什么是超重力精餾?
時(shí)間:2025-08-01 瀏覽:78次
超重力精餾技術(shù)因設(shè)備小、效率高、能耗低、易運(yùn)轉(zhuǎn)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于能源、材料、石油、化工、環(huán)境、生物等多個(gè)領(lǐng)域,并帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。超重力精餾技術(shù)不僅可以處理常規(guī)的有機(jī)溶劑,在處理貴重物質(zhì)、熱敏物質(zhì)、有毒物質(zhì)和高粘度物質(zhì)方面更是有優(yōu)勢(shì),擁有十分廣闊的發(fā)展前景。超重力精餾是一種新型的精餾技術(shù),通過(guò)高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力來(lái)實(shí)現(xiàn)超重力場(chǎng)(10-1000g 作用下)的環(huán)境,即超重力因子β(ω2 r/g)通常可以達(dá)到350-450。在這樣的環(huán)境下,精餾塔內(nèi)的氣、液兩相速度被大幅度提高,其速度可達(dá)4-12m/s,遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)塔設(shè)備的1.5-1.6m/s,大大提高了液泛速度。在轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)下,超重力塔內(nèi)的液體被加速甩出,在轉(zhuǎn)子及定子間折流流道中,被逆向行駛的高速旋轉(zhuǎn)汽流剪切撕裂成微米至納米級(jí)的液膜、液絲和液滴,從而極大地強(qiáng)化了氣、液兩相間的傳熱、傳質(zhì)過(guò)程,使傳質(zhì)效率比普通塔高出 10 多倍。同樣產(chǎn)能所需的設(shè)備體積也大大縮小(高度縮小8-10 倍),同時(shí)使用超重力精餾設(shè)備分離效果也大為提高(單位體積內(nèi)的理論塔板數(shù)大大提高,傳質(zhì)單元高度僅為1cm左右)。超重力精餾在設(shè)備體積、塔板壓降等方面都具有巨大的優(yōu)勢(shì)。02 相對(duì)傳統(tǒng)精餾的優(yōu)勢(shì)
由于傳統(tǒng)塔設(shè)備如填料塔、板式塔等,在重力場(chǎng)下的液泛速度較小,一般在1.5m/s~1.6m/s,當(dāng)氣相速度大于液泛速度時(shí),塔設(shè)備內(nèi)將產(chǎn)生液泛,導(dǎo)致精餾操作不能繼續(xù)進(jìn)行,從而限制了塔內(nèi)氣速的提高,氣、液兩相傳質(zhì)的強(qiáng)化也受到了限制,因此設(shè)備往往高達(dá)幾十米。超重力精餾設(shè)備是在比地球重力加速度大得多的環(huán)境中工作,強(qiáng)化了相間傳質(zhì)過(guò)程,突破了重力場(chǎng)的影響,傳質(zhì)技術(shù)利用離心力代替了重力場(chǎng),實(shí)現(xiàn)了傳質(zhì)過(guò)程的強(qiáng)化。在超重力場(chǎng)內(nèi),液體分散成液滴、液膜,并能快速實(shí)現(xiàn)相聚、分散,增加單位體積內(nèi)氣液接觸面積,強(qiáng)化了微觀混合,不到2 米的超重力精餾設(shè)備就可以取代幾十米的塔設(shè)備。與傳統(tǒng)精餾設(shè)備性能對(duì)比在處理量相同的前提下,超重力精餾設(shè)備高度由 15m 降低至 1.2m,基礎(chǔ)要求大大降低;因設(shè)備體積縮小,易達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),安裝、拆卸、清洗、維修等作業(yè)簡(jiǎn)化,相對(duì)檢修時(shí)間和檢修作業(yè)勞動(dòng)量也大大降低;由于設(shè)備體積較小,占地面積大幅減少,節(jié)約了土地資源。安全方面,由于超重力精餾設(shè)備系統(tǒng)空間縮小了近 7 倍,系統(tǒng)內(nèi)的溶劑量減少,減少了蒸餾操作過(guò)程中的安全隱患。節(jié)能方面,可節(jié)約蒸汽15%以上。超重力精餾塔作為回收溶劑的主要設(shè)備,實(shí)現(xiàn)了不同沸點(diǎn)混合液體的分離。工作時(shí),來(lái)自儲(chǔ)罐的待分離混合液經(jīng)在線流量控制進(jìn)入預(yù)熱器內(nèi),與來(lái)自超重力精餾塔的餾分進(jìn)行換熱,既對(duì)餾分起到了降溫作用,又對(duì)原料進(jìn)行了加熱,起到了很好的節(jié)能效果。經(jīng)過(guò)預(yù)熱的原料通過(guò)兩路進(jìn)入超重力精餾塔內(nèi),進(jìn)塔的管道控制閥門通過(guò)DSC 系統(tǒng)在線調(diào)節(jié)流量,以達(dá)到最佳分離效果。降溫后的餾分分為液相和氣相,液相經(jīng)冷凝器再次冷凝至 40°C以下,經(jīng)檢測(cè)符合要求的餾分進(jìn)入成品罐內(nèi)等待使用,若檢測(cè)不能滿足標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)中間罐收集后,將重新進(jìn)入超重力精餾塔精餾。
由超重力精餾塔排放的廢液進(jìn)入再沸器內(nèi),通過(guò)蒸汽對(duì)廢液進(jìn)行加熱,被汽化的廢液作為熱源進(jìn)入塔內(nèi)對(duì)原料進(jìn)行加熱,多余的廢液經(jīng)在線液位控制系統(tǒng)排出。來(lái)自中間罐和冷凝器的尾氣,進(jìn)入尾氣吸收系統(tǒng)進(jìn)行處理。