一种高效精馏设备-超重力旋转床.doc

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一种高效精馏设备——折流式超重力床引言在中小型农药、医药、精细化工等工业生产中，有机物的分离操作（如精馏、气提或吸收等）大量使用填料塔和板式塔等塔设备，液相在重力场的作用下与逆流的气相进行接触传质，达到分离提纯的目的。在地球的重力场下，塔设备中的液膜流动较慢，汽液接触比表面积较小，传质效率相对较低，所以设备体积庞大、空间利用率低、占地面积较大。超重力技术是上世纪80年代发展起来的强化气液传质的新型技术，其工作原理是利用高速旋转产生的数百至千倍重力的离心力场（简称超重力场）来代替常规的重力场，在超重力场下，液体分散飞行时所呈现的是非常细小的液滴、液丝状态，因此汽液接触的比表面积非常大，其极佳的微观混合以及极快的相界面更新特征，使其可以极大地强化气液传质过程，将传质单元高度降低1个数量级。从而使巨大的塔设备变为高度不到2米的超重机，达到增加效率、缩小体积以及在有些场合可大幅降低能耗的目的。目前国内外已将此类技术成功地应用到化工过程的吸收、解吸和反应操作过程，已报道的填充式或碟片式等几种类型的超重力床至今都未能在单台设备中实现工业生产中的连续精馏过程。浙江工业大学发明、与杭州科力化工设备有限公司联合开发的折流式超重力床，已成功地应用于工业生产中的连续精馏过程，展示了很好的应用前景。
1折流式超重力床的基本结构、工作原理和特点
折流式超重力床是一种新型的超重力床，其结构主要由圆形外壳和折流式转子组成。折流式转子是旋转床的核心部件，见图1。其工作原理是：具有特定结构的转子在壳体内高速旋转，气相由进气口进入壳体，从转子外缘进入转子内，液相由进液口进入转子中心，气液两相在转子内形成比表面积极大而又不断更新的气液界面，具有极高的传质速率。最后气相经出气口离开床体；液相在壳体内收集后由出液口引出。折流式超重力床的特点：传质效率高，设备体积小，停留时间短，持液量小，抗堵能力强，操作维护方便，安全可靠，适用于贵重物料、热敏物料、高粘度物料或者有毒物料的处理，可以在高度、大小受限制的场合使用。折流式超重力床已获得发明专利二项，美国专利一项，国内外发表论文十余篇，已通过有关专家的鉴定和验收：该技术处于国际先进水平。一台直径为830mm、高度仅为0.8m的三层BZ750-3P折流式超重力床可达15-30块理论板，能基本满足常规有机物精馏分离提纯的要求。2折流式超重力床在工业中的应用
自2004年3月折流式超重力床首次成功应用于乙醇回收的连续精馏过程以来，至今已产业化应用的设备有200余套，有的装置已连续运行七年，设备操作稳定，性能良好，为企业带来了可观的效益。浙江某企业从2006年5月使用第一台折流式超重力床后，因为效果显著，至今已使用了36台旋转床装置。
2.1使用范围
折流式超重力床非常适合于中小批量的溶剂回收，在处理贵重物料、热敏物料、高粘度物料或者有毒物料时也很有优势。折流式超重力床主要使用业绩如表1所示。
表1折流式超重力场旋转床主要使用业绩
序号溶剂类型用途已使用台数规格型号范围初始浓度范围产品浓度范围处理能力范围（吨/日）最早使用时间1醇水类连续精馏40BZ600-900/2P-4P10-80%90-99.9%6-242004年7月2无水乙醇连续萃取精馏10BZ750-900/2P-3P88-92%99-99.5%9-11.52006年8月3DMSO（DMF）水类连续精馏10BZ750-850/3P70-90%＞99.9%6-302006年7月4脱甲醇连续气提6BZ750/3P-4P12%＜0.1%20-302005年9月5醇酯酸烃类连续精馏20BZ500-750/3P－－2-302007年12月6多组份分离连续精馏16BZ750-850/3P－－102007年2月2.2用于精馏过程的现场图片
图2是甲醇精馏现场，使用的是BZ750-3P型，其生产能力为每天12吨99.8%的甲醇成品。图3是一台BZ750-3P型和一台两层BZ750-2P型用于萃取精馏无水乙醇的生产现场，右面的设备在真空条件下操作，生产能力达到每天9.6吨99%以上的无水乙醇。图4是多台BZ750-3P型设备用于多种组份的连续精馏过程。
图2BZ750-3P折流式超重力场旋转床安装现场图3使用中的BZ750-3P/2P折流式超重力场旋转床图4多台BZ750-3P旋转床用于多组份连续精馏2.3用于气提过程由于物料在旋转床内的持液量小、停留时间短，本装置非常适用于热敏物系的气提过程。某用户为脱除热敏物系中的甲醇，原用填料塔采用减压精馏方式，将原料中质量含量约为10%的甲醇降至0.3%以下，原工艺由于物料在再沸器中受热时间长，易导致产品的分解，同时又易造成大量的甲醇流失，污染了环境。现利用折流式超重力床的特点，采用