超重力旋轉(zhuǎn)床成為節(jié)能利器

2011 年11 月底，浙江工業(yè)大學(xué)分離工程研究所研發(fā)的折流式超重力場旋轉(zhuǎn)床已實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用，用戶反映甚佳。與傳統(tǒng)的塔器設(shè)備相比，該設(shè)備高度降低1 至2 個數(shù)量級，可大大節(jié)省場地和材料資源，是一種典型的資源節(jié)約型設(shè)備。該項獲發(fā)明專利的產(chǎn)品已在國內(nèi)300 多家企業(yè)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(chuàng)了在單臺超重力場旋轉(zhuǎn)床設(shè)備中完成工業(yè)生產(chǎn)連續(xù)精餾的先河。

超重力旋轉(zhuǎn)床又稱超重力機(jī)， 是20 世紀(jì)80 年代初從國外先發(fā)展起來的一種新型氣液傳質(zhì)設(shè)備，典型的結(jié)構(gòu)是填充式旋轉(zhuǎn)床， 其基本原理是利用旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一種穩(wěn)定的離心力場來代替常規(guī)重力場，使氣液兩相之間的傳質(zhì)傳熱或反應(yīng)過程得到強(qiáng)化。由于旋轉(zhuǎn)床設(shè)備具有體積小、重量輕、維修方便、靈活可靠等優(yōu)點，因而被稱為“化學(xué)工業(yè)的晶體管”。我國對于該技術(shù)的研發(fā)在1985 年前基本空白，1990年北京化工大學(xué)建立了我國第一家超重力工程技術(shù)研究中心，之后華南理工大學(xué)、湘潭大學(xué)、南京工業(yè)大學(xué)、浙江工業(yè)大學(xué)等一些高等院校也都相繼對其基礎(chǔ)理論展開研究， 包括對旋轉(zhuǎn)床內(nèi)的流體流動現(xiàn)象、流體力學(xué)特性、氣液傳遞過程及傳質(zhì)模型、停留時間測定、微觀混合特性及模型以及旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)對傳質(zhì)的影響等方面，并取得了不同程度的突破。

據(jù)介紹， 折流式超重力場旋轉(zhuǎn)床是浙江工業(yè)大學(xué)經(jīng)過多年努力， 于2004 年成功開發(fā)出的一種動、靜折流圈鑲嵌的旋轉(zhuǎn)床設(shè)備， 主要應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)中的精餾、吸收、解吸、除塵以及氣液、液液化學(xué)反應(yīng)等化工單元操作。該設(shè)備在研發(fā)過程中采用了多項創(chuàng)新技術(shù)， 使設(shè)備整體性能大大提升。

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

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(zhuǎn)床設(shè)備6 年來一直保持運行穩(wěn)定。該廠采用該設(shè)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 min 就可以正常進(jìn)出料； 三是設(shè)備安裝維護(hù)方便， 不再需要高空吊裝。2004 年， 折流式超重力場旋轉(zhuǎn)床裝置獲得了中國發(fā)明專利； 2006 年3 月， 被列為浙江省重大科技計劃招標(biāo)項目的高效氣液傳質(zhì)設(shè)備超重力場旋轉(zhuǎn)床項目通過了浙江省科技廳鑒定。

在強(qiáng)調(diào)節(jié)能減排的今天， 可大大節(jié)省場地和材料資源、效率高、能耗低的折流式超重力場旋轉(zhuǎn)床受到企業(yè)熱捧。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，該設(shè)備不同于傳統(tǒng)的填料式、碟片式和螺旋式等旋轉(zhuǎn)床，應(yīng)用于甲醇—水等體系的工業(yè)連續(xù)精餾過程具有效率高、能耗低、體積小等特點，技術(shù)處于國際先進(jìn)水平。

（錢伯章）