分子蒸馏中，物料在蒸发器表面的均匀分布是保证分离效率的核心前提(若分布不均，会导致局部膜厚过厚、传热效率下降，或膜厚过薄、物料过热分解)。进料系统通过计量泵稳定流量+分布器精准布液的协同作用实现均匀分布，而高粘度物料(粘度>1000 cP)因流动性差，需针对性优化结构设计。
一、常规进料系统的结构与均匀分布原理
进料系统的核心组件包括计量单元(计量泵) 和分布单元(分布器)，二者配合从“流量稳定”和“空间均布”两个维度保证物料均匀覆盖蒸发器表面。
1. 计量泵：稳定进料流量，避免膜厚波动
计量泵的核心作用是精确控制单位时间的进料量，确保物料在蒸发器表面形成厚度稳定的液膜(液膜厚度通常需控制在0.1~1mm，过厚会导致轻组分难以逸出，过薄易干壁)。
- 常用类型及特点：
- 柱塞计量泵：通过柱塞往复运动定量推送物料，精度高(流量误差≤±1%)，适用于中低粘度物料(<500 cP)，但对含颗粒物料敏感(易磨损密封件)。
- 蠕动计量泵：通过挤压软管推送物料，无接触污染，适合含少量颗粒或易污染的物料，精度略低于柱塞泵(误差≤±3%)，但对高粘度物料的适应性优于柱塞泵。
- 齿轮计量泵：通过齿轮啮合间隙定量输送，适用于中高粘度物料(500~5000 cP)，流量稳定且耐高压，缺点是存在齿轮间隙导致的微量脉动(需搭配阻尼器消除)。
- 对均匀性的影响：计量泵的流量稳定性直接决定液膜厚度的一致性。例如，若进料量突然增大，蒸发器表面液膜会局部变厚，轻组分在逸出前可能被重组分裹挟带走，降低分离纯度；若流量骤减，局部液膜过薄，物料易受蒸发器高温影响分解。
2. 分布器：将物料均匀“铺展”在蒸发器表面
分布器是物料进入蒸发器后的“第一次分配”装置，需根据蒸发器类型(降膜式、刮膜式、离心式)设计结构，确保物料沿蒸发器轴向/径向均匀分布。
- 与蒸发器匹配的分布器设计：
- 降膜式蒸发器的分布器：
蒸发器特点是物料依靠重力沿壁面自然流下，形成液膜。分布器需引导物料“沿圆周均匀布液”，避免局部汇聚。
常用结构：槽式分布器(顶部设环形槽，槽底沿圆周均匀开设导流孔/导流槽，物料先进入环形槽缓冲，再通过导流孔沿壁面流下)；溢流堰式分布器(环形堰板控制液位，物料从堰板边缘均匀溢流至蒸发器壁面，适合低粘度物料)。
- 刮膜式蒸发器的分布器：
蒸发器依赖刮板强制将物料刮成均匀液膜，分布器需配合刮板的旋转轨迹，确保物料在刮板作用前“初步铺开”。
常用结构：旋转式分布器(与刮板同轴旋转，底部设倾斜导流片，物料随分布器旋转被甩出，均匀落在蒸发器内壁，再由刮板进一步刮薄)；多孔环式分布器(环形管上沿圆周均匀开孔，物料从孔中喷出至壁面，配合刮板旋转实现二次均布)。
- 离心式蒸发器的分布器：
蒸发器通过高速旋转(1000~5000 rpm)产生离心力，使物料沿径向铺开。分布器需将物料精准送至旋转盘中心，避免偏心导致的液膜厚度不均。
常用结构：中心插管式分布器(进料管直达旋转盘中心，管端设锥形导流头，物料沿导流头斜面流至盘中心，在离心力作用下向边缘均匀扩散)；喷淋式分布器(中心设环形喷淋嘴，将物料雾化后均匀喷洒在旋转盘中心区域，适合低粘度、易雾化物料)。
- 关键设计参数：分布器的开孔数量/位置、导流角度需与蒸发器直径匹配(如直径1m的蒸发器，槽式分布器需至少开设12~16个导流孔，孔间距≤30mm)，确保物料覆盖无-死角。
二、高粘度物料的进料结构特殊设计
高粘度物料(如油脂、树脂、聚合物熔体)因流动性差(粘度>1000 cP时，重力下难以自然流动)，易在进料系统中滞留、结块，导致分布不均。需从流动性改善和强制分布两方面优化结构。
1. 进料前预处理：降低粘度，改善流动性
- 加热保温设计：
- 进料管、计量泵、分布器均需加装夹套加热层(通热水或导热油)，将物料温度控制在其软化点以上(如树脂类物料加热至80~120℃，粘度可降低50%~80%)。
- 加热温度需精准控制(误差≤±2℃)，避免过热导致物料分解(需搭配PID温控系统)。
- 预搅拌/脱气处理：
- 进料罐设搅拌装置(桨式或螺带式搅拌器，转速50~200 rpm)，防止物料静置时沉降、分层；
- 增设脱气组件(如真空脱气罐)，去除物料中的气泡(高粘度物料易裹挟气泡，进入蒸发器后气泡破裂会导致液膜局部破裂，形成干壁)。
2. 计量泵的特殊选型
- 优先选择高粘度适配型计量泵：
- 齿轮计量泵(齿轮间隙大，耐粘稠物料，可输送粘度≤10000 cP的物料)；
- 螺杆计量泵(通过双螺杆啮合推送，无脉动，适合粘度>5000 cP的膏状物料，如热熔胶、石蜡)。
- 泵体与物料接触部分需采用大通道设计(避免狭窄流道导致的堵塞)，且材质选用耐磨材料(如316L不锈钢，或喷涂陶瓷涂层)。
3. 分布器的强制布液设计
- 带动力辅助的分布器：
- 螺旋推进式分布器：在分布器内部设螺旋杆，通过螺旋旋转将高粘度物料“强制推送”至导流孔，避免物料在分布器内滞留(适合粘度5000~10000 cP的物料)；
- 超声振动分布器：在分布器导流槽底部加装超声振动片(频率20~50 kHz)，通过振动破坏物料的粘性内聚力，促进其沿壁面流动(适合粘度>10000 cP的高粘弹性物料，如橡胶熔体)。
- 大开口+倾斜角度优化：
- 分布器导流孔/导流槽的截面积比常规设计增大30%~50%(避免堵塞)；
- 导流槽倾斜角度≥45°(常规为30°)，利用重力+物料自身重量辅助流动。
- 与蒸发器刮板的协同设计：
刮膜式蒸发器中，分布器的出料位置需贴近刮板的旋转轨迹，使物料刚接触蒸发器壁面就被刮板“即时刮匀”(常规设计中物料需先流动一段距离再被刮板作用，高粘度物料易在此阶段堆积)。
常规进料系统通过“计量泵稳定流量+分布器空间均布”实现蒸发器表面的均匀覆盖，核心是匹配蒸发器类型设计分布器结构；高粘度物料则需通过加热降粘、强制推送、动力辅助分布等特殊设计，克服流动性差的问题，确保液膜厚度均匀。实际应用中，需结合物料粘度、蒸发器类型及处理量，综合优化计量泵精度、分布器结构及预处理工艺。
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