超重力精餾技術(shù)實用教案

1、CONTENTS14253超重力超重力(zhngl)(zhngl)技術(shù)簡介技術(shù)簡介傳質(zhì)傳質(zhì)(chun zh)(chun zh)性能影響因素性能影響因素超重力精餾超重力精餾(jn li)(jn li)原理原理存在問題與展望存在問題與展望超重力精餾分類超重力精餾分類第1頁/共12頁第一頁，共13頁。1超重力技術(shù)超重力技術(shù)(jsh)(jsh)簡介簡介 超重力技術(shù)是強(qiáng)化多相流傳遞及反應(yīng)過程的一項新技術(shù)。超重力指物質(zhì)在重力加速度遠(yuǎn)大于常重力的環(huán)境下，所受的引力或者斥力。超重力場則是指任意瞬間物質(zhì)在旋轉(zhuǎn)體內(nèi)各點所受超重力分布的總和。在超重力環(huán)境下，不同大小分子間的分子擴(kuò)散和相間傳質(zhì)過程均比常規(guī)超重力場下要

2、快得多，氣-液、液-液、液-固兩相在比地球重力場大數(shù)百倍甚至上千倍的超重力環(huán)境下的多孔介質(zhì)或孔道中產(chǎn)生流動接觸(jich)，巨大的剪切力能夠?qū)⒁后w撕裂成微米至納米級的膜、絲和液滴，實現(xiàn)相界面的快速更新，傳質(zhì)速率相比較傳統(tǒng)塔器設(shè)備提高 13 個數(shù)量級，極大得強(qiáng)化了微觀混合和傳質(zhì)過程。第2頁/共12頁第二頁，共13頁。2超重力精餾超重力精餾(jn li)(jn li)原理原理第3頁/共12頁第三頁，共13頁。與傳統(tǒng)與傳統(tǒng)精餾的精餾的區(qū)別區(qū)別 從本質(zhì)上講從本質(zhì)上講, , 超重力超重力(zhngl)(zhngl)精餾過程與傳統(tǒng)精餾過程精餾過程與傳統(tǒng)精餾過程不同的是不同的是: :在傳統(tǒng)精餾過程中最基本的

3、氣液傳質(zhì)單元是氣泡在傳統(tǒng)精餾過程中最基本的氣液傳質(zhì)單元是氣泡; ;而而在超重力在超重力(zhngl)(zhngl)精餾過程中精餾過程中, , 填料內(nèi)只有液膜、液滴與流填料內(nèi)只有液膜、液滴與流滿填料空間的氣相滿填料空間的氣相, , 無氣泡存在無氣泡存在, , 基本的氣液傳質(zhì)單元是液膜基本的氣液傳質(zhì)單元是液膜與液滴與液滴, , 這也是超重力這也是超重力(zhngl)(zhngl)精餾過程與傳統(tǒng)精餾過程的精餾過程與傳統(tǒng)精餾過程的本質(zhì)區(qū)別。本質(zhì)區(qū)別。2超重力超重力(zhngl)(zhngl)精餾原理精餾原理第4頁/共12頁第四頁，共13頁。填料填料(tinlio)(tinlio)式式3超重力超重力(z

4、hngl)(zhngl)精餾設(shè)備精餾設(shè)備填料式內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖第5頁/共12頁第五頁，共13頁。填料式填料式特點特點1423 在相同的操作條件下在相同的操作條件下, ,與常用的板式塔、填料塔與常用的板式塔、填料塔相比相比, ,傳質(zhì)單元高度可降低傳質(zhì)單元高度可降低1212個數(shù)量級個數(shù)量級, ,體積傳質(zhì)系體積傳質(zhì)系數(shù)數(shù)(xsh)(xsh)可提高可提高1313個數(shù)個數(shù)量級量級, ,設(shè)備的體積可縮小設(shè)備的體積可縮小1010倍以上。倍以上。 填料空隙填料空隙(kngx)(kngx)率一般在率一般在90%90%以上以上, ,遠(yuǎn)大于普通的填料塔，遠(yuǎn)大于普通的填料塔，在高通量下在高通量下, ,氣相壓降一般比相氣相壓

5、降一般比相同傳質(zhì)單元數(shù)的普通填料塔還低同傳質(zhì)單元數(shù)的普通填料塔還低, ,所以能耗比較小。所以能耗比較小。 氣液通量可得到極大氣液通量可得到極大提高提高, ,氣體、液體氣體、液體(yt)(yt)通通量可相應(yīng)增大到很大而不量可相應(yīng)增大到很大而不產(chǎn)生液泛。產(chǎn)生液泛。 持液量比較小持液量比較小, ,液體在轉(zhuǎn)子內(nèi)的液體在轉(zhuǎn)子內(nèi)的停留時間很短停留時間很短, ,適合處理一些熱敏性、適合處理一些熱敏性、昂貴或者有毒的物料。昂貴或者有毒的物料。3超重力精餾設(shè)備超重力精餾設(shè)備第6頁/共12頁第六頁，共13頁。折流式折流式3超重力精餾超重力精餾(jn li)(jn li)設(shè)備設(shè)備第7頁/共12頁第七頁，共13頁。折

6、流式折流式優(yōu)點優(yōu)點1423 折流式旋轉(zhuǎn)折流式旋轉(zhuǎn)(xunzhun)(xunzhun)床床內(nèi)氣液接觸元件為折流圈，動內(nèi)氣液接觸元件為折流圈，動折流圈具有自分布功能，轉(zhuǎn)子折流圈具有自分布功能，轉(zhuǎn)子內(nèi)液體被多次的分散，無須液內(nèi)液體被多次的分散，無須液體的初始分布器。體的初始分布器。由于折流式旋轉(zhuǎn)由于折流式旋轉(zhuǎn)(xunzhun)(xunzhun)床轉(zhuǎn)子中床轉(zhuǎn)子中靜盤的存在，因此進(jìn)料設(shè)置非常靈活。靜盤的存在，因此進(jìn)料設(shè)置非常靈活。進(jìn)料既可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子徑向上，也可進(jìn)料既可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子徑向上，也可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子之間。這樣便可以實現(xiàn)以設(shè)置在轉(zhuǎn)子之間。這樣便可以實現(xiàn)帶有多股進(jìn)料的復(fù)雜傳質(zhì)過程。帶有多股進(jìn)料的復(fù)雜傳

7、質(zhì)過程。 折流式旋轉(zhuǎn)折流式旋轉(zhuǎn)(xunzhun)(xunzhun)床床的轉(zhuǎn)子的靜盤和殼體同定連接，的轉(zhuǎn)子的靜盤和殼體同定連接，氣體無法繞過轉(zhuǎn)子形成氣體無法繞過轉(zhuǎn)子形成“短短路路”，因此無須轉(zhuǎn)子與殼體間，因此無須轉(zhuǎn)子與殼體間的動密封。的動密封。 由于轉(zhuǎn)子與殼體間不存在動密封，由于轉(zhuǎn)子與殼體間不存在動密封，再加之液體可以在轉(zhuǎn)子間自動串聯(lián)流再加之液體可以在轉(zhuǎn)子間自動串聯(lián)流動，因此折流式旋轉(zhuǎn)床內(nèi)可方便地實動，因此折流式旋轉(zhuǎn)床內(nèi)可方便地實現(xiàn)多轉(zhuǎn)子同軸串聯(lián)，使單臺設(shè)備的分現(xiàn)多轉(zhuǎn)子同軸串聯(lián)，使單臺設(shè)備的分離能力大幅度提高。離能力大幅度提高。3超重力精餾設(shè)備超重力精餾設(shè)備第8頁/共12頁第八頁，共13頁。傳質(zhì)

8、性能傳質(zhì)性能(xngnn(xngnng)g)影響因影響因素素超重力超重力(zhngl)(zhngl)因子因子 隨著 的增大，超重力場逐漸增強(qiáng)，液體會形成相界面積更大的液滴、液絲、液膜，削弱氣液間的傳質(zhì)傳熱阻力，強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過程，導(dǎo)致NTP 和Xd增大; 但若 繼續(xù)增大，填料中的液相還沒有和氣相充分地有效接觸便已被沿著填料徑向甩出，不利于有效的傳熱傳質(zhì)的發(fā)生(fshng)，從而導(dǎo)致NTP 和Xd降低?；亓髁炕亓髁?隨著回流量的增大隨著回流量的增大, 液體在填料中的周向液體在填料中的周向流速和徑向流速均增大流速和徑向流速均增大,填料的潤濕面積增大填料的潤濕面積增大, 有利于傳質(zhì)進(jìn)行有利于傳質(zhì)進(jìn)行

9、;同時在全回流操作中同時在全回流操作中, 回流回流量增大量增大, 氣體流量相應(yīng)增大氣體流量相應(yīng)增大, 氣體在填料中的氣體在填料中的流速增大流速增大, 氣液湍動程度加劇氣液湍動程度加劇, 亦有利于傳質(zhì)亦有利于傳質(zhì)進(jìn)行進(jìn)行;但物料在填料中的停留時間卻隨著流量但物料在填料中的停留時間卻隨著流量的增大而變短的增大而變短, 不利于傳質(zhì)進(jìn)行。不利于傳質(zhì)進(jìn)行。氣相動能因子氣相動能因子 在原料流量較小時在原料流量較小時, ,超重力精餾裝置的理論塔板超重力精餾裝置的理論塔板數(shù)隨氣相動能因子的增大而減小。原因為原料流量數(shù)隨氣相動能因子的增大而減小。原因為原料流量小時小時, , 流速較慢流速較慢, , 且以液滴形式

10、存在且以液滴形式存在, , 隨著氣相動隨著氣相動能因子增大能因子增大, , 氣速增大氣速增大, , 霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重霧沫夾帶現(xiàn)象嚴(yán)重, , 導(dǎo)致導(dǎo)致傳質(zhì)效果下降。當(dāng)原料流量達(dá)一定值時傳質(zhì)效果下降。當(dāng)原料流量達(dá)一定值時, , 理論塔板理論塔板數(shù)隨氣相動能因子的增大而變化不明顯。數(shù)隨氣相動能因子的增大而變化不明顯。進(jìn)料液流量進(jìn)料液流量 存在著最優(yōu)原料流量操作條件。分析其原因，存在著最優(yōu)原料流量操作條件。分析其原因，液量增加時，氣量無明顯變化，產(chǎn)生出更多的液量增加時，氣量無明顯變化，產(chǎn)生出更多的填料潤濕表面，形成更多的氣液有效接觸面積，填料潤濕表面，形成更多的氣液有效接觸面積，提升了傳熱、傳質(zhì)效果。

11、但當(dāng)液量繼續(xù)增加時，提升了傳熱、傳質(zhì)效果。但當(dāng)液量繼續(xù)增加時，無法產(chǎn)生更大的相間接觸面積，反而增加了傳無法產(chǎn)生更大的相間接觸面積，反而增加了傳質(zhì)傳熱阻力，使得系統(tǒng)的總傳質(zhì)性能下降，從質(zhì)傳熱阻力，使得系統(tǒng)的總傳質(zhì)性能下降，從而形成了先增加后下降的趨勢。而形成了先增加后下降的趨勢。4傳質(zhì)性能影響因素傳質(zhì)性能影響因素第9頁/共12頁第九頁，共13頁。問題問題(wnt)(wnt)與展望與展望存在存在(cnzi)(cnzi)問問題題展展 望望（1）超重機(jī)噴淋管和填料易被雜質(zhì)堵塞；）超重機(jī)噴淋管和填料易被雜質(zhì)堵塞；（2）氣液逆流接觸時填料內(nèi)緣易于液泛；）氣液逆流接觸時填料內(nèi)緣易于液泛；（3）超重機(jī)連續(xù)運轉(zhuǎn)

12、的動平衡、動密封問）超重機(jī)連續(xù)運轉(zhuǎn)的動平衡、動密封問題；題；（4）工業(yè)級應(yīng)用要求的長期平穩(wěn)連續(xù)運轉(zhuǎn)）工業(yè)級應(yīng)用要求的長期平穩(wěn)連續(xù)運轉(zhuǎn)對大型超重機(jī)這樣的動設(shè)備而言也是一個對大型超重機(jī)這樣的動設(shè)備而言也是一個極大極大(j d)的考驗。的考驗。（1）實現(xiàn)超重力精餾設(shè)備向中試和工業(yè)化）實現(xiàn)超重力精餾設(shè)備向中試和工業(yè)化的邁進(jìn)以及對超重力精餾設(shè)備的轉(zhuǎn)子的邁進(jìn)以及對超重力精餾設(shè)備的轉(zhuǎn)子, 液體液體分布器以及填料的選擇進(jìn)行更加科學(xué)系統(tǒng)地分布器以及填料的選擇進(jìn)行更加科學(xué)系統(tǒng)地研究；研究；（2）研究如何將超重力精餾技術(shù)與其）研究如何將超重力精餾技術(shù)與其他特殊精餾技術(shù)他特殊精餾技術(shù), 如反應(yīng)精餾、減壓精如反應(yīng)精餾、減壓精餾、熱偶精餾等結(jié)合起來餾、熱偶精餾等結(jié)合起來,拓展超重力拓展超重力精餾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。精餾技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域。5 5問題與展望問題與展望第10頁/共12頁第十頁，共13頁。致致 謝謝第11頁/共12頁第十一頁，共13頁。感謝您的觀看(gunkn)！第12頁/共12頁第十二頁，共13頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)CONTENTS。超重力技術(shù)是強(qiáng)化多相流傳遞及反應(yīng)