折流式超重力旋轉床

1、一種高效精餾設備一種高效精餾設備——折流式超重力旋轉床折流式超重力旋轉床引言引言在中小型農(nóng)藥、醫(yī)藥、精細化工等工業(yè)生產(chǎn)中，有機物的分離操作（如精餾、氣提或吸收等）大量使用填料塔和板式塔等塔設備，液相在重力場的作用下與逆流的氣相進行接觸傳質，達到分離提純的目的。在地球的重力場下，塔設備中的液膜流動較慢，汽液接觸比表面積較小，傳質效率相對較低，所以設備體積龐大、空間利用率低、占地面積較大。超重力技術是上世紀80年代發(fā)展起來的強化氣液傳質的新

2、型技術，其工作原理是利用高速旋轉產(chǎn)生的數(shù)百至千倍重力的離心力場（簡稱超重力場）來代替常規(guī)的重力場，在超重力場下，液體分散飛行時所呈現(xiàn)的是非常細小的液滴、液絲狀態(tài)，因此汽液接觸的比表面積非常大，其極佳的微觀混合以及極快的相界面更新特征，使其可以極大地強化氣液傳質過程，將傳質單元高度降低1個數(shù)量級。從而使巨大的塔設備變?yōu)楦叨炔坏?米的超重機，達到增加效率、縮小體積以及在有些場合可大幅降低能耗的目的。目前國內(nèi)外已將此類技術成功地應用到化工過程

3、的吸收、解吸和反應操作過程，已報道的填充式或碟片式等幾種類型的超重力旋轉床至今都未能在單臺設備中實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)中的連續(xù)精餾過程。浙江工業(yè)大學發(fā)明、與杭州科力化工設備有限公司聯(lián)合開發(fā)的折流式超重力旋轉床，已成功地應用于工業(yè)生產(chǎn)中的連續(xù)精餾過程，展示了很好的應用前景。1折流式超重力旋轉床的基本結構、工作原理和特點折流式超重力旋轉床的基本結構、工作原理和特點折流式超重力旋轉床是一種新型的超重力旋轉床，其結構主要由圓形外殼和折流式轉子組成。折流式

4、轉子是旋轉床的核心部件，見圖1。其工作原理是：具有特定結構的轉子在殼體內(nèi)高速旋轉，氣相由進氣口進入殼體，從轉子外緣進入轉子內(nèi)，液相由進液口進入轉子中心，氣液兩相在轉子內(nèi)形成比表面積極大而又不斷更新的氣液界面，具有極高的傳質速率。最后氣相經(jīng)出氣口離開床體；液相在殼體內(nèi)收集后由出液口引出。折流式超重力旋轉床的特點：傳質效率高，設備體積小，停留時間短，持液量小，抗堵能力強，操作維護方便，安全可靠，適用于貴重物料、熱敏物料、高粘度物料或者有毒物

5、料的處理，可以在高度、大小受限制的場合使用。折流式超重力旋轉床已獲得發(fā)明專利二項，美國專利一項，國內(nèi)外發(fā)表論文十余篇，已通過有關專家的鑒定和驗收：該技術處于國際先進水平。一臺直徑為830mm、高度僅為0.8m的三層BZ7503P折流式超重力旋轉床可達1530塊理論板，能基本滿足常規(guī)有機物精餾分離提純的要求。2折流式超重力旋轉床在工業(yè)中的應用折流式超重力旋轉床在工業(yè)中的應用自2004年3月折流式超重力旋轉床首次成功應用于乙醇回收的連續(xù)精餾

6、過程以來，至今已產(chǎn)業(yè)化應用的設備有60余套，有的裝置已連續(xù)運行四年，設備操作穩(wěn)定，性能良好，為企業(yè)帶來了可觀的效益。浙江某企業(yè)從2006年5月使用第一臺折流式超重力旋轉床后，因為效果顯著，至今已使用了十余臺旋轉床裝置。2.1使用范圍使用范圍折流式超重力旋轉床非常適合于中小批量的溶劑回收，在處理貴重物料、熱敏物料、高粘度物料或者有毒物料時也很有優(yōu)勢。折流式超重力旋轉床主要使用業(yè)績?nèi)绫?所示。表1折流式超重力場旋轉床主要使用業(yè)績折流式超重力

7、場旋轉床主要使用業(yè)績序號溶劑類型用途已使規(guī)格型號范圍初始濃產(chǎn)品濃度范圍處理能力最早使用2.3用于氣提過程用于氣提過程由于物料在旋轉床內(nèi)的持液量小、停留時間短，本裝置非常適用于熱敏物系的氣提過程。某用戶為脫除熱敏物系中的甲醇，原用填料塔采用減壓精餾方式，將原料中質量含量約為10%的甲醇降至0.3%以下，原工藝由于物料在再沸器中受熱時間長，易導致產(chǎn)品的分解，同時又易造成大量的甲醇流失，污染了環(huán)境。現(xiàn)利用折流式超重力旋轉床的特點，采用了一臺B

8、Z7503P三層折流式超重力旋轉床對該工藝進行改造，水蒸氣和物料直接進入床內(nèi)進行常壓氣提操作，使用效果非常明顯，產(chǎn)品中的甲醇可降至0.1%以下，產(chǎn)品基本不分解，同時大大提高了產(chǎn)品的質量和產(chǎn)量，在常壓操作下省去了龐大的真空系統(tǒng)和冷凍鹽水循環(huán)系統(tǒng)，大大降低了設備的投資和能耗，同時提高了甲醇的回收率，取得了一舉數(shù)得的成績。該工藝的改造為企業(yè)帶來了可觀的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。3折流式超重力旋轉床與傳統(tǒng)塔設備的比較折流式超重力旋轉床與傳統(tǒng)塔設備的比

9、較折流式超重力旋轉床所需的工藝條件與塔設備相同，即用旋轉床設備取代塔設備，其余輔助裝置仍不可缺少。工藝流程示意圖見圖5。3.1高度低、體積小，可在單層樓房內(nèi)使用，安全可靠高度低、體積小，可在單層樓房內(nèi)使用，安全可靠圖6為某用戶替代原塔設備的現(xiàn)場圖片，圖中兩座均為二十米高左右的塔，旋轉床替代后的生產(chǎn)能力和分離能力均超過了原設備的水平。在完成相同的產(chǎn)量和產(chǎn)品質量的前提下，折流式超重力旋轉床與傳統(tǒng)的填料塔高度和體積的比較如表2所示。由表2可知

10、，折流式超重力場旋轉床用于乙醇水和甲醇水的精餾，與填料塔相比，塔設備高度分別為折流式旋轉床的16.4倍和13.8倍，塔設備體積分別為折流式旋轉床的4.1倍和7.2倍。折流式超重力旋轉床大大地降低了設備的高度和縮小了設備的體積，可以方便地在室內(nèi)廠房里安裝使用。表2折流式超重力場旋轉床與填料塔設備尺寸比較折流式超重力場旋轉床與填料塔設備尺寸比較乙醇水甲醇水項目折流式旋轉床填料塔折流式旋轉床填料塔直徑m0.800.40.830.6總高度m0.