超重力分离技术VIP免费

桂红光，陶俊宇，顾超凡超重力工程技术的基本原理是利用超重力条件下多相流体系的独特流动行为,强化相与相之间的相对速度和相互接触,从而实现高效的传质传热过程和化学反应过程。获取超重力的方式主要是通过转动设备整体或部件形成离心力场,涉及的多相流体系主要包括气-固体系和气-液体系。超重力分离技术是强化多相流传递及反应过程的新技术，上个超重力机世纪问世以来，在国内外受到广泛的重视，由于它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易运转、易维修、安全、可靠、灵活以及更能适应环境等优点，使得超重力技术在环保和材料生物化工等工业领域中有广阔的商业化应用前景。但目前超重力技术还主要处于应用开发阶段，集中体现在超重力气-固流态化技术和超重力气-液传质技术两个方面离心力场(超重力场)被用于相间分离,无论在日常生活还是在工业应用上,都已有相当长的历史。但为一项特定的手段用于传质过程的强化,引起工业界的重视是70年代末出现的“Higee”,这是英国帝国化学公司的ColinRamshaw教授领导的新科学小组提出的专利技术。它的诞生最初是由设想用精馏分离去应征美国太空署关于微重力条件下太空实验项目引起的。70年代末至80年代初,英国帝国化学工业公司(ICI)连续提出被称之为“Higee”的多项专利。利用旋转填料床中产生的强大离心力———超重力,使气、液的流速及填料的比表面积大大提高而不液泛。液体在高分散、高湍动、强混合以及界面急速更新的情况下与气体以极大的相对速度在弯曲孔道中逆向接触,极大地强化了传质过程。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“化学工业的晶体管”和“跨世纪的技术”气相经气体进口管由切向引入转子外腔,在气体压力的作用下由转子外缘处进入填料。液体由液体进口管引入转子内腔,经喷头淋洒在转子内缘上。进入转子的液体受到转子内填料的作用,周向速度增加,所产生的离心力将其推向转子外缘。在此过程中,液体被填料分散、破碎形成极大的、不断更新的表面积,曲折的流道加剧了液体表面的更新。这样,在转子内部形成了极好的传质与反应条件。液体被转子抛到外壳汇集后经液体出口管离开超重机。气体自转子中心离开转子,由气体出口管引出,完成传质与反应过程。超重力气-固接触技术的突出特点主要表现在以下3个方面:a.在超重力流化床中，由于重力场强度和流化速度均可调节,因此可将流化速度控制在鼓泡速度之下操作，从而获得良好的流化质量。b.在超重力条件下,由于颗粒有效重力增加，因而流化时气固之间的相互作用(相对速度)大大增强，从而使其传质传热速率远高于传统流化床。c.近年来，随着超细粉体技术的发展，Gel-dartC类颗粒或超细颗粒的流态化加工过程成为科技界和工业界的关注热点,但这类颗粒由于粘附性强,流化时易形成稳定沟流,因而难以流态化。但在超重力条件下,气固之间的剪切力大为增强，有可能克服颗粒之间的团聚力,从而促进聚式流态化向散式化的转变,从而改善超细颗粒的流化质量。a.在超重力传质反应器中，液体受到的有效重力将是传统重力场中的数十倍甚至上百倍，液泛点大大提高，使得通过提高气速来增强气-液之间的相对速度成为现实，从而极大地强化气-液体系的传质反应效率。b.在超重力场中，气液两相流体相对滑动速度很大,巨大的剪切应力克服了液体表面张力，使液体伸展出巨大的相际接触界面,液膜变薄，几乎没有持液现象，液体在高分散、高湍动、强混合以及界面急速更新的情况下与气体以较大的相对速度在填料的弯曲孔道中接触，从而极大地强化了传质过程。传统重力流化床超重力流化床1.海水淡化a.可代替传统塔器,缩小其体积，尤其适宜于代替贵重金属制作的传统设备及加压设备。可进行热敏性物料的处理,减少分解损失。b.进行热敏性物料的处理,减少分解损失可进行传质控制的化学沉淀反应,制备超细粉失可进行传质控制的化学沉淀反应,制备超细粉体。c.可适用振动较大的环境,如海上平台,激烈的振动会使塔器倾斜造成重力偏流而使分离失效,而超重机因不受重力影响而保持优良的分离性能。d.适应于小批量、多品种产品的生产。f.可适用于处理传统设备无法处理的粘度大的体系，...