超重力精馏技术

所谓超重力指的是在比地球重力加速度大得多的环境下，物质所受到的力。在地球上，实现超重力场的简便方法是通过旋转产生离心力而实现。在超重力场中，气-液、液-液、液-固两相传质比在地球重力场中大上百倍至万倍，相间的巨大剪切力和快速更新的相界面，使传质速率比在地球重力场中高出1～3个数量级，微观传质和分离过程得到极大强化。超重力技术是强化多相流传递及反应过程的新技术，在国内外受到广泛的重视，由于它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易运转、易维修、安全、可靠、灵活以及更能适应环境等优点,使得超重力技术在环保和材料生物化工等工业领域中有广阔的商业化应用前景。

超重力机（也称为旋转填充床），它也因为其突破性的优点而被誉为“化学工业的晶体管”。

由于超重力环境的特殊作用，使得超重力机具有以下特点：

(1) 更大地强化了传递过程(传质单元高度仅1～3cm);

(2) 更大地缩小了设备尺寸与重量(不仅降低了投资,也增加了对环境地改善);

(3) 物料在设备内的停留时间极短(10～100ms);

(4) 气体通过设备的压降与传统设备相近;

(5) 易于操作,易于开停车。由启动到进入定态运转时间极短(1min内);

(6) 运转维护与检修方便的程度可与离心机或离心风机相比;

(7) 可垂直、水平或任意方向安装,不怕振动与颠簸。可安装于运动物体如舰船、飞行器、及海上平台;

(8) 快速而均匀的微观混合。

精馏操作的实质是相间传质过程。因此，强化相间传质过程对提高精馏效率有着根本性的意义。在重力场的作用下，对于传统的传质设备如填料塔、板式塔等，其相间传质速率不可避免的受到重力场的影响，因此，要想强化传质过程，缩小设备体积，就必须突破重力场的影响。超重力传质技术利用强大的离心力场代替了重力场，从而实现了传质过程的强化。从理论上讲,在超重力场中,精馏过程中的汽液两相由于接触面积大且相界面又能快速更新,使得汽液两相在较短的时间内能达到相平衡,从而达到降低理论塔板高度的目的。因此，利用超重力环境下高度强化的传质过程和微观混合过程特性，可以将往往高达几十米的巨大的精馏塔用不到两米的超重力机代替，这无疑将会大大降低生产成本并极大的提高其分离效率。

图1.折流式超重力场旋转床内部结构

折流式超重力场旋转床装置内部不设置填料，相当于是板式塔。由一个或多个高速旋转的转子组成，气液以逆向折流方式流经转子，进行接触传质，1.2米高的折流式超重力床理论塔板相当于12米高的常规填料塔。

 折流式超重力床现有规格为BZ650-BZ1100，可替代塔直径为400-650mm的填料塔，其大不足就是只适合小批量的溶剂回收。

虽有不足，但超重力精馏技术在有机溶剂的回收及产品分离提纯方面仍有很大的市场。主要可用于乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷、DMF、DMSO、甲苯、异丙醇、叔丁醇等有机溶剂的回收和产品分离提纯，吹脱，气提以及氨气吸收和氨水脱氨。其在原料药、医药中间体、精细化工、生物柴油、环保、制酒等行业已产业化应用

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