折流式超重力旋轉(zhuǎn)床

一種高效精餾設(shè)備一一折流式超重力旋轉(zhuǎn)床圈1折施式超重方場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1一轉(zhuǎn)子；￡一氣體人口管；3一氣體出口管;4,5—硬體進(jìn)料管；圈1折施式超重方場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖1一轉(zhuǎn)子；￡一氣體人口管；3一氣體出口管;4,5—硬體進(jìn)料管；6—?dú)んw；7—被體出口管；8—轉(zhuǎn)軸在中小型農(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（如精餡、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(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)（簡(jiǎn)稱超重力場(chǎng)）來代替常規(guī)的重力場(chǎng)，在超重力場(chǎng)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(chǎng)合可大幅降低能耗的目的。目前國(guó)內(nèi)外已將此類技術(shù)成功地應(yīng)用到化工過程的吸收、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)精餡過程。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)精餡過程，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料的處理，可以在高度、大小受限制的場(chǎng)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(guó)專利一項(xiàng)，國(guó)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(guó)際先進(jìn)水平。一臺(tái)直徑為830mm、高度僅為0.8m的三層BZ750-3P折流式超重力旋轉(zhuǎn)床可達(dá)15-30塊理論板，能基本滿足常規(guī)有機(jī)物精餡分離提純的要求。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)精餡過程以來，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(jī)?nèi)绫?所示。表1折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床主要使用業(yè)績(jī)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

用臺(tái)數(shù)度范圍范圍（噸/日）時(shí)間1醇水類連續(xù)精餡25BZ600-900/2P-4P10-80%90-99.9%6-242004年7月2無水乙醇連續(xù)萃取精餡4BZ750-900/2P-3P88-92%99-99.5%9-11.52006年8月3DMSO（DMF）水類連續(xù)精餡5BZ750-850/3P70-90%>99.9%6-302006年7月4脫甲醇連續(xù)氣提2BZ750/3P-4P12%<0.1%20-302005年9月5醇酯酸烴類連續(xù)精餡8BZ500-750/3P——2-302007年12月6多組份分離連續(xù)精餡10BZ750-850/3P——102007年2月2.2用于精餾過程的現(xiàn)場(chǎng)圖片圖2是甲醇精餡現(xiàn)場(chǎng)，使用的是BZ750-3P型，其生產(chǎn)能力為每天12噸99.8%的甲醇成品。圖3是一臺(tái)BZ750-3P型和一臺(tái)兩層BZ750-2P型用于萃取精餡無水乙醇的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)，右面的設(shè)備在真空條件下操作，生產(chǎn)能力達(dá)到每天9.6噸99%以上的無水乙醇。圖4是多臺(tái)BZ750-3P型設(shè)備用于多種組份的連續(xù)精餡過程。圖2BZ750-3P折流式超重力場(chǎng) 圖3使用中的BZ750-3P/2P 圖4多臺(tái)BZ750-3P旋轉(zhuǎn)床用于旋轉(zhuǎn)床安裝現(xiàn)場(chǎng)折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床多組份連續(xù)精餡旋轉(zhuǎn)床安裝現(xiàn)場(chǎng)折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床多組份連續(xù)精餡2.3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餡方式，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(zhǎng)，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。 現(xiàn)利用折流式超重力旋轉(zhuǎn)床的特點(diǎn)，采用了一臺(tái)BZ750-3P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(jī)。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)備的比折流式超重力旋轉(zhuǎn)床所需的工藝條件備，其余輔助裝置仍不可缺少。較與塔設(shè)備相同，即用旋轉(zhuǎn)床設(shè)備取代塔設(shè)工藝流程示意圖見圖5。圈S折疏式超重方場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床工藝毓程示意圖3.1高度低、體積小，可在單層樓房?jī)?nèi)使用，安全可靠3折流式超重力旋轉(zhuǎn)床與傳統(tǒng)塔設(shè)備的比折流式超重力旋轉(zhuǎn)床所需的工藝條件備，其余輔助裝置仍不可缺少。較與塔設(shè)備相同，即用旋轉(zhuǎn)床設(shè)備取代塔設(shè)工藝流程示意圖見圖5。圈S折疏式超重方場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床工藝毓程示意圖圖6為某用戶替代原塔設(shè)備的現(xiàn)場(chǎng)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，折流式超重力場(chǎng)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。圖e折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床

代替精憎塔使用現(xiàn)場(chǎng)圖e折流式超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床

代替精憎塔使用現(xiàn)場(chǎng)項(xiàng)目乙醇-水甲醇-水折流式旋轉(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/m0.559.00.8011.0體積/m30.2761.130.4333.11高度比16.413.8體積比4.17.2圖7為實(shí)際生產(chǎn)中的三層折流式超重力旋轉(zhuǎn)床精餾裝置安裝在單層的樓房?jī)?nèi)的操作現(xiàn)場(chǎng)，避免了使用傳統(tǒng)塔設(shè)備需考慮的防雷擊、臺(tái)風(fēng)、地震和高空作業(yè)的情況，相對(duì)降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，增加了生產(chǎn)的安全性，深受使用廠家的歡迎。圖7圖7折流式旋轉(zhuǎn)床在單層樓房?jī)?nèi)的甲醇和乙醇精餾操作現(xiàn)場(chǎng)3.2開停車十分方便，無需24小時(shí)連續(xù)工作因?yàn)檎哿魇匠亓πD(zhuǎn)床的的持液量小，所以其開車至穩(wěn)定平衡的時(shí)間也很短，一般只需10分鐘左右即可進(jìn)行正常操作。用戶可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行間歇操作，非常靈活實(shí)用。例如：可將各個(gè)班次的料液集中到一個(gè)班次處理，則不但節(jié)約人工成本，還避免了連續(xù)生產(chǎn)時(shí)不同操作工的操作習(xí)慣不同而造成的產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定等情況。3.3維護(hù)檢修方便，工作量小折流式超重力旋轉(zhuǎn)床設(shè)備操作穩(wěn)定，維修工作量小。無需做清洗更換塔器內(nèi)的填料等復(fù)雜工作。3.4簡(jiǎn)化管理模式，降低管理成本由于設(shè)備體積大幅縮小及占地面積較少，因此與傳統(tǒng)精餾塔相比，可形成一種新的生產(chǎn)管理模式和物流方式，一般情況下，由于塔設(shè)備較高，從整個(gè)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，則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)精餾工藝應(yīng)用了在單層樓房?jī)?nèi)可以安裝的小型設(shè)備后，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(jìn)行就地連續(xù)生產(chǎn)，這不僅可以減少物流損耗、簡(jiǎn)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。3.5投資省，能耗低，得率高殼體高度為0.8米的旋轉(zhuǎn)床的分離效果與10多米高的填料塔相當(dāng)，占地面積不足2m2，大幅度地減少了工廠的用地，旋轉(zhuǎn)床外表的保溫投資要比填料塔省很多，熱損失小，根據(jù)不同的物系，用旋轉(zhuǎn)床可節(jié)約能耗5%?50%。實(shí)際生產(chǎn)情況充分表明，用旋轉(zhuǎn)床替代塔設(shè)備后的得率均超過原塔設(shè)備的水平。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)床裝置就是最好的明證。4結(jié)語折流式超重力旋轉(zhuǎn)床是一種結(jié)構(gòu)獨(dú)特的過程強(qiáng)化設(shè)備，具有體積小、重量輕、生產(chǎn)效率高、能耗低、占地面積小、投資省、操作維護(hù)方便、安全可靠等優(yōu)點(diǎn)，用它代替?zhèn)鹘y(tǒng)的塔設(shè)備，對(duì)社會(huì)的發(fā)展而言可節(jié)省鋼材資源，延長(zhǎng)地球資源的使用年限；對(duì)企業(yè)的發(fā)展而言，可以節(jié)約場(chǎng)地與空間資源，減少污染排放，提高產(chǎn)品質(zhì)量，改善經(jīng)營(yíng)管理模式，降低生產(chǎn)勞動(dòng)強(qiáng)度，增加生產(chǎn)的安全性。折流式超重力旋轉(zhuǎn)床在環(huán)保、醫(yī)藥、化工等工業(yè)中具有十分廣闊的應(yīng)用前景，正在為越來越多的用戶所選用。*溫馨提醒如果您覺得該設(shè)備值得一試，同時(shí)又有需求，請(qǐng)?zhí)顚懝局黜撓嚓P(guān)資料下載