超重力技术推广在化学工业节能减排中重要作用.pdfVIP

石油和化工设备 一 78一 2011年第14卷 超重力技术的推广在化学工业节能减排中的 重要作用 汪蓉蓉， 钟原 (安徽省化工设计院，安徽 合肥 230001) [摘 要]超重力旋转床在离心力的作用下实现气液传质，与传统的填料塔、板式塔有其独特的优点。超重力旋转床相界面更 新快，生产强度高，可达到增加效率、缩小设备体积和降低能耗的目的，推广该技术对国内化学工业实现节能减排降耗的任 务具有重要意义。 [关键词]超重力旋转床；离心力；节能减排降耗 传质是化学工业最基本的过程之一。以传质 强化过程 。折流式旋转床 的核心部件是折流式转 为 目的的分离、混合、反应等需要借助填料塔、 子 。折流式转子 由上转盘和下转盘组成 。在上、 板式塔等设备来完成 。随着化工生产技术的进 下转盘上按照一定间距同心安装一定数量 的圆形 步，传统的化工设备逐渐暴露出严重的缺点。研 折流板，然后将两个转盘镶嵌在一起，形成供汽 究表 明，传质设备的传质速率除与物料本身的物 液流通的折流式通道 。在折流式转子 中，气一液 性有关 以外，还与两相间的接触面积、流动状况 停留时间适当，液体分布均匀，转子可将液体强 及相对速度有关，而这些因素均受重力加速度g的 烈微粒化 ，使折流式旋转床 的传质效率显著提 限制 。由于重力加速度g是一个不可改变的有限 高。 值，传质的强化因此受到限制，最终导致传统设 超重力旋转床 的工艺流程基本类似 ，气相 备体积庞大，空间利用率低 ，设备投资及运行费 经气体进 口由切 向引入转子外腔，在压力差的作 用加大 。随着现代工业技术的快速发展，在庞大 用下 由转子外缘进入 内腔 ，从转子 中心离开转 的规模带来 巨额利润的同时，设备投资和操作费 子，由气体出管 口引出。液体 由液体进管 口进入 用也在 以惊人的速度增加，其中塔设备的投资在 转子 内腔，经旋转床 中央处的液体分布器淋洒在 总投资中 占30％以上 。因此 ，强化传质过程 、缩 转子 内缘上，受到高速旋转的转子所产生的强大 小设备尺寸、降低能耗成为化学工程师追求的 目 的离心力作用，由转子 内缘 向外缘流动 。在此过 标 。1976年，美国国家宇航局在太空进行了气一 程 中，液体被转子分散、破碎形成液膜、液滴、 液两相 问的传质实验 ，结果发现在完全失重的条 液丝，产生了极大的不断更新的表面积，曲折的 件下，气液间传质不能实现。受此传质实验 的启 流道又加剧 了液体表面的更新，这样在转子 内 发 ，英国帝国化学工业公司 (ICI)经过数年的研 部便为气液 问的传质与反应创造 了 良好 的条件 ， 制，设计 出了新型的传质设备一超重力装置 ，从 最后液体被转子甩出到外壳汇集后经液体出管 口 此揭开了专家学者研究超重力技术的序幕。 离开旋转床 。气液两相在床身 内便完成了传质与 当前 ，国内的超重力设备主要包括填料式 反应过程 。旋转床还可分为单层和多层 ，但两者 旋转床和折流式旋转床两大类。填料式旋转床 的 的基本结构和工艺流程与上述过程都基本相似 。 主要结构包括外壳、转子和液体分布器，设备的 基于旋转床 的基本结构，旋转填充床所处理的介 核心部件是转子，主要作用是固定和带动填料旋 质可 以是多种多样 的，根据