超重力旋轉(zhuǎn)床又稱超重力機,是上世紀80年代初從國外先發(fā)展起來的一種新型氣液傳質(zhì)設(shè)備,典型的結(jié)構(gòu)是填充式旋轉(zhuǎn)床,其基本原理是利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一種穩(wěn)定的離心力場來代替常規(guī)重力場,使氣液兩相之間的傳質(zhì)傳熱或反應(yīng)過程得到強化。由于旋轉(zhuǎn)床設(shè)備具有體積小、重量輕、維修方便、靈活可靠等優(yōu)點,因而被稱為“化學(xué)工業(yè)的晶體管”。我國對于該技術(shù)的研發(fā)在1985年前基本空白,1990年北京化工大學(xué)建立了我國一家超重力工程技術(shù)研究中心,之后華南理工大學(xué)、湘潭大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)、國立中國臺灣大學(xué)等一些高等院校也都相繼對其基礎(chǔ)理論展開研究,包括對旋轉(zhuǎn)床內(nèi)的流體流動現(xiàn)象、流體力學(xué)特性、氣液傳遞過程及傳質(zhì)模型、停留時間測定、微觀混合特性及模型以及旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)對傳質(zhì)的影響等方面,并取得了不同程度的突破。 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,其優(yōu)勢表現(xiàn)在以下幾個方面:
1、設(shè)備高度低、土建成本低、占地面積小,安全可靠
工業(yè)生產(chǎn)充分表明,殼體高度為0.8米的折流式超重力床的分離效果與10多米高的填料塔相當(dāng),而設(shè)備的占地面積不足2平方米。由于超重力床高度低、體積小,可以方便地在室內(nèi)廠房里安裝使用,與傳統(tǒng)的精餾塔相比,減少了工廠的用地,所需土建成本大大降低,同時避免了使用傳統(tǒng)塔設(shè)備需考慮的防雷擊、臺風(fēng)、雨雪、地震和高空作業(yè)的情況,增加了生產(chǎn)的安全性。
2、節(jié)省能耗
超重力床由于體積小,散熱面積小,根據(jù)不同的物系,可節(jié)約能耗5%~40%。
3、 超重力精餾塔操作方便
塔設(shè)備開機運行至平衡所需時間較長,一般不少于30分鐘,操作工必須經(jīng)常上塔頂觀察物料情況,給安全生產(chǎn)帶來一定隱患。超重力床開機至平衡時間短,一般只需要十幾分鐘,觀察運行非常方便,由于操作工不用長時間在設(shè)備旁觀察而可兼顧其它設(shè)備的操作,從而減輕操作者的勞動強度及節(jié)約人工成本,同時也保證了生產(chǎn)的安全性。
4、檢修方便、維修費用低
一般情況下,傳統(tǒng)精餾塔每半年需檢修一次,每次需清洗填料,檢修需耗時數(shù)天;而超重力床內(nèi)部沒有填料,只需每半年按 標(biāo)準(zhǔn)更換機封等易損件,每次更換只需幾小時,操作簡單,維修也非常方便。
5、廢液排放達標(biāo)
在相同的條件下,一般塔器的廢液排放在3%左右,而超重力床能夠滿足客戶及環(huán)保要求,排放可控制在0.5%以下,具有很好的環(huán)保效果。
6、 改善生產(chǎn)管理模式
一般情況下,由于塔設(shè)備較高,從整個廠區(qū)的布置合理性考慮,塔設(shè)備總是集中在精餾車間,從管理的角度來看,存在以下不合理之處:
a.增加了物流成本;
b.容易造成不同車間的原料互混;
c.增加精餾車間與相關(guān)車間之間的質(zhì)量考核和矛盾。當(dāng)精餾工藝采用了超重力床,就可以像生產(chǎn)車間的反應(yīng)釜和其他設(shè)備一樣,在本車間內(nèi)進行就地連續(xù)生產(chǎn),這不僅可以減少物流損耗、簡化管理模式和降低管理成本,而且還可以省去大量的中間罐,即間接地又再次縮小了占地面積。