超重力精馏技术

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超重力精馏自控技术方案修改

2.1控制系统的特点及先进性
1、稳定性好，可靠性高。MTBF平均达到1000000小时。
2、现场级控制网络采用100M工业以太网，网速目前业界最高。管理级网络速度可采用100/1000M。
3、智能型I/O卡件，即每块卡都带CPU。
4、提供通用型（万能型）AI卡，这种技术Honeywell最早应用，并真正过关投入实用。
•声卡；
•触摸屏；
•双屏幕视频卡；
•轨迹球
通过专用报警器传递紧急信息，包括报警、控制器通讯故障和操作员/控制器消息。在每副画面底部的专用报警行，显示所有最近（或最早）的具有最高级优先权且未确认的报警。
标准系统画面便于操作员学习和使用该系统。可用的标准画面包括：
•菜单/导航式画面
•报警汇总
•事件汇总
•趋势
•基于Windows 7 Professional的服务器；
•基于Windows 7 Professional的客户机；
•工业标准TCP/IP通讯；
•基于对象的组态工具；
• Honeywell HC900控制器
• Honeywell IM&C其它现场控制器及监控产品
•第三方控制器和各种RTU控制设备；
Experion工作站人机界面符合技术升级标准，基于对象的图形界面向用户提供了强大的功能。采用诸如Microsoft Windows 7、以太网、HTML和因特网等工业标准，为操作员提供非常熟悉的操作环境，大大降低了对操作员的培训难度，。工作站环境大量使用可组态的下拉菜单和工具栏，帮助用户简便直观地导航式操作，并快速访问核心过程数据。支持重新调用上一次命令、复制和粘贴、动态视频集成、ActiveX文档、脚本生成等功能进一步增强了操作界面的可用性，而且还支持以下标准外围设备：

超重力精馏实验方案

超重力精馏试验方案实验目的：研究折流式超重力精馏机在不同操作条件下（转速、回流液量及回流比）的改变对传质性能的影响；寻找一定产品浓度条件下的超重力精馏机的最大产量、操作条件及过程参数试验流程及说明：试验在三层折流旋转床内进行，每层各装有10个静圈和10个动圈，设置2个进料口，分别进料1对应上1层为精馏段，下2层为提留段；进料2对应上2层为精馏段，下1层为提留段，以适应不同的进料状态，试验流程见图1。

由再沸器产生的蒸汽从折流旋转床的切向进口进入下层转子，在床内沿折流路径通过高速转子，从下层转子中心离开进入上一层转子外缘，经过同样的折流路径进入最上一层转子，最后从中心离开，通过出汽管进入塔顶冷凝器冷凝；部分冷凝液作为回流，经过转子流量计计量后，从回流管进入上层转子，经静盘中心处的导流管均匀分布于动盘内圈，在转子内与蒸汽逆流接触后被甩出转子，经旋转床的外壳收集后由导流管引入下层转子中心，最后从下层转子甩出，由出料管进入塔底再沸器，部分气化回流；另一部分冷凝液作为产品经转子流量计计量后进入产品储槽；原料从高位槽下来经转子流量计计量后进入1、2层（或2、3层，根据进料状态决定）转子中间，残液从再沸器的液封管自动溢出，旋转床的转速由电机变频器调节。

主要实验设备及仪器3层立式折流旋转床1台：3层转子，按等同截面积设计，静圈最外层高度70mm,共10圈；动圈最外层高度75mm，整个转子厚度95mm；尺寸见下表再沸器一只，20m2冷凝器一只, 25m2储罐二只，容积1.5m3玻璃温度计二只，精度0.1℃，一只量程0~150℃，另一只0~100℃调速防爆电机一台，型号YB132M-4,防爆等级dⅡAT2，功率7.5kW变频器一台：DZB系列，11Kw,调频范围0~50Hz手持数字测速仪一台，型号SZG441A，量程10~99999r/min玻璃转子流量计四台，LZB-15，量程50~500L/h，一台；量程100~1000L/h，两台；150~1500一台U型差压计一支，精确到1mm，水做指示剂气相色谱仪一台，型号LAPC2000-64实验内容本实验采用乙醇-水系统在全回流及部分回流操作条件下对折流式超重力旋转床传质性能进行研究，影响折流式超重力旋转床传质性能（传质效率即理论板数）的参数主要有三个：液量、转数和回流比，实验采用固定其中两个参数，改变另一个的方法进行研究。

超重力技术在精馏中的应用

超重力技术在精馏中的应用超重力技术是指在高离心场下进行分离和纯化的技术，其核心原理是将待分离的混合物在高速旋转离心机中进行分离。

在精馏中，超重力技术主要应用于以下几个方面：
1. 分离混合物中的同分异构体：同分异构体是指在分子结构上相同但空间结构不同的化合物。

在传统的精馏中，同分异构体的分离效率往往较低，但是在超重力技术中，由于其高离心场的作用，可以显著提高同分异构体的分离效率。

2. 提高精馏效率：在传统的精馏中，难以分离极相似的化合物，但是超重力技术可以在短时间内将这些化合物分离出来，从而提高精馏效率。

3. 分离混合物中的高沸点组分：在传统的精馏中，高沸点组分往往会随着蒸馏液一起被带走，导致分离效率降低。

而在超重力技术中，可以通过调节离心机的离心速度和离心时间，将高沸点组分分离出来。

总之，超重力技术在精馏中的应用具有较高的分离效率和操作简便等优点，可以提高分离纯化的效率和质量，为化学工业中的分离纯化过程提供了一种新的选择。

1/ 1。

超重力场精馏技术(杭州)

两层转子的折流式超重力床结构
10
6-1
6-2
6-3
Simplified sketch of zigzag rotating beds with two-rotors in a casing 6-1, 6-2, 6-3—liquid inlet pipe; 10—directing pipe
三层转子的折流式超重力床结构
折流式超重力床的特点
压降ΔP vs. 气相流量Q
压降ΔP vs. 液相流量L
折流式超重力床流体力学性能
压降ΔP vs. 转速n
平均压降ΔP vs. 气相负荷F
折流式超重力床流体力学性能
01
02
功耗P vs. 气相流量Q
功耗P vs. 液相流量L
折流式超重力床功率特性
折流式超重力床功率特性
功耗P vs. 转速n
功耗P随气相体积流量Q、液相体积流量L和转速n的增大而增大，但P对Q变化不敏感，对L和n变化敏感，因此L和n是RZB功耗的主要决定因素
折流式超重力床传质性能转子直径750mm，甲醇－水物系，常压，全回流
回流液量增大，NT下降，转速增加， NT增大
折流式超重力床传质性能
每个理论级压降 vs. 气相负荷F
乙酸乙酯/水
Φ750-三层
乙酸乙酯 98%
30t/d
乙酸乙酯中水＜0.2%
47
加工中
36
1
东江能源浙江
甲醇/水
Φ900-三层
甲醇 70%
20t/d
甲醇＞99.0%
48
加工中
37
1
江苏英力
溶剂回收
Φ750-三层
略
10t/d
略

超重力精馏技术应用进展

在这样的环境下，精馏塔内的气、液两相速度被大幅度提高，其速度可达4～12m/s ，远高于传统塔设备的1.5～1.6m/s ，大大提高了液泛速度。

同样产能所需的设备体积也大大缩小（高度缩小8～10倍），同时使用超重力精馏设备分离效果也大为提高（单位体积内的理论塔板数大大提高，传质单元高度仅为1cm左右）。

超重力精馏在设备体积、塔板压降等方面都具有巨大的优势。

三、超重力精馏应用1.工作流程超重力精馏装置见图1。

利用超重力精馏塔作为回收溶剂的主要设备，实现了不同沸点混合液体的分离。

工作时，来自储罐的待分离混合液经在线流量控制进入预热器内，与来自超重力精馏塔的馏分进行换热，既对馏分起到了降温作用，又对原料进行了加热，起到了很好的节能效果。

经过预热的原料通过两路进入超重力精馏塔内，进塔的管道控制阀门通过DSC系统在线调节流量，以达到最佳分离效果。

降温后的馏分分为液相和气相，液相经冷凝器再次冷凝至40℃以下，经检测符合要求的馏分进入成品罐内等待使用，若检测不能满足标准，通过中间罐收集后，将重新进入超重力精馏塔精馏。

超重力技术在精馏中的应用

ｔｅｃｈｎｏｂｇｙ魄ｐｌ瑚蒯．Ａｎｄａｌｓｏ如．Ａｔｔｈｅ呲ｔｉｍｅ，ｔｈｅ鲫ｐｅ蛐０ｆ
ＨＩＧＥＥ
ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｐｐｌｉｅｄｉｎｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙａｎｄ
ｄｅｓｃｒｉｂｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．
ＫｅｙｗＤ吒ｂ：ｈｉｇｈ
ｇｒａｖｉｔｙ；ｄｉｓｔｉｌｌａｔｉｏｎ；煳ｔｒｓｎｄｅｒ；鸵弘嘶∞
图１实验流程图３．３超重力精馏在国外的发展
由于超重力技术具有以上这些无可比拟的优势，世界上许多化学公司和研究部门都在竞相对超
重力技术进行开发研究并进行了一系列中试或工业
超重力精馏的实验流程如图１所示。由再沸器出来的蒸汽从气体进口管进入旋转床外腔，在气体压力的作用下自外向内作强制性流动通过填料层，最后汇集于填料床的中心管，然后从气体出口进入
无论是ＩＣＩ公司还是其他公司都很少有实质性的技
术报道，只是发表一些应用性的研究成果与商业性报道。３．４超重力精馏在国内的发展在国内，超重力技术同样受到了学术界的高度
３９．２５伊’３２１５ｐ・４５３５Ｌｏ・搠，其中￡为回流量。此模拟
与试验结果进行对比，平均偏差为５．６４％，说明该关联式能很好地吻合试验数据；在以上对旋转填料床精馏特性研究的基础上，中北大学的喻华兵等【圳
以塑料多孔板为填料、乙醇一水为体系，进一步研究了气相动能因子（Ｆ）、超重力因子（口）和回流量（Ｌ）
重视。汪家鼎院士曾于１９８４年作过关于超重力技术及其应用前景的报告；浙江大学陈文炳等曾经发表过常规填料超重力机内传质实验的结果；天津大学的朱慧铭于１９９１年发表关于超重力分离过程研究的硕士论文；其中北京化工大学的陈建峰教授及
的１—２ｍ下降了２个数量级，这也是超重力机问世的同时进行的首次试验；接下来该超重力技术又被

超重力床精馏设备运行机制解析

超重力床精馏设备运行机制解析1. 超重力床精馏设备概述超重力床精馏设备是一种用于分离和提纯混合物的装置，常用于化工、石油和制药等行业。

它利用与常规精馏不同的运行机制，能够有效地处理具有高粘度、高沸点和高含固体浓度的复杂混合物。

本文将对超重力床精馏设备的运行机制进行解析和分析，以帮助读者更全面地理解这一技术。

2. 超重力床精馏设备的原理超重力床精馏设备利用高速旋转的离心力和物料在重力场中的作用力，实现混合物的分离。

在设备中，混合物通过喷嘴进入转盘状床层，床层在高速旋转的离心力的作用下迅速展开成薄层。

不同的组分在离心力和重力的共同作用下，按照其相对密度和粘度的大小在床层中分层，从而实现分离。

3. 超重力床精馏设备的运行机制3.1 床层展开在超重力床精馏设备中，床层的展开是非常关键的一步。

在高速旋转的离心力作用下，床层迅速展开成薄层，扩大了相对于常规精馏设备的有效分离面积。

这样一来，床层内的混合物接触面积增大，分离效果也随之提高。

3.2 组分分层床层内的复杂混合物在高速旋转的情况下，不同的组分会按照其相对密度和粘度的大小在床层中发生分层。

重组分会向外侧移动，轻组分则会向内侧移动。

这种分层现象是超重力床精馏设备运行的核心机制，也是实现混合物分离的关键。

3.3 产物收集经过床层分离后，轻组分和重组分分别沿着不同的管道收集出来。

通过精心设计和控制，可以实现对不同组分的有效分离和提纯。

这个过程需要根据混合物的特性和要求进行仔细调整，以获得最佳的分离效果。

4. 对超重力床精馏设备的观点和理解超重力床精馏设备是一种创新的分离技术，具有高效、节能、节材等优点。

相比于传统的精馏设备，它能够在更短的时间内完成分离，处理更复杂的混合物，并且可以更好地保留组分的活性和品质。

然而，超重力床精馏设备在实际运行中也面临一些挑战，如转速的控制、床层的稳定性等。

总结与回顾超重力床精馏设备的运行机制是基于高速旋转的离心力和物料在重力场中的作用力，实现混合物的分离。

超重力技术在精馏中的应用

超重力技术在精馏中的应用
超重力技術是一種利用霍爾效應的新型科技，綜合利用超低溫和高地形的空間，將分
子或離子禁區（PRZ）束縮到超壓力最小的空間來完成濃縮或定型實驗。

精馏作為一種稀
釋物質分離或濃縮的流程，是在通過一系列過濾裝置而將混合物分離的操作，所以，精馏
技術可以通過超重力技術進行濃縮操作。

超重力精馏技術被廣泛用於大膽的濃縮項目中。

它能夠達到改善濃縮技術效果的目的，可以有效地改善精馏的效率和性能，同時也可以有效地減少精馏的能耗。

此外，超重力技
術也可以減少精馏操作期間产生的污染，提高污染物濃度，並增加最終產品的安全性。

使用超重力精馏技術濃縮時，可以有效地穩定精馏操作的參數，例如溫度變化的嚴格
控制、沉淀力的抑制和穩定或改善兩種介質類型的界面行為等。

此外，該技術也可以在精
馏過程中有效地控制分子大小和控制網絡連接，有效控制蛋白質形成，以及改善精馏分離率。

除此之外，使用超重力技術可以提高原料表面活性，促進膠體結構的形成，促進非特
異性電場的濃縮或膠體復合，幫助保持均質性等。

也可以完成細胞粉碎、掃描和測定等濃
縮作業。

因此，超重力技術可以有效地提高精馏的分離率和效率，改善濃縮精度，減少能源消耗，控制來源多樣性，以及穩定精馏過程中的參數來完成濃縮作業。

由於該技術具有多重
優點，是一種優秀的濃縮技術，正在逐漸得到應用在精馏領域中。

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填料式内部结构图
填料中逆流接触进行传质传热。
3
超重力精馏设备
气液通量可得到极大提高 , 气体、液体通量可相应增大到很大而不产生
持液量比较小 , 液体在转
子内的停留时间很短 , 适合处
理一些热敏性、昂贵或者有毒的物料。
液泛。
填料式特点
1
在相同的操作条件下 , 与常用的板式塔、填料塔相比 , 传质单元高度可降低1~2个数量级,体积传质系数可提高 1~3 个数量级 , 设备的体积可缩小 10 倍以上。
存在, 基本的气液传质单元是液膜与液滴 , 这也
是超重力精馏过程与传统精馏过程的本质区别。
与传统精馏的区别
3
超重力精馏设备
填料式
它是由转子、液体分布器和外壳组成的。机器
的核心部分是转子, 其主要作用是固定和带动填料旋转, 实现良好的流体接触和微观混合。精馏过程中 , 流体在超重力精馏设备中的流动形式为 : 蒸汽从超重力精馏设备气体入口进入设备的外腔 , 在压力的作用下自填料的外侧穿过旋转的填料进入设备的内腔 , 然后从位于设备顶部的气体出口流出 ; 液体由位于中央的一个静止分布器射出后 , 进入旋转填料的内侧, 受离心力与摩擦力的双重作用向外甩出填料 , 经外壳收集后 , 从液体出口排出 ; 气液在
质速率相比较传统塔器设备提高 1~3 个数量级，极大得强化了微观混合和传质过程。
2
超重力精馏原理
2
超重力精馏原理
从本质上讲 , 超重力精馏过程与传统精馏过
程不同的是 : 在传统精馏过程中最基本的气液传
质单元是气泡 ; 而在超重力精馏过程中 , 填料内只有液膜、液滴与流满填料空间的气相 , 无气泡
2
3
由于折流式旋转床转子中静盘的存在，因此进料设置非常灵
4
活。进料既可以设置在转子径
向上，也可以设置在转子之间。这样便可以实现带有多股进料的复杂传质过程。
4
传质性能影响因素
超重力因子β
随着 β 的增大，超重力场逐渐增强，液体会形成相界面积更大的液滴、液丝、液膜，削弱气液间的传质传热阻力，强化了传热传质过程，导致NTP 和Xd增大; 但若β 继续增大，填料中的液相还没有和气相充分地有效接触便已被沿着填料径向甩出，不利于有效的传热传质的发生，从而导致NTP 和Xd降低。
流速增大, 气液湍动程度加剧, 亦有利于传质
进行;但物料在填料中的停留时间却随着流量的增大而变短, 不利于传质进行。
增加时，无法产生更大的相间接触面积，反而
增加了传质传热阻力，使得系统的总传质性能下降，从而形成了先增加后下降的趋势。
5
问题与展望
（ 1）实现超重力精馏设备向中试和
存在问题
（1）超重机喷淋管和填料易被杂
2
3
填料空隙率一般在 90% 以上 , 远大于普通的填料塔，在
4
高通量下 , 气相压降一般比相
同传质单元数的普通填料塔还低,所以能耗比较小。
3
超重力精馏设备
折流式
折流式旋转床的转子为动静部件组合结构，其
中动部件为动盘和动折流圈 (圈上开有小孔)，静部件为静盘和静折流圈。动静两组折流圈相对且交错嵌套布置，构成了气体和液体流动的曲折通道。液体由上而下顺序流过各个转子，存转子内受离心力作用自中心向外缘流动，气体自下而上依次流过各个转子，在转子内受压差作用自外缘向中心流动，这样便实现了单个壳体内气液两相接触级数的成倍提高。
工业化的迈进以及对超重力精馏设备的转子, 液体分布器以及填料的选
择进行更加科学系统地研究；
质堵塞；
（2）气液逆流接触时填料内缘易于液泛；（3）超重机连续运转的动平衡、动密封问题；（4）工业级应用要求的长期平稳连续运转对大型超重机这样的动设备而言也是一个极大的考验。
问题与展望
（ 2）研究如何将超重力精馏技术与其他特殊精馏技术, 如反应精馏、减压精馏、热偶精馏等结合起来 , 拓展超重力精馏技术的应用领域。
超重力精馏技术
小组成员：
CONTENTS
超重力技术简介 1 4 传质性能影响因素超重力精馏原理 2 5 存在问题与展望
超重力精馏分类 3
1
超重力技术简介
超重力技术是强化多相流传递及反应过程的一项新技术。超重力指物质在重力加速度远大于常重力的环境下，所受的引力或者斥力。超重力场则是指任意瞬间物质在
气相动能因子
在原料流量较小时 , 超重力精馏装置的理论塔板数随气相动能因子的增大而减小。原因为原料流量小时 , 流速较慢 , 且以液滴形式存在, 随着气相动能因子增大, 气速增大, 雾沫夹带现象严重 , 导致传质效果下降。当
传质性能影响因素
原料流量达一定值时 , 理论塔板数随气相动
能因子的增大而变化不明显。
3
超重力精馏设备
折流式旋转床的转子
的静盘和壳体同定连接，气体无法绕过转子形成 “短路”，因此无须转子与壳体间的动密封。
由于转子与壳体间不存在动密封，再加之液体可以在转子间自动串联流动，因此折流式旋转床内可方便地实现多转子同轴串联，使单台设备的分离能力大幅度提高。
折流式优点
1
折流式旋转床内气液接触元件为折流圈，动折流圈初始分布器。
展
望
致
谢
回流量
随着回流量的增大 , 液体在填料中的周向流速和径向流速均增大,填料的润湿面积增大, 有利于传质进行 ;同时在全回流操作中 , 回流量增大, 气体流量相应增大, 气体在填料中的
进料液流量
存在着最优原料流量操作条件。分析其原因，液量增加时，气量无明显变化，产生出更多的填料润湿表面，形成更多的气液有效接触面积，提升了传热、传质效果。但当液量继续
旋转体内各点所受超重力分布的总和。在超重力环境下，不同大小分子间的分子扩散
和相间传质过程均比常规超重力场下要快得多，气-液、液-液、液-固两相在比地球重力场大数百倍甚至上千倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触，巨大的
剪切力能够将液体撕裂成微米至纳米级的膜、丝和液滴，实现相界面的快速更新，传