张 洋， 李云鹏， 隋添翼， 于欢欢， 许红岩

（长春工业大学电气与电子工程学院，吉林长春 130012）

0 引 言

分子蒸馏技术的原理不同于常规的蒸馏，它突破了常规蒸馏依靠沸点差分离的原理，而是依靠不同物质分子运动平均自由行程的差别实现物质的分离［1］。

分子平均自由程是指气体分子在连续两次碰撞中所走路程的平均值。Langmuir根据热力学原理推导出frenzied平均自由程的定义式为：

式中：D——分子有效直径，m；

K——波尔兹曼常数；

N——阿伏伽德罗常数；

P——压力，Pa；

R——通用气体常数；

T——温度。

由此可见，分子平均自由程的大小与分子有效直径、压力和温度有关［2］。当压力不变时，物质的分子平均自由程随温度的增加而增加；当温度不变时，物质的分子平均自由程随着压力的降低而增加。其基本原理如图1所示。

图1 分子蒸馏原理

待分离的液体混合物料沿加热板自上而下流动，在加热板上形成均匀液膜，被加热后能量足够的分子逸出液面，轻分子的分子运动自由程大，重分子的分子运动平均自由程小，在离液面距离小于轻分子的分子运动平均自由程而大于重分子的分子运动平均自由程处设置一冷凝面，这样大部分的轻分子就能到达冷凝面形成液体流出，重分子则返回到加热面，从而实现了分离［3］。当进行不同物料及不同成分分离时可以调节冷凝板位置，或者采用多级分离的方法，本系统把多级及调整冷凝板位置结合到一起［4］，使每级系统的冷凝板都可以自动调节，能够实现同一物料进行多组分的分离。……