折流式超重力旋轉(zhuǎn)床

1、一種高效精餾設(shè)備一種高效精餾設(shè)備——折流式超重力旋轉(zhuǎn)床折流式超重力旋轉(zhuǎn)床引言引言在中小型農(nóng)藥、醫(yī)藥、精細(xì)化工等工業(yè)生產(chǎn)中，有機(jī)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(shè)備，液相在重力場的作用下與逆流的氣相進(jìn)行接觸傳質(zhì)，達(dá)到分離提純的目的。在地球的重力場下，塔設(shè)備中的液膜流動(dòng)較慢，汽液接觸比表面積較小，傳質(zhì)效率相對(duì)較低，所以設(shè)備體積龐大、空間利用率低、占地面積較大。超重力技術(shù)是上世紀(jì)80年代發(fā)展起來的強(qiáng)化氣液傳質(zhì)的新

2、型技術(shù)，其工作原理是利用高速旋轉(zhuǎn)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(shí)所呈現(xiàn)的是非常細(xì)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(qiáng)化氣液傳質(zhì)過程，將傳質(zhì)單元高度降低1個(gè)數(shù)量級(jí)。從而使巨大的塔設(shè)備變?yōu)楦叨炔坏?米的超重機(jī)，達(dá)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(shù)成功地應(yīng)用到化工過程

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

4、轉(zhuǎn)子是旋轉(zhuǎn)床的核心部件，見圖1。其工作原理是：具有特定結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子在殼體內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)，氣相由進(jìn)氣口進(jìn)入殼體，從轉(zhuǎn)子外緣進(jìn)入轉(zhuǎn)子內(nèi)，液相由進(jìn)液口進(jìn)入轉(zhuǎn)子中心，氣液兩相在轉(zhuǎn)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(zhì)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(zhuǎn)床的特點(diǎn)：傳質(zhì)效率高，設(shè)備體積小，停留時(shí)間短，持液量小，抗堵能力強(qiáng)，操作維護(hù)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(zhuǎn)床已獲得發(fā)明專利二項(xiàng)，美國專利一項(xiàng)，國內(nèi)外發(fā)表論文十余篇，已通過有關(guān)專家的鑒定和驗(yàn)收：該技術(shù)處于國際先進(jìn)水平。一臺(tái)直徑為830mm、高度僅為0.8m的三層BZ7503P折流式超重力旋轉(zhuǎn)床可達(dá)1530塊理論板，能基本滿足常規(guī)有機(jī)物精餾分離提純的要求。2折流式超重力旋轉(zhuǎn)床在工業(yè)中的應(yīng)用折流式超重力旋轉(zhuǎn)床在工業(yè)中的應(yīng)用自2004年3月折流式超重力旋轉(zhuǎn)床首次成功應(yīng)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(yīng)用的設(shè)備有60余套，有的裝置已連續(xù)運(yùn)行四年，設(shè)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(tái)折流式超重力旋轉(zhuǎn)床后，因?yàn)樾Ч@著，至今已使用了十余臺(tái)旋轉(zhuǎn)床裝置。2.1使用范圍使用范圍折流式超重力旋轉(zhuǎn)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(shí)也很有優(yōu)勢(shì)。折流式超重力旋轉(zhuǎn)床主要使用業(yè)績?nèi)绫?所示。表1折流式超重力場旋轉(zhuǎn)床主要使用業(yè)績折流式超重力

7、場旋轉(zhuǎn)床主要使用業(yè)績序號(hào)溶劑類型用途已使規(guī)格型號(hào)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(zhuǎn)床內(nèi)的持液量小、停留時(shí)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(zhì)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(shí)間長，易導(dǎo)致產(chǎn)品的分解，同時(shí)又易造成大量的甲醇流失，污染了環(huán)境?，F(xiàn)利用折流式超重力旋轉(zhuǎn)床的特點(diǎn)，采用了一臺(tái)B

8、Z7503P三層折流式超重力旋轉(zhuǎn)床對(duì)該工藝進(jìn)行改造，水蒸氣和物料直接進(jìn)入床內(nèi)進(jìn)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(shí)大大提高了產(chǎn)品的質(zhì)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(shè)備的投資和能耗，同時(shí)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(jì)效益和環(huán)境效益。3折流式超重力旋轉(zhuǎn)床與傳統(tǒng)塔設(shè)備的比較折流式超重力旋轉(zhuǎn)床與傳統(tǒng)塔設(shè)備的比

9、較折流式超重力旋轉(zhuǎn)床所需的工藝條件與塔設(shè)備相同，即用旋轉(zhuǎn)床設(shè)備取代塔設(shè)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(shè)備的現(xiàn)場圖片，圖中兩座均為二十米高左右的塔，旋轉(zhuǎn)床替代后的生產(chǎn)能力和分離能力均超過了原設(shè)備的水平。在完成相同的產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，折流式超重力旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)床用于乙醇水和甲醇水的精餾，與填料塔相比，塔設(shè)備高度分別為折流式旋轉(zhuǎn)床的16.4倍和13.8倍，塔設(shè)備體積分別為折流式旋轉(zhuǎn)床的4.1倍和7.2倍。折流式超重力旋轉(zhuǎn)床大大地降低了設(shè)備的高度和縮小了設(shè)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(zhuǎn)床與填料塔設(shè)備尺寸比較折流式超重力場旋轉(zhuǎn)床與填料塔設(shè)備尺寸比較乙醇水甲醇水項(xiàng)目折流式旋轉(zhuǎn)床填料塔折流式旋轉(zhuǎn)床填料塔直徑m0.800.40.830.6總高度m0.