2008 全国精馏技术交流与产业化研讨大会 45 超重力精馏技术开发现状及其应用展望 刘有智 中北大学副校长、山西省超重力化工工程技术中心主任 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。 1－气体进口; 2－转子; 3－填料; 4－超重力精馏装置中心管; 5－液体进口; 6－气体出口; 7、 12－密封 ;8－喷嘴; 9－超重力精馏装置外腔; 10－外壳; 11－中央分布器; 13－转轴; 14－液体出口 图 1 一级逆流立式超重力精馏装置结构示意图 2008 全国精馏技术交流与产业化研讨...
