超重力精馏哪家好

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超重力床——精选推荐

超重力床——精选推荐

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。

超重力在精馏中的应用

超重力在精馏中的应用

传统精馏的取代者——超重力精馏闪俊杰刘润静杜振雷马建兵崔文豪摘要:对超重力技术在化工中应用的现状,尤其是在精馏领域的应用作了较全面的总结。

介绍了超重力技术的基本原理和特点及超重力精馏的基本流程图,并对其在精馏领域的优越性进行了较为详细的叙述。

Abstract:A comprehensive review on the recent advances of HIGEE applied in chemical industry and especially in distillation is given in this paper. The basal principium and characteristic of HIGEE are presented.And the basic flowsheet of distillation in the high-gravity condition is also given.At the same time ,the superiority of HIGEE in the field of distillation is described in detail. 关键词:超重力精馏相间传质分离在化学工业中,高达百分之八十的投资用于化工产品的净化和提纯,而精馏无疑是其中最重要的操作单元之一,精馏技术的发展直接关系到产品的质量、生产的效率及能耗的高低。

因此,现有精馏技术的提高将会大大促进化学工业发展并显著提高其经济效益,超重力精馏就是一种较前沿的分离技术。

目前超重力技术已经凭借其独特的优点成功应用于化学工业的多个领域,如包括超细粉体制备、油田注水脱氧、脱硫、除尘、精馏以及吸收等。

本文将重点介绍超重力技术在精馏方面的应用。

1.超重力技术的基本原理超重力是在比地球重力大的多的环境下物质所受到的力。

在超重力的环境下,不同大小分子间的分子扩散与相间传递过程均比常规重力场下的要快得多,气-液、液-液及液-固两相在比地球重力场大数百倍至数千倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触,巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝和液滴,产生巨大的和快速更新的相界面,使得相间传质速率比传统的塔器中的提高1~3个数量级,极大强化了微观混合和传质过程,从而有效的促进了许多化学反应过程[1]。

超重力技术——精选推荐

超重力技术——精选推荐

超重力技术:担当提质降耗重任化工过程强化已被列为化学工程优先发展的领域,而超重力技术是其中最受关注的关键技术之一。

采用超重力技术可在降低物耗能耗的同时,生产出更高质量的产品。

该技术具有广泛的适用性,有望担当起提质降耗、节能减排的重任,因而成为21世纪过程工业强化的主导技术之一。

前沿技术获得重点扶持北京化工大学化学工程学院院长、教育部长江学者特聘教授陈建峰博士介绍,超重力技术的开发研究始于20世纪70年代末,它是利用比地球重力加速度大得多的超重力环境,对传质、传热过程和微观混合过程进行强化的新兴技术。

利用该技术可大幅度提高化学反应的转化率和选择性,显著缩小反应器或分离设备的体积,简化工艺、流程,实现过程的高效节能,减少污染排放,提高产品质量。

“十一五”期间,我国首批启动的“863”重点项目“化工反应过程强化技术”专项,围绕一种关键材料和3项强化技术设立了6个研究课题,其中就有两个涉及超重力技术。

国家科技部对此设定了具体目标:完成气液、液液和气液固等多相反应过程超重力强化新技术和装备的开发,建成工业示范装置;采用超重力反应分离过程强化技术等,开发建设24万吨/年的大型MDI(二苯基甲烷二异氰酸酯)工业示范生产线,实现能耗降低20%以上、产能提高30%,产品的各项性能指标需优于现有装置。

起步较早确立领先地位国外在该领域的研究工作侧重于超重力分离技术的应用开发,重点研究项目包括超重力精馏分离、超重力吸收分离、超重力解吸分离等技术,并在化工、能源领域实现了工业化应用。

我国较早开始了这项前沿技术的研究,在世界超重力技术的研究和应用开发领域占有重要地位,在超重力反应工程等方面具有国际领先水平。

以北京化工大学教育部超重力工程研究中心为例。

该中心从1990年起,一直从事这一高新技术的开发和工业化应用工作,取得了一系列成果并实现产业化,有多种技术和产品出口欧盟、美国、新加坡等国家和地区,确立了我国在国际超重力技术领域的核心地位。

超重力场精馏技术(杭州)

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

10t/d

超重力精馏技术应用进展

超重力精馏技术应用进展

超重力精馏技术应用进展刘 坤山东尚舜化工有限公司Copyright©博看网. All Rights Reserved.44应用技术APPLIED TECHNOLOGY二、超重力精馏原理超重力精馏是一种新型的精馏技术,通过高速旋转产生的离心力来实现超重力场(10~1000g 作用下)的环境,即超重力因子β(ω2r/g )通常可以达到350~450。

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。

在转子高速旋转下,超重力塔内的液体被加速甩出,在转子及定子间折流流道中,被逆向行驶的高速旋转汽流剪切撕裂成微图1 超重力精馏装置Copyright ©博看网. All Rights Reserved.45应用技术APPLIED TECHNOLOGY米至纳米级的液膜、液丝和液滴,从而极大地强化了气、液两相间的传热、传质过程,使传质效率比普通塔高出10多倍。

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。

新型多级逆流式超重力旋转床精馏性能研究

新型多级逆流式超重力旋转床精馏性能研究

新型多级逆流式超重力旋转床精馏性能研究高鑫;初广文;邹海魁;罗勇;张鹏远;陈建峰【摘要】针对基于传统旋转填料床(RPB)和折流旋转床(RZB)开发的一种新型多级逆流式超重力旋转床(MSCC-RPB),在常压下通过以乙醇-水为研究体系的连续精馏实验对MSCC-RPB的精馏性能进行了研究.分别考察了旋转床转速(N)、进料浓度(xF)、进料热状况(q)、回流比(R)对MSCC-RPB的理论塔板数(NT)的影响规律.结果表明:MSCC-RPB的NT随N的增加先增大后减小,随xF的增加变化不大,随q 的增加而增大,随R的增加而增大;在实验考察范围内,最佳操作转速为800r/min,MSCC-RPB理论塔板高度在19.5~31.4 mm之间;与传统两台RPB连续精馏的理论塔板高度相当,与RZB相比传质效率提高近一倍且最佳转速更低.【期刊名称】《北京化工大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(037)004【总页数】5页(P1-5)【关键词】多级逆流式超重力旋转床;连续精馏;理论塔板数;理论塔板高度【作者】高鑫;初广文;邹海魁;罗勇;张鹏远;陈建峰【作者单位】北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京,100029;北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京,100029;北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京,100029;北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京,100029;北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京,100029;北京化工大学教育部超重力工程研究中心,北京,100029【正文语种】中文【中图分类】TQ028.13在化工生产中,液 -液混合物通常通过精馏操作进行分离。

精馏塔是目前最为主要的精馏设备[1],但因其液相靠重力自上而下流动,液膜较厚且流动缓慢,存在传质系数低、设备庞大、操作弹性小等缺点。

目前,在农药、医药、涂料等生产中使用各种有机溶剂,出于环保要求和经济成本的考虑,有机溶剂的回收利用受到很大的关注。

超重力精馏技术.正式版PPT文档

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填料式
1
特点
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。
2
3
4
填料空隙率一般在90%以 上,远大于普通的填料塔,在 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。
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 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。
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
泡存在力, 基的本的作气用液传下质自单元填是料液膜的与外液滴侧, 这穿也过是超旋重转力精的馏填过程料与进传统入精设馏过备程的本质区别。
(2)气液逆流接触时填料内缘易于液泛;
当(原3)料超旋流重量转机达连,一续定实运值转现时的, 良动理平论好衡塔的、板动数流密随体封气问相接题动触;能因和子微的增观大混而变合化不。明精显。馏过程 在由原于料 转中流子量与,较壳流小体时间体不,超在存重在力超动精密重馏封装力,置再精的加理馏之论液塔设体板备可数以随中在气的转相子动流间能自动因动子形串的联式增流大为动而,减:因蒸小此。汽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。
Hale Waihona Puke 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。

超重力精馏技术开发现状及其应用展望

超重力精馏技术开发现状及其应用展望

----中北大学副校长、山西省超重力化工工程技术中心主任刘有智教授1超重力技术简介所谓超重力场是指远大于地球重力加速度g的环境。

物质在超重力场下所受的力称为超重力。

利用超重力科学原理而产生的应用技术称为超重力技术。

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重力场下的要快得多,气-液、液-液、气-液-固体系在比地球重力场大数百至千倍的超重力环境下的多孔介质或孔道中产生流动接触,巨大的剪切力将液体撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝和液滴,产生巨大的和快速更新的相界面,使相间传质速率比传统的传质设备提高1〜3个数量级,微观混合和传质过程得到极大强化。

同时,在超重力场下,不仅是整个反应过程的加快,而且气体的线速度也得到大幅度提高,这使设备单位体积生产效率得到1〜2个数量级的提高。

因此,超重力技术被认为是强化传递和多相反应过程的一项突破性技术,被誉为跨世纪的技术,超重力机也被誉为“化学工业的晶体管”。

2超重力技术基础研究为了拓展超重力过程强化应用领域,将超重力强化气-液传质过程拓展至强化液-液过程,和解决超重力工程放大共性关键问题,消除超重力场下化工单元操作(吸收、解吸、反应、萃取、精馏及非均相分离)工程化进程中的“瓶颈”,推进超重力过程强化技术在化工、环保、能源、军工等多个行业中的广泛应用,达到过程装备集约化、生产高效率、资源化、环保节能目的。

项目组对超重力装置结构及工作原理进行了创新,具体体现在:超重力装置结构优化设计、新型超重力场专用填料的开发、超重力装置流体力学性能研究和微观混合性能研究等。

2.1超重力精馏装置结构优化超重力精馏装置与流程可以依据气液流动形式、装置结构、填料设置情况、操作条件、流程结构等进行分类。

依据气液流动方式,可以分为并流、错流和逆流3种;依据装置的结构可以分为立式和卧式2种;依据填料的设置情况,超重力精馏装置可以分为一级超重力精馏装置、两级超重力精馏装置或多级超重力精馏装置等。

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超重力精馏哪家好
在中小型农药、医药、精细化工的生产过程中都要用到有机溶剂,使用后的有机溶剂大多可进行回收再利用,企业一般采用传统的填料精馏塔等气液传质设备通过精馏的手段来处理。

在塔设备中的常规重力场作用下,液膜流动缓慢、传质系数低,所以设备体积庞大、空间利用率低、生产效率低。

超重力精馏塔是利用超重力技术原理强化气液传质过程的一种新型设备, 其实质是利用旋转的离心力场来代替常规的重力场, 使得气液两相的相对速度大大提高, 相界面更新加快, 生产强度成倍提高, 加大地强化气液传质过程。

流式超重力床(精馏塔)主要由圆形外壳和折流式转子组成。

折流式转子是超重力床的核心部件, 由静盘和动盘组成,静盘与壳体固定连接, 动盘与轴连接并随轴一起转动。

在动、静盘上按一定间距同心安装了一定数量的折流圈, 然后将两盘嵌套在一起, 静盘上的折流圈与动盘留有一定距离, 同样动盘上的折流圈与静盘也留有一定距离, 形成了供气液流通的折流式通道。

其工作原理为:作为连续相的气体由进气口2进入壳体,在压差的作用下从转子外侧沿着静折流圈与动折流圈之间的间隙曲折地由外向中芯流动,然后经出气口5离开床体;作为分
散相的液体由进液口6进入至动盘中芯随后被一系列高速旋转的动折流圈反复甩向静折流圈,则后在壳体内收集后由出液口9引出。

液相在其间经历了多次加速—抛出—撞击的过程,在此过程中,液体与气体以极大的相对速度逆流接触,液体以极小细微的液滴甩离动圈的筛孔,高速运动的液滴在动静圈上被碰撞、剪切和飞溅,形成细小的液滴、液丝、液膜,从而获得了比表面积极大而又不断更新的气液界面,使气液接触相当充分,因此具有极高的传质速率。

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