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技術文章
超重力旋轉(zhuǎn)精餾機的優(yōu)勢
當前化學工業(yè)一方面向大型化發(fā)展，另一方面向產(chǎn)品功能化精細化方向發(fā)展而且隨著環(huán)保要求和生產(chǎn)成本的不斷提高，多品種小批量的溶劑回收日益增多，資源能源節(jié)約日趨緊迫。因此，研發(fā)小型的化工裝備對于節(jié)能減排，滿足化學工業(yè)發(fā)展的新需求具有重要的意義。化工過程強化是實現(xiàn)設備小型的重要途徑，超重力旋轉(zhuǎn)精餾技術可實現(xiàn)精餾設備小型的目標。
本公司產(chǎn)品靈感來源于現(xiàn)今市場及實驗室理論上擁有的超重力旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)，并結(jié)合實際應用過程中產(chǎn)生的問題加以改進后得到的成品。本公司產(chǎn)品實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，技術處于先進水平，其工業(yè)應用成功豐富了精餾技術，堪稱國精餾設備中的*；
超重力精餾技術適合精細化工、醫(yī)藥化工等產(chǎn)品品種多，批量小的場合以及高粘度、熱敏物料的分離和空間受限的場合。
一、超重力旋轉(zhuǎn)精餾機主要有以下幾項優(yōu)點：
二、已解決的有超重力旋轉(zhuǎn)精餾機的缺點：
類別 | 解決前 | 解決后 |
機械密封冷卻水 | 上機械密封冷卻水流出靠溢流 | 機械密封皆處于相對密閉狀態(tài)，不會出現(xiàn)水流或水滴飛濺的狀態(tài)， |
機械密封腐蝕 | 機械密封易腐蝕而影響設備的壽命。 | 采用新型密封結(jié)構(gòu)，即使密封端面受到嚴重腐蝕也不會有溶劑溢出 |
軸承冷卻潤滑 | 常規(guī)軸承冷卻靠水冷卻黃油潤滑，需要定期添加黃油，以保證軸承的安全使用 | 采用油泵循環(huán)供油冷卻和潤滑軸承，更易養(yǎng)護，使用壽命延長10倍 |
產(chǎn)量 | 受制于設備直徑 | 已經(jīng)產(chǎn)業(yè)化應用大直徑型號設備 |
設備腐蝕 | 通常用304或316L不銹鋼材質(zhì)或鈦材 | 真在研制新型價優(yōu)耐腐蝕材質(zhì)設備，有望在近期內(nèi)解決Cl-、酸等腐蝕性物質(zhì) |
安裝情況 |
| 本公司可提供安裝及配件支持，實現(xiàn)交鑰匙工程。 |
沸點（耐溫） | 受機械密封材質(zhì)影響，無法適用于沸點較高的物系 | 本公司機械密封結(jié)構(gòu)及材質(zhì)改進后，可適用于真空條件下沸點在320℃以下的物系 |
外觀 | 不甚美觀 | 拋光或噴砂處理或保溫處理，再使用的基礎上，更加美觀 |
三、某溶劑回收超重力旋轉(zhuǎn)精餾機和用戶現(xiàn)場使用填料塔主要技術指標的對比
名稱 | 超重力旋轉(zhuǎn)精餾機 | 填料塔 |
處理量kg/h | 1000 | 1000 |
產(chǎn)品中水含量 | <0.5% | 0.5% |
再沸器容積m³ | 3 | 8 |
冷卻系統(tǒng) | 循環(huán)水 | 循環(huán)水+冷凍水 |
真空系統(tǒng) | 無 | 有 |
冷凍機組kw | 無 | 20 |
真空機組kw | 無 | 15 |
超重力電機kw | 18 | 無 |
總電功率消耗kw | 18 | 35 |
占地面積m² | 5 | 16 |
系統(tǒng)空間m³ | 12 | 80 |
蒸汽耗量kg/h | 670 | 800 |
設備高度 | 1.2m | 15m |
廠房 | 可以不需要 | 需要 |
平衡時間 | 20min | 120min |
綜合節(jié)能 | 5-20% | - |
檢修時間 | 數(shù)小時 | 數(shù)日 |
維修費用 | 低 | 高 |
傳質(zhì)效率 | 10 | 1 |
廢液排放 | zui低可達0.5%以下 | 3%左右 |
熱敏物料 | 可以 | - |
設備成本 | 體積小，構(gòu)造簡單，省去復雜的管線連結(jié)，因此投資成本不大，可應用于貴重金屬制造設備。 | 體積大，需配合接口設備，工程浩大，因此設置的成本較大。
|
操作特性 | 啟動快，易于達到穩(wěn)定狀態(tài)；操作范圍大，操作量可隨轉(zhuǎn)速增加利于試驗工廠級的實驗測試。同一套設備可操作不同系統(tǒng)，如真空或高黏度系統(tǒng)。 | 啟動后，需較久時間達到穩(wěn)定。操作特性局限于初始設計，在特定條件下要有特定的設備與周邊配合，且處理量愈大就愈需要更大設備。在程序放大的研究上需多套設備來因應實驗測試的需求。 |
維修改裝 | 拆裝、清洗、維修容易。 填充物的改裝較容易。 | 不易拆裝、清洗與維修。 填充物的改裝困難，用量較多。 |
四、超重力旋轉(zhuǎn)精餾機在實際應用中可建立分布式溶劑回收模式
即產(chǎn)品與溶劑及時分離，不需要專門建立溶劑回收車間來回收溶劑，可直接在使用車間實現(xiàn)溶劑回收，節(jié)省大量的輸送費用。
超重力旋轉(zhuǎn)精餾機溶劑回收方式與傳統(tǒng)方式對比
五、超重力旋轉(zhuǎn)精餾機在實際應用中的主要技術特點
1.體積小、高度低
相同精餾要求超重力旋轉(zhuǎn)精餾機和填料塔的尺寸對比 | |||||
物系 | 設備 | 直徑(m) | 總高度(m) | 體積(m3) | 高度比/體積比 |
甲醇/水 | 超重力旋轉(zhuǎn)精餾機 | 0.8 | 0.8 | 0.433 | 13.25/5.89 |
填料塔 | 0.6 | 9.0 | 2.55 | ||
乙醇/水 | 超重力旋轉(zhuǎn)精餾機 | 0.8 | 0.55 | 0.276 | 20/5.24 |
填料塔 | 0.4 | 11.0 | 1.4 | ||
2.資源能源節(jié)約
超重力旋轉(zhuǎn)精餾機能耗降低主要來自于設備體積大幅度減小而帶來的熱損失減小以及冷卻水循環(huán)泵功率的降低，一般來說超重力床電機功耗是都可以被熱損失減小的部分抵消的。
精餾條件下超重力旋轉(zhuǎn)精餾機和填料塔的能量消耗對比 | ||||
名稱 | 甲醇-水 | 乙醇-水 | ||
填料塔 | 超重力旋轉(zhuǎn)精餾機 | 填料塔 | 超重力旋轉(zhuǎn)精餾機 | |
設備熱損失kJ/h | 11.01×104 | 1.101×104 | 8.46×104 | 1.02×104 |
再沸器負荷kJ/h | 121.1×104 | 111.2×104 | 93.06×104 | 85.45×104 |
水循環(huán)泵功耗kw | 1.87 | 0.5 | 1.21 | 0.39 |
電機功耗kw | - | 10 | - | 10 |
總能耗kJ/h | 121.782×104 | 114.982×104 | 93.497×104 | 89.189×104 |
產(chǎn)品單耗kJ/kg | 2435.6 | 2299.6 | 1870.0 | 1783.8 |
含水50%原料處理量kg/h | 750 | 750 | 400 | 400 |
3. 其他效益
1）資源、能源節(jié)約
1米高的超重力旋轉(zhuǎn)精餾機可代替10多米高的精餾塔，鋼材用量和占地面積僅為精餾塔的1/4，輔助設施建設成本顯著降低；
（2）生產(chǎn)安全
無需考慮臺風、雷擊、地震及高空作業(yè)等在精餾塔建設中必須考慮的因素，生產(chǎn)的安全性大大提高，實際使用時操作和維修方便；
（3）在空間受限的場合應用更加合適。
（4）維護成本降低。
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