超重力精馏技术上课讲义.ppt

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1、超重力精馏技术1超重力技术简介超重力技术简介 超超重重力力技技术术是是强强化化多多相相流流传传递递及及反反应应过过程程的的一一项项新新技技术术。超超重重力力指指物物质质在在重重力力加加速速度度远远大大于于常常重重力力的的环环境境下下，所所受受的的引引力力或或者者斥斥力力。超超重重力力场场则则是是指指任任意意瞬瞬间间物物质质在在旋旋转转体体内内各各点点所所受受超超重重力力分分布布的的总总和和。在在超超重重力力环环境境下下，不不同同大大小小分分子子间间的的分分子子扩扩散散和和相相间间传传质质过过程程均均比比常常规规超超重重力力场场下下要要快快得得多多，气气-液液、液液-液液、液液-固固两两相相在在

2、比比地地球球重重力力场场大大数数百百倍倍甚甚至至上上千千倍倍的的超超重重力力环环境境下下的的多多孔孔介介质质或或孔孔道道中中产产生生流流动动接接触触，巨巨大大的的剪剪切切力力能能够够将将液液体体撕撕裂裂成成微微米米至至纳纳米米级级的的膜膜、丝丝和和液液滴滴，实实现现相相界界面面的的快快速速更更新新，传传质速率相比较传统塔器设备提高质速率相比较传统塔器设备提高 1 1 3 3 个数量级，极大得强化了微观混合和传质过程。个数量级，极大得强化了微观混合和传质过程。2超重力精馏原理超重力精馏原理与传统与传统精馏的精馏的区别区别 从从本本质质上上讲讲,超超重重力力精精馏馏过过程程与与传传统统精精馏馏过过

3、程程不不同同的的是是:在在传传统统精精馏馏过过程程中中最最基基本本的的气气液液传传质质单单元元是是气气泡泡;而而在在超超重重力力精精馏馏过过程程中中,填填料料内内只只有有液液膜膜、液液滴滴与与流流满满填填料料空空间间的的气气相相,无无气气泡泡存存在在,基基本本的的气气液液传传质质单单元元是是液液膜膜与与液液滴滴,这这也也是是超超重重力精馏过程与传统精馏过程的本质区别。力精馏过程与传统精馏过程的本质区别。2超重力精馏原理超重力精馏原理填料式填料式 它是由转子、液体分布器和外壳组成的。机器的核心部分是转子,其主要作用是固定和带动填料旋转,实现良好的流体接触和微观混合。精馏过程中,流体在超重力精馏设

4、备中的流动形式为:蒸汽从超重力精馏设备气体入口进入设备的外腔,在压力的作用下自填料的外侧穿过旋转的填料进入设备的内腔,然后从位于设备顶部的气体出口流出;液体由位于中央的一个静止分布器射出后,进入旋转填料的内侧,受离心力与摩擦力的双重作用向外甩出填料,经外壳收集后,从液体出口排出;气液在填料中逆流接触进行传质传热。3超重力精馏设备超重力精馏设备填料式内部结构图填料式填料式特点特点1423 在在相相同同的的操操作作条条件件下下,与与常常用用的的板板式式塔塔、填填料料塔塔相相比比,传传质质单单元元高高度度可可降降低低12个个数数量量级级,体体积积传传质质系系数数可可提提高高13个个数数量量级级,设设

5、备备的的体体积积可可缩缩小小10倍倍以以上。上。填填料料空空隙隙率率一一般般在在90%90%以以上上,远远大大于于普普通通的的填填料料塔塔，在在高高通通量量下下,气气相相压压降降一一般般比比相相同同传传质质单单元元数数的的普普通通填填料料塔塔还还低低,所以能耗比较小。所以能耗比较小。气气液液通通量量可可得得到到极极大大提提高高,气气体体、液液体体通通量量可可相相应应增增大大到到很很大大而而不不产产生生液泛。液泛。持持液液量量比比较较小小,液液体体在在转转子子内内的的停停留留时时间间很很短短,适适合合处处理理一一些些热热敏敏性性、昂昂贵贵或或者者有有毒毒的物料。的物料。3超重力精馏设备超重力精馏

6、设备折流式折流式 折流式旋转床的转子为动静部件组合结构，其中动部件为动盘和动折流圈(圈上开有小孔)，静部件为静盘和静折流圈。动静两组折流圈相对且交错嵌套布置，构成了气体和液体流动的曲折通道。液体由上而下顺序流过各个转子，存转子内受离心力作用自中心向外缘流动，气体自下而上依次流过各个转子，在转子内受压差作用自外缘向中心流动，这样便实现了单个壳体内气液两相接触级数的成倍提高。3超重力精馏设备超重力精馏设备折流式折流式优点优点1423 折折流流式式旋旋转转床床内内气气液液接接触触元元件件为为折折流流圈圈，动动折折流流圈圈具具有有自自分分布布功功能能，转转子子内内液液体体被被多多次次的的分分散散，无须

7、液体的初始分布器。无须液体的初始分布器。由由于于折折流流式式旋旋转转床床转转子子中中静静盘盘的的存存在在，因因此此进进料料设设置置非非常常灵灵活活。进进料料既既可可以以设设置置在在转转子子径径向向上上，也也可可以以设设置置在在转转子子之之间间。这这样样便便可可以以实实现现带带有有多多股股进进料料的复杂传质过程。的复杂传质过程。折折流流式式旋旋转转床床的的转转子子的的静静盘盘和和壳壳体体同同定定连连接接，气气体体无无法法绕绕过过转转子子形形成成“短短路路”，因因此此无无须须转转子子与与壳体间的动密封。壳体间的动密封。由由于于转转子子与与壳壳体体间间不不存存在在动动密密封封，再再加加之之液液体体可

8、可以以在在转转子子间间自自动动串串联联流流动动，因因此此折折流流式式旋旋转转床床内内可可方方便便地地实实现现多多转转子子同同轴轴串串联联，使使单单台台设设备备的的分分离能力大幅度提高。离能力大幅度提高。3超重力精馏设备超重力精馏设备传质性传质性能影响能影响因素因素超重力因子超重力因子 随随着着 的的增增大大，超超重重力力场场逐逐渐渐增增强强，液液体体会会形形成成相相界界面面积积更更大大的的液液滴滴、液液丝丝、液液膜膜，削削弱弱气气液液间间的的传传质质传传热热阻阻力力，强强化化了了传传热热传传质质过过程程，导导致致NTP 和和Xd增增大大;但但若若 继继续续增增大大，填填料料中中的的液液相相还还

9、没没有有和和气气相相充充分分地地有有效效接接触触便便已已被被沿沿着着填填料料径径向向甩甩出出，不不利利于于有有效效的传热传质的发生，从而导致的传热传质的发生，从而导致NTP 和和Xd降低降低。回流量回流量 随随着着回回流流量量的的增增大大,液液体体在在填填料料中中的的周周向向流流速速和和径径向向流流速速均均增增大大,填填料料的的润润湿湿面面积积增增大大,有有利利于于传传质质进进行行;同同时时在在全全回回流流操操作作中中,回回流流量量增增大大,气气体体流流量量相相应应增增大大,气气体体在在填填料料中中的的流流速速增增大大,气气液液湍湍动动程程度度加加剧剧,亦亦有有利利于于传传质质进进行行;但但物

10、物料料在在填填料料中中的的停停留留时时间间却却随随着着流流量量的增大而变短的增大而变短,不利于传质进行。不利于传质进行。气相动能因子气相动能因子 在在原原料料流流量量较较小小时时,超超重重力力精精馏馏装装置置的的理理论论塔塔板板数数随随气气相相动动能能因因子子的的增增大大而而减减小小。原原因因为为原原料料流流量量小小时时,流流速速较较慢慢,且且以以液液滴滴形形式式存存在在,随随着着气气相相动动能能因因子子增增大大,气气速速增增大大,雾雾沫沫夹夹带带现现象象严严重重,导导致致传传质质效效果果下下降降。当当原原料料流流量量达达一一定定值值时时,理理论论塔塔板板数数随随气气相相动动能因子的增大而变化

11、不明显。能因子的增大而变化不明显。进料液流量进料液流量 存存在在着着最最优优原原料料流流量量操操作作条条件件。分分析析其其原原因因，液液量量增增加加时时，气气量量无无明明显显变变化化，产产生生出出更更多多的的填填料料润润湿湿表表面面，形形成成更更多多的的气气液液有有效效接接触触面面积积，提提升升了了传传热热、传传质质效效果果。但但当当液液量量继继续续增增加加时时，无无法法产产生生更更大大的的相相间间接接触触面面积积，反反而而增增加加了了传传质质传传热热阻阻力力，使使得得系系统统的的总总传传质质性性能能下降，从而形成了先增加后下降的趋势。下降，从而形成了先增加后下降的趋势。4传质性能影响因素传质

12、性能影响因素问题与展望问题与展望存在问题存在问题展展 望望（1）超超重重机机喷喷淋淋管管和和填填料料易易被被杂杂质堵塞；质堵塞；（2）气气液液逆逆流流接接触触时时填填料料内内缘缘易易于液泛；于液泛；（3）超超重重机机连连续续运运转转的的动动平平衡衡、动密封问题；动密封问题；（4）工工业业级级应应用用要要求求的的长长期期平平稳稳连连续续运运转转对对大大型型超超重重机机这这样样的的动动设备而言也是一个极大的考验。设备而言也是一个极大的考验。（1）实实现现超超重重力力精精馏馏设设备备向向中中试试和和工工业业化化的的迈迈进进以以及及对对超超重重力力精精馏馏设设备备的的转转子子,液液体体分分布布器器以以及及填填料料的的选选择进行更加科学系统地研究；择进行更加科学系统地研究；（2）研研究究如如何何将将超超重重力力精精馏馏技技术术与与其其他他特特殊殊精精馏馏技技术术,如如反反应应精精馏馏、减减压压精精馏馏、热热偶偶精精馏馏等等结结合合起起来来,拓拓展展超重力精馏技术的应用领域。超重力精馏技术的应用领域。5 5问题与展望问题与展望致致 谢谢此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢