超重力精餾塔成為節能利器

    全國化工分離技術交流與展示會不久前落下帷幕，然而會上展出的一臺折流式超重力場旋轉床卻讓許多化工企業對它的關注熱度至今依然不減。這到底是一個什么樣的設備？它的技術先進性體現在哪里？能為企業帶來多大收益？針對企業關心的這些問題，記者日前采訪了該產品的研制者浙江工業大學分離工程研究所所長計建炳教授。 

    “我們研發的折流式超重力場旋轉床已實現工業應用，用戶反映甚佳。與傳統的塔器設備相比，設備高度降低1至2個數量級，可大大節省場地和材料資源，是一種典型的資源節約型設備。”計建炳教授告訴記者，他們發明的這項專利產品已在國內300多家企業成功用于甲醇、乙醇等溶劑回收的精餾過程和高黏度、熱敏性物料中殘余溶劑的汽提過程，并開創了在單臺超重力場旋轉床設備中完成工業生產連續精餾的先河。 

    超重力旋轉床又稱超重力機，是上世紀80年代初從國外先發展起來的一種新型氣液傳質設備，典型的結構是填充式旋轉床，其基本原理是利用旋轉產生一種穩定的離心力場來代替常規重力場，使氣液兩相之間的傳質傳熱或反應過程得到強化。由于旋轉床設備具有體積小、重量輕、維修方便、靈活可靠等優點，因而被稱為“化學工業的晶體管”。我國對于該技術的研發在1985年前基本空白，1990年北京化工大學建立了我國第一家超重力工程技術研究中心，之后華南理工大學、湘潭大學、南京工業大學、浙江工業大學、國立臺灣大學等一些高等院校也都相繼對其基礎理論展開研究，包括對旋轉床內的流體流動現象、流體力學特性、氣液傳遞過程及傳質模型、停留時間測定、微觀混合特性及模型以及旋轉床結構對傳質的影響等方面，并取得了不同程度的突破。 

    計建炳介紹，折流式超重力場旋轉床是浙江工業大學經過多年努力，于2004年成功開發出的一種動、靜折流圈鑲嵌的旋轉床設備，主要應用于化學工業中的精餾、吸收、解吸、除塵以及氣液、液液化學反應等化工單元操作。 該設備在研發過程中采用了多項創新技術，使設備整體性能大大提升。 

    針對填充式、碟片式、螺旋式旋轉床分離能力不足以及無法使用單臺設備用于連續精餾等問題，浙江工業大學分離工程研究所的科研人員創造性地設計出折流式超重力場旋轉床裝置和多層折流式超重力場旋轉床裝置，實現了氣液逆向接觸流動的功能，并可成倍提高理論塔板數。他們還成功地將折流式超重力場旋轉床裝置應用于連續精餾，實現了單臺多層式設備中多單元操作的工藝集成，如汽提與精餾、反應與吸收、精餾與萃取。“這是目前國際上的其他旋轉床所無法實現的。”計建炳介紹，在結構上，該設備采用了轉子上蓋板靜止，解決了動與靜的矛盾，省掉了轉子與氣相出口之間的動密封，提高了設備的可靠性，降低了制作難度，并可在同一臺設備上串聯安裝兩組以上的轉子。 

    記者了解到，2004年在浙江省某藥企投入使用的第一套折流式超重力場旋轉床設備6年來一直保持運行穩定。該廠技術人員告訴記者，采用該設備最明顯的好處在于，一是不需要專門用于精餾塔的框架，整個精餾裝置的占地面積減少，可以靈活利用空間，若采用分布式溶劑回收的方法，甚至不再需要溶劑回收車間；二是持液量小，開停車時間短，一般開車15分鐘就可以正常進出料；三是設備安裝維護方便，不再需要高空吊裝。 2004年，折流式超重力場旋轉床裝置獲得了中國發明專利；2006年3月，被列為浙江省重大科技計劃招標項目的高效氣液傳質設備超重力場旋轉床項目通過了浙江省科技廳鑒定。 

    在強調節能減排的今天，可大大節省場地和材料資源、效率高、能耗低的折流式超重力場旋轉床受到企業熱捧。業內專家認為，該設備不同于傳統的填料式、蝶片式和螺旋式等旋轉床，應用于甲醇—水等體系的工業連續精餾過程具有效率高、能耗低、體積小等特點，技術處于國際先進水平。