汽化並使蒸氣及時冷凝以分段收集的分離操作。③精餾。藉助回流來實現高純度和高回收率的分離操作，這是套用最廣泛的蒸餾方法。