一种高效精馏设备-超重力旋转床

超重力旋转床（高效精馏机）简介超重力旋转床又称（高效精馏机），是一种可以将已溶于水中的有机溶剂或多项混合有机溶剂、化学制品有机溶剂等从水中分离、萃取、精馏出来的成套完整工艺设备，其根本特性是有效替代精馏塔完成上述物理性化工处理过程，并具有节能、增效、净化尾液残留等显著特点，不能等同于仅仅是替代了精馏塔的工作环境。

在强调节能环保的今天，超重力旋转床的使用，将还给企业、社会与环境带来明显的经济利益和社会效益。

它可以广泛的被运用在制药、化工、酿酒、食品添加剂等生产过程中的有机溶剂回收利用。

例举：制药回液中的有机溶剂回收利用的意义：制药行业，总体说来，不外乎是萃取与合成着两种工艺过程的实现。

萃取：是将植物或动物体内有药用价值的物质提取出来的过程。

我们中药的熬煎过程实际就是简单的萃取。

如从黄姜中萃取“皂甙”，首先将黄姜清洗、粉碎，经过酸解或酶解，使其木质细胞壁被破坏（破壁处理），将处理后的黄姜侵泡在有机溶剂中，细胞内的“皂甙”物质，被溶剂溶出。

最后将溶剂加温汽化转移，就可以得到相对纯洁的“皂甙”，这个过程就是萃取。

在萃取的过程中，溶剂中会混入一定量的水。

合成：是将两种不同的化学制品合成为一个全新的化学制品。

如：“维生素A”的生产过程，“维生素A”以“β—紫罗兰酮”为基本原料，经过与乙炔气进行反应，在醇纳的催化下与C5醛缩合生成“维生素A醋酸酯”。

“维生素A”不溶于水，只溶于醇、醚、烃、卤代烃等大多数有机溶剂。

因此在它的合成反应中都只能在有机溶剂中进行，而部分反应剂和催化剂是溶于水的，所以反应后的溶剂中将存在大量的水，而对于“β—紫罗兰酮”精确控制要求溶剂必须在无水和单一的状态之下。

所以，在溶剂被使用后就无法再次使用了。

制药行业对有机溶剂的使用广泛且严格，超重力旋转床的推广使用，会给制药行业带来巨大的经济效益与工艺提升和工艺便捷。

一、超重力旋转床（高效精馏机）的工作原理：超重力旋转床是利用设备中活动塔板的高速旋转，产生的被分离精馏液体的重力加速度，来替代精馏塔将精馏液从高空向地面抛洒的自由落体的运动速度。

溶剂回收的新型设备——折流式超重力旋转床
俞云良; 徐之超; 计建炳
【期刊名称】《《上海化工》》
【年(卷),期】2006(031)002
【摘要】折流式超重力旋转床是一种新型、高效的精馏设备,主要介绍了其结构特点和工作原理,与常用填料式旋转床相比,折流式超重力旋转床可以更方便地实现连续精馏操作所必需的中间进料,并可在同一轴安装多个转子以提高单台设备的分离能力,而在转子之间没有动密封。

其在有机溶剂回收精馏过程中成功的工业应用,展示出十分广阔的应用前景。

【总页数】3页(P28-30)
【作者】俞云良; 徐之超; 计建炳
【作者单位】浙江工业大学化学工程与材料学院浙江杭州310014
【正文语种】中文
【中图分类】TQ051.1
【相关文献】
1.新型折流式超重力旋转床传质性能的研究 [J], 郭成峰;王广全;高升;姚文;周振江;计建炳
2.折流式超重力旋转床液泛和气相压降的实验研究 [J], 谢爱勇;李育敏;徐之超;王红军;计建炳
3.两种动折流圈折流式超重力旋转床气相压降的实验研究 [J], 谢爱勇; 李育敏; 徐之超; 王红军; 计建炳
4.溶剂回收的新型设备--折流式超重力旋转床 [J], 俞云良; 徐之超; 计建炳
5.高效节能的溶剂回收折流式超重力场旋转床 [J], 钱伯章
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超重力床精馏设备的工作原理
超重力床精馏设备是一种新兴的分离技术，主要应用于大规模的化工
生产和炼油行业。

其工作原理是通过利用超重力场对混合物进行分离。

超重力场是指超过地球重力场的作用力，一般在10-1000倍的范围之内，能够使混合物成分在分子水平上发生位移，从而实现分离。

超重力床精馏设备的组成通常包括床柱、进料分配装置、加热炉、冷
凝器、产物收集装置等部分。

其中床柱是实现分离的核心部件，由内
外两层筛管组成，空气在内层筛管中流动，而粉状物质则在外层筛管
中流动。

通过对床柱内外流体压降的控制，可以实现不同混合物的分离。

超重力床精馏设备在工作时，将混合物从进料分配装置中输入到床柱中，经过加热后，混合物在床柱中流动，同时被超重力场所作用。

不
同成分的位移速度不同，因此会出现不同的浓缩层，由此将混合物分
离成不同的组分。

分离后产生的气体、液体分别被收集。

超重力床精馏设备是一种高效、节能的分离技术，相比传统精馏技术，可以降低能耗、提高分离效率。

但是，由于其涉及到很高的工程技术
难度，目前在工业生产中还不是很普及。

随着科技的不断发展，相信
超重力床精馏设备在未来会得到更广泛的应用。

杭州科力高效精馏设备获国家科技创新基金资助
佚名
【期刊名称】《《机电信息》》
【年(卷),期】2009(000)011
【摘要】由杭州科力化工设备有限公司与浙江工业大学联合开发的一种高效精馏设备——超重力精馏机（折流式超重力旋转床）已经研制成功，该设备是对传统板式塔、填料塔的重大突破。

其由一个或多个高速旋转的转子组成，气液以逆向折流方式流经转子，进行接触传质。

国家级专家组对折流式超重力旋转床（专利号：ZL011343214、ZL200510049145．1）进行了鉴定，专家组成员一致认为，该产品已达到国际先进水平。

【总页数】2页(P3-4)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ223.121
【相关文献】
1.杭州师范学院获国家、省自然科学基金资助项目简介 [J],
2.天津农商银行“兴农助教”专项基金资助贫困学生工作圆满完成 100名学生获50万助学金资助 [J], 吴莹
3.但使学术味自醇望中寥廓树千晖国家社科基金资助学术期刊年度考核和专项资助揭晓，《改革》获专项资助 [J], <改革>编辑部
4.2008年我校两课题获国家社科基金项目资助、一课题获农业部“948”项目资助 [J],
5.杭州富春江水电设备有限公司独立研发的“农村小水电降压增容技术”项目又获国家科技部创新基金 [J],
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超重力床精馏设备的工作原理什么是超重力床精馏设备超重力床精馏设备是一种常用于化工过程中的分离技术设备。

它利用重力加速度的变化，通过设备内部的离心力场，实现对混合物的分离和纯化。

工作原理超重力床精馏设备的工作原理基于离心力的作用，离心力是物体在旋转运动中受到轴心力的作用产生的惯性力。

设备内部通过高速旋转，使得固体颗粒和液体分子在离心力的影响下，产生不同的分离效应。

1. 设备结构超重力床精馏设备通常由以下几个主要部分组成： - 主体结构：包括离心旋转导管、电机、床体等。

- 进料系统：用于将混合物引入设备内部。

- 出料系统：用于收集纯化后的物质。

- 控制系统：用于控制设备的运行参数，如转速、温度等。

2. 入料与分离超重力床精馏设备的入料系统将混合物引入设备内部。

混合物在离心旋转导管内受到离心力的作用，引起各组分的分离。

3. 纯化与收集在超重力床精馏设备中，离心力使得不同组分的密度不同，从而在离心旋转导管内形成不同的分层。

较重的成分会向离心旋转导管的外侧移动，而较轻的成分则靠近离心旋转导管的中心位置。

4. 重力场和离心力场超重力床精馏设备通过调节离心旋转导管的高速旋转，实现重力加速度的变化。

通常情况下，离心旋转导管的顶部接近真空，底部则是高压区域。

由于离心力的作用，底部的沉降区域将产生较高的离心力场，而顶部的浮升区域则产生较低的离心力场。

应用与优势超重力床精馏设备在化工领域具有广泛的应用和明显的优势： 1. 分离效率高：超重力床精馏设备利用离心力的作用，在相对较短的时间内实现高效的分离，提高工艺效率。

2. 适应性强：超重力床精馏设备适用于各种物质的分离，不受混合物性质的限制。

3. 无需添加化学物质：超重力床精馏设备在分离过程中无需添加其他化学物质，避免了对环境的污染。

4. 操作简便：超重力床精馏设备具有较简单的操作方式和维护流程，减少了人工成本。

发展趋势与前景超重力床精馏设备作为一种高效分离技术，具有广阔的发展前景和应用前途： 1. 过程优化：随着工艺技术的不断进步，超重力床精馏设备的工艺参数和设备结构将进一步优化，提升分离效率。

超重力床精馏设备运行机制解析1. 超重力床精馏设备概述超重力床精馏设备是一种用于分离和提纯混合物的装置，常用于化工、石油和制药等行业。

它利用与常规精馏不同的运行机制，能够有效地处理具有高粘度、高沸点和高含固体浓度的复杂混合物。

本文将对超重力床精馏设备的运行机制进行解析和分析，以帮助读者更全面地理解这一技术。

2. 超重力床精馏设备的原理超重力床精馏设备利用高速旋转的离心力和物料在重力场中的作用力，实现混合物的分离。

在设备中，混合物通过喷嘴进入转盘状床层，床层在高速旋转的离心力的作用下迅速展开成薄层。

不同的组分在离心力和重力的共同作用下，按照其相对密度和粘度的大小在床层中分层，从而实现分离。

3. 超重力床精馏设备的运行机制3.1 床层展开在超重力床精馏设备中，床层的展开是非常关键的一步。

在高速旋转的离心力作用下，床层迅速展开成薄层，扩大了相对于常规精馏设备的有效分离面积。

这样一来，床层内的混合物接触面积增大，分离效果也随之提高。

3.2 组分分层床层内的复杂混合物在高速旋转的情况下，不同的组分会按照其相对密度和粘度的大小在床层中发生分层。

重组分会向外侧移动，轻组分则会向内侧移动。

这种分层现象是超重力床精馏设备运行的核心机制，也是实现混合物分离的关键。

3.3 产物收集经过床层分离后，轻组分和重组分分别沿着不同的管道收集出来。

通过精心设计和控制，可以实现对不同组分的有效分离和提纯。

这个过程需要根据混合物的特性和要求进行仔细调整，以获得最佳的分离效果。

4. 对超重力床精馏设备的观点和理解超重力床精馏设备是一种创新的分离技术，具有高效、节能、节材等优点。

相比于传统的精馏设备，它能够在更短的时间内完成分离，处理更复杂的混合物，并且可以更好地保留组分的活性和品质。

然而，超重力床精馏设备在实际运行中也面临一些挑战，如转速的控制、床层的稳定性等。

总结与回顾超重力床精馏设备的运行机制是基于高速旋转的离心力和物料在重力场中的作用力，实现混合物的分离。

折 流 式 超 重 力 旋 转 床
俞 云 良， 之 超 ， 徐 王广 全 ， 计建 炳
（ 江 工业 大 学 化 学工 程 与 材 料 学 院 ， 州 ３ ０ １ ） 浙 杭 １ ０ ４
摘 要 ： 绍 了一种 新 型 、 效 的精 馏 设 备— — 折 流 式 超 重 力 旋 转 床 的 结 构 、 能 及 其 在 工 业 生 产 连 续 介 高 性
ｉｔｃ ａ ｔ ｕｃ ｅ ｓ ｕｌｉ ｓ ｉｓ， ｎｄ ｉｓ ｓ ｃ ｓ ｆ ｎｄｕ ｔｉ ｌａ ｌｃ ｔｏ ｎ ｏｎ ｉ ｕｏ ｓ ｉｌｔｏｎ ａ ｅ ｄ ｓ ｒｂｅ ｎ ｄｅ ａｌ ｓ ｒａ ｐｐ ｉａ ｉｎｓｉ ｃ ｔｎ ｕｓｄｉｔｌａ ｉ ｒ ｅ ｃ ｉ ｄ ｉ ｔ ｉ．Ｃｏ ｍ ｅ ｃａｌａ ｐｌｃ — ｍ ｒ ｉ ｐ ｉａ ｔｏｎ ｉｄｉａ ｅ ｔ ｔ１ —２ ｔ ｅ ｒ ｔｃ ｌ ｌ ｔ ｓ ａ ｅ ａ ｈｉｖ ｄ ｂｙ ＺＲＢ ｉｈ ８３ ｍ ｍ ｉ ａ ｅ ｅ ｎ ｏ ｙ ８ ｍ ｎ ｉ ｎ ｃ ｔｄ ｈａ ５— ０ ｈ ｏ ｅ ｉａ ｐ ａ ｅ ｒ ｃ ｅ ｅ ｗ ｔ ０ ｎ ｄｉｍ ｔ ｒ ａ ｄ ｎｌ ００ ｍ ｉ ｈ ｉ ｔ ａ ｄ ｉｓｓ ｐａ ａ ｉｎ ａｂｌｔ ｓ ｃ ｐ ｒ ｂ ｅｗ ｉｈ ｔ ｔｏｆｐａ ｋｅ ｏ ｕ ｎ ｗ ｈｉｈ ｈ ｉ ｓｍ ｏ ｅ ｔ ｎ １ ｎｄ ｒｔ ｅｇｈ ， ｎ ｔ ｅ ｒ ｔｏ ｉｉｙ ｉ ｏｍ ａ ａ ｌ ｔ ｈａ ｃ ｄ ｃ ｌ ｍ ｃ ｅｇｈｔｉ ｒ ｈａ ０ ｍ ｕ ｅ ｈｅ ｓ ｍ ｅｏｐｅ ａ ｉｇ ｏｎ ｔｏ ｂｕ ｐ ｃ ｃ ｕ ｅ ｓ ｌ ｓ ｈａ ． ＺＲＢ ｈ ａ ｒ ｔｎ ｃ ｄｉｉ ｎ， ｔｓ ａ ｅ ｏ ｃ ｐｉｄ ｉ ｅ ｓ ｔ ｎ ２ ｍ ｓ ｏｗｓ ｗ ｉｅ ａ ｌｃ ｔｏ ｎ ｉｄｕ ｔ ｙ ｎ ｄ ｐｐ ｉａ ｉｎｓ ｉ ｎ ｓ ｒ ｏｗ．

本实用新型是大气量超重力机，用于锅炉的除尘及去除ＣＯ↓［２］，ＳＯ↓［２］、氮氧化物或是应用于去除其它有毒、有害、异味气体等的空间及场合的装置。它包括侧面制有进气口的桶形的机壳，机壳中间设有垂直于机壳底板的转动体，转动体的侧壁是旋转填料床，机壳下部设有废液回流出口，转动体的顶端与引风机的进气管相连，整个转动体的下端与提供动力的传动装置相连接，所述转动体与机壳之间设有喷头。该实用新型具有稳定性好、通风阻力小，功耗低、能保持长时间的连续运转的除尘处理，经济性好的优点。
产品纯度 丙酮:< 99.7%/3台
乙醇:92%/1台 99.7%/2台
甲醇:99.7%
超重力旋转床是一种高效的强化传质和混合的新型设备。今提出了超重力旋转床中的水脱氧过程的传质模型,分别采用欧拉方法和拉格朗日方法对超重力旋转床中的气相和液滴的运动行为进行了数值模拟;在此基础上计算了液滴的传质系数,计算结果和实验结果符合较好,平均误差为7.9%。当超重力旋转床中液体存在的主体形式更接近于液滴时,模型计算结果误差减小。进一步讨论分析了液体和气体流量、转速以及填料内径的变化对于超重力旋转床体积传质系数的影响,分析表明旋转填料对液体剧烈地剪切破碎分散作用是强化传质过程的主要原因。
RPB-1.2 12000 550 1326×Φ850 470×470 <150
RPB-2.8 28000 900 1576×Φ1100 720×720 <250
注：1、风量波动(-50---+20%)，处理效率基本不变（＜5%）。
2、外形尺寸以最大投影尺寸计，设备支架可根据用户要求来定。
2、工作原理：作为连续相的气体由进气口进入壳体，在压差的作用下，从转子外缘沿着静折流圈与动折流圈之间的间隙曲折地由外向中心逐圈流动，最后经出气口离开床体；作为分散相的液体由进液口进入并被引流至动盘中心，随后被一系列高速旋转的动折流圈反复甩向静折流圈，最后在壳体内收集后由出液口引出。液相在其间经历了多次分散—聚集的过程，在此过程中，液体以极其细微的液滴甩离动圈，高速运动的液滴在静圈上被碰撞、剪切和飞溅，在旋转气体离心力的作用下形成了比表面积极大而又不断更新的气液界面，因此具有极高的传质速率。

超重力床是一种新型高效精馏设备，首创将超重力技术应用于工业生产中的连续精馏过程。

超重力床由一个或多个高速旋转的转子组成，气液以逆向折流方式流经转子，进行接触传质。

由此技术衍生的很多设备，但是大多用途差不多，这里以杭州钱江干燥设备有限公司的旋流剪切式超重力精馏塔为例。

旋流剪切式超重力精馏塔（也称快装式离心力精馏塔）是该公司与省级科研、设计单位联合研制的一种新型、高效的传质、分离设备，现已获得国家专利。

这种设备首先在国防、军工上得到应用，近年来逐渐在民用的化工、医药、轻工、石化、环保行业的溶剂回收、吸收脱硫等项目中得到应用。

其中我公司独创的“旋流剪切式超重力塔”是2元或3元组分产品连续精馏或间歇精馏不可多得的高手。

该设备具有体积小、重量轻、投资省、易运转、安全、可靠、灵活等优点，尤其是其占地少、占空间小（1.5米高的超重力塔相当于15米高的常规填料型精馏塔）、开停容易、安装方便、理论塔板数多，回流比小（单位长度上的理论塔板数是普通塔的5～10倍以上），节能明显，是常规塔无可比拟的。

其中“小型旋流剪切式超重力精馏塔”更是大、中学校、科研单位、工厂中试室或车间新产品开发、试制的不可缺少的设备。

本设备已用于甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、DMF、DMAC，N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂的精馏、回收操作。

对易发生共沸的二元或三元互溶混合溶剂的分离，我公司开发的双塔（超重力）组合的萃取精馏装置在无水乙醇、乙酸乙酯、乙腈等的制取中获得很好效果。

超重力塔也能在高真空条件下操作；高沸点馏份的真空精馏分离我公司也开发出一款能将分离所的产品在高真空下（无平衡罐）连续抽出的超重力塔连续精馏装置。

一下就是旋流剪切式超重力精馏塔优点：1）塔径大大减少（相等处理量下）2）塔高大大下降，传统塔一般高度>10米，超重力塔只有2米左右。

从而可大大节省土建费用，也能放在一般厂房或实验室中使用。

3）操作快捷、方便。

传统塔开车到塔顶达设计组分往往需2~5小时左右，而超重力塔达平衡只需30分钟左右。

设备的基本情况和技术参数
类 别
参 数
台数
备注
处理量
≥480kg/hr
1台
正己烷、醋酸异丁酯溶液
超重力旋转床直径
850mm
处理量
≥360kg/hr
1台
二氧六环溶液
超重力旋转床直径
650mm
处理量
≥420kg/hr
1台
乙酸乙酯溶液
超重力旋转床直径
750mm
二、适用范围
本验证方案适用于公司超重力旋转床系统的验证。
1台
二氧六环溶液精馏
物料提纯纯度
0.99
处理量
≥420kg/hr
1台
乙酸乙酯溶液精馏
物料提纯纯度
0.99
1.1.1设备整体要求
序号
要求
必需或期望
URS01
设备整体要求应符合中国GMP（2010年修订）要求。并按国家行业标准进行制作。
必需
URS02
应外观美观、耐气候变化、抗腐防锈功能强、强度好、超重力旋转床系统能够节约能源、降低维护、减少停工时间等特点，设备外壳
必需
URS25
全套设备在质保期内出现质量问题，供方免费更换零部件。
必需
响应
URS37
收到URS 10个工作日内提供详细的设备配置和报价书
必需
时限
URS38
合同签订后，90天内送货到现场
必需
报价
URS39
要求：在以上报价中，列出主要材料和部件的来源（如供应商、产品型号等）和技术标准
必需
一、
超重力旋转床是一种溶液精馏提纯设备，用于溶液的精馏提纯。其工作流程为：气相由进气口进入壳体，在压差的作用下，从转子外缘沿着静折流圈与动折流圈之间的间隙曲折地由外向中心逐圈流动，最后经出气口离开床体；液相由进液口进入并被引流至动盘中心，随后被一系列高速旋转的动折流圈反复甩向静折流圈，最后在壳体内收集后由出液口引出。液相在其间经历了多次分散—聚集的过程，在此过程中，液体以极其细微的液滴甩离动圈，高速运动的液滴在静圈上被碰撞、剪切和飞溅，在旋转气体离心力的作用下形成了比表面积极大而又不断更新的气液界面，从而与上升的气体进行传质传热，实现重组分向下聚集，轻组分向上聚集。液体提纯纯度的大小直接影响后续车间的生产，因此超重力旋转床系统必须经过验证合格后方可投入使用。

超重力床是一种新型高效精馏设备，首创将超重力技术应用于工业生产中的连续精馏过程。

超重力床由一个或多个高速旋转的转子组成，气液以逆向折流方式流经转子，进行接触传质。

由此技术衍生的很多设备，但是大多用途差不多，这里以杭州钱江干燥设备有限公司的旋流剪切式超重力精馏塔为例。

旋流剪切式超重力精馏塔（也称快装式离心力精馏塔）是该公司与省级科研、设计单位联合研制的一种新型、高效的传质、分离设备，现已获得国家专利。

这种设备首先在国防、军工上得到应用，近年来逐渐在民用的化工、医药、轻工、石化、环保行业的溶剂回收、吸收脱硫等项目中得到应用。

其中我公司独创的“旋流剪切式超重力塔”是2元或3元组分产品连续精馏或间歇精馏不可多得的高手。

该设备具有体积小、重量轻、投资省、易运转、安全、可靠、灵活等优点，尤其是其占地少、占空间小（1.5米高的超重力塔相当于15米高的常规填料型精馏塔）、开停容易、安装方便、理论塔板数多，回流比小（单位长度上的理论塔板数是普通塔的5～10倍以上），节能明显，是常规塔无可比拟的。

其中“小型旋流剪切式超重力精馏塔”更是大、中学校、科研单位、工厂中试室或车间新产品开发、试制的不可缺少的设备。

本设备已用于甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、DMF、DMAC，N-甲基吡咯烷酮等有机溶剂的精馏、回收操作。

对易发生共沸的二元或三元互溶混合溶剂的分离，我公司开发的双塔（超重力）组合的萃取精馏装置在无水乙醇、乙酸乙酯、乙腈等的制取中获得很好效果。

超重力塔也能在高真空条件下操作；高沸点馏份的真空精馏分离我公司也开发出一款能将分离所的产品在高真空下（无平衡罐）连续抽出的超重力塔连续精馏装置。

一下就是旋流剪切式超重力精馏塔优点：1）塔径大大减少（相等处理量下）2）塔高大大下降，传统塔一般高度>10米，超重力塔只有2米左右。

从而可大大节省土建费用，也能放在一般厂房或实验室中使用。

3）操作快捷、方便。

传统塔开车到塔顶达设计组分往往需2~5小时左右，而超重力塔达平衡只需30分钟左右。

专利名称：一种超重力旋转床及溶剂精馏系统专利类型：实用新型专利
发明人：底雪彪,何勇,李钊,张皓文,苏忠海
申请号：CN202020500719.2
申请日：20200408
公开号：CN212282936U
公开日：
20210105
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了包括筒型壳体和转动轴，转动轴与壳体转动连接，筒型壳体内设置有水平塔板和轴向塔板，水平塔板和轴向塔板交叉设置，筒型壳体上设置有液体进口、液体出口、气体进口和气体出口，转动轴设有中空内腔，中空内腔中轴设置有套管，套管的直径不超过液体进口的半径，套管的下端固定连接所述中空内腔底部，套管的腔体壁上设置有小孔。

还公开了一种溶剂精馏系统，气体进口连接再沸器，气体出口连接冷凝器，冷凝器连接成品罐和液体进口，液体出口连接再沸器，再沸器连接原料罐。

本实用新型容积小，占用空间不大，能够设置在生产车间；开停车容易，达到稳定状态快；传质和混合效率高；超重力旋转床内部无填料，清洗容易。

申请人：四川仁安药业有限责任公司
地址：638399 四川省广安市岳池县九龙镇工业园区健康路任安段9号
国籍：CN
代理机构：四川省成都市天策商标专利事务所
代理人：张秀敏
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一种高效精馏设备——折流式超重力旋转床引言在中小型农药、医药、精细化工等工业生产中，有机物的分离操作（如精馏、气提或吸收等）大量使用填料塔和板式塔等塔设备，液相在重力场的作用下与逆流的气相进行接触传质，达到分离提纯的目的。

在地球的重力场下，塔设备中的液膜流动较慢，汽液接触比表面积较小，传质效率相对较低，所以设备体积庞大、空间利用率低、占地面积较大。

超重力技术是上世纪80年代发展起来的强化气液传质的新型技术，其工作原理是利用高速旋转产生的数百至千倍重力的离心力场（简称超重力场）来代替常规的重力场，在超重力场下，液体分散飞行时所呈现的是非常细小的液滴、液丝状态，因此汽液接触的比表面积非常大，其极佳的微观混合以及极快的相界面更新特征，使其可以极大地强化气液传质过程，将传质单元高度降低1个数量级。

从而使巨大的塔设备变为高度不到2米的超重机，达到增加效率、缩小体积以及在有些场合可大幅降低能耗的目的。

目前国内外已将此类技术成功地应用到化工过程的吸收、解吸和反应操作过程，已报道的填充式或碟片式等几种类型的超重力旋转床至今都未能在单台设备中实现工业生产中的连续精馏过程。

浙江工业大学发明、与杭州科力化工设备有限公司联合开发的折流式超重力旋转床，已成功地应用于工业生产中的连续精馏过程，展示了很好的应用前景。

1 折流式超重力旋转床的基本结构、工作原理和特点折流式超重力旋转床是一种新型的超重力旋转床，其结构主要由圆形外壳和折流式转子组成。

折流式转子是旋转床的核心部件，见图1。

其工作原理是：具有特定结构的转子在壳体内高速旋转，气相由进气口进入壳体，从转子外缘进入转子内，液相由进液口进入转子中心，气液两相在转子内形成比表面积极大而又不断更新的气液界面，具有极高的传质速率。

最后气相经出气口离开床体；液相在壳体内收集后由出液口引出。

折流式超重力旋转床的特点：传质效率高，设备体积小，停留时间短，持液量小，抗堵能力强，操作维护方便，安全可靠，适用于贵重物料、热敏物料、高粘度物料或者有毒物料的处理，可以在高度、大小受限制的场合使用。

超重力旋转床工作原理
超重力旋转床工作原理是通过基于惯性和离心力的运动原理，以及采用超重力技术实现的一种床式设备。

它可用于仿真重力环境，以研究人体在高重力条件下的生理和生化变化。

其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 旋转速度调控：超重力旋转床通过控制电动机的转速，调节旋转床的旋转速度。

一般来说，旋转速度会根据需求在几倍地球重力的范围内进行调节。

2. 离心力的产生：当旋转床开始旋转时，床上的物体和人体也会随之旋转。

由于旋转的离心力的存在，重力会在床上产生一个人工的超重力环境。

离心力的强度与旋转的速度直接相关。

3. 超重力的模拟：超重力旋转床通过在旋转时产生的离心力（即体感加速度）提供一个人工的超重力环境。

模拟超重力的目的是为了研究和观察人体在高重力环境下的生理和生化变化，以及对人类航天和体育训练的应用。

4. 实验条件的控制：为了研究不同的超重力条件对人体的影响，超重力旋转床通常具有分段控制的功能，可以根据需要设置特定的旋转时间和超重力水平。

超重力旋转床的原理基于物体的惯性以及离心力的作用，通过旋转运动模拟高重力环境，从而使研究人员能够更好地了解人体在不同重力环境下的适应能力和生理变化。

1　超重力技术超重力技术是强化传递和多相反应的一项突破性技术，基本原理是利用超重力条件下多相流体系的独特流动行为，强化相与相之间的相对速度和相互接触，从而实现高效的传质传热过程和化学反应过程。

它的广泛适用性强，具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易运转、易维修、安全、可靠与灵活等优点[1]。

2　超重力设备结构及其工作原理本论文所设计的新型设备为具有内置中段板式冷凝器的用于精馏的超重力折流式旋转床，结构示意图如图1所示。

1.全凝器；2.回流液流量计；3.折流式旋转床；4-再沸器图1　具有内置中段板式冷凝器的用于精馏的超重力折流式旋转床的结构示意图工作原理：旋转床3、再沸器4、回流液流量计2与全凝器1组成全回流精馏系统。

超重力旋转填料床外面的冷却水通过静止的冷却液进口管和转动的冷却液进口管进入中段板式冷凝器，冷却水在换热板箱内一上一下流动，流过全部换热板箱后，冷却水通过旋转和静止的冷却液出口管流到超重力旋转填料床外面。

原料液注入再沸器中，再沸器通加热蒸汽，原料液部分汽化形成气体。

气体从气体进口通过第一通道口进入超重力旋转填料床底部，在压力作用下，气体再沿着动折流盘、静折流盘、动折流圈和静折流圈之间的折流圈通道，由外向内进行“S”形折流式流动，遇到中段板式冷凝器，气体从相邻换热板箱间隙流过，换热板箱中流动的冷却水使部分气体冷凝为液体，该液体与来自导液管排除液小孔处的液体汇合，在离心力的作用下向外流动，构成中段回流系统。

未冷凝的气体继续向第二通道口流动，从气体出口流出，进入全凝器，在全凝器中，气体全部冷凝成液体。

冷凝液体全部回流，经液体进口进入超重力旋转填料床，通过静盘上的导液管和导液管壁上开设的多排出液小孔喷射到第二通道口，在离心力作用下，液体从第二通道口经过折流圈通道向第一通道口流动，最终由液体出口排出，重新进入再沸器中[2]。

3　设备总体结构3.1　超重力折流式旋转床结构包括动力传递结构、转轴结构、冷却液传递反应结构、气体冷凝结构及固定构件结构。

２ 入 壳 体 ， 压 进 在
差 的作用 下 ， 从
转 子外 缘 沿 着 静 图 １ 折 流式 超 重 力场 旋转 床 结 构简 图
１ 转动盘 一 ２ 气体入 口管 ３ 折流圈 一 一 ６７ ， 一液体进料 管
转 床 ， 已成功 地应 用 于工业 生产 中的连续 精馏 过程 ［６ ４］ －， －
样 静 盘 上 的折 流 圈 与动 盘 也 留有 一 定 距 离 ， 成 了供 气 形
液 流 通 的折 流式 通 道 ， 图 １ 示 。 如 所
１２ 工 作 原 理 ．
等 ， 由于 单 台设 备 分 离 能 力 有 限 、 法 实 现 中间 进 料 但 无 等原因， 已报 道 的填 充 式 或碟 片 式 等 几种 类 型 的超 重 力
在 中小 型 农 药 、 医药 、 精细 化 工 等工 业 生 产 中 ， 机 床 的基 本 结构 、 有 工作 原 理 、 点及 其 在 工 业 生 产 中 的应 特
物 的分 离 操 作 （ 精 馏 、 捉 或 吸 收 等 ） 量 使 用 塔 器 ， 如 汽 大
包 括 填 充塔 和 板 式塔 ， 液 两相 依 靠 重 力场 的作 用接 触 气 用情况。
摘
要： 介绍 了一种新 型、 高效 的精 馏设备—— 折流式超重力 旋转 床的结构 、 工作原理 、 特点及 在工业生产连续 精馏 中
的应 用 ， 与传 统 塔 设 备 进 行 比较 。 结 果 表 明 ， 流 式 超 重 力 旋 转 床 由于 其 结 构 独 创 ， 质 性 能 好 ， 积 小 ， 度 低 ， 置 和 并 折 传 体 高 购 运 行 成 本 低 ， 用 维 护 方 便 ， ～ 值 得 大 力 推 广 的 资 源 节约 型气 液传 质 设 备 。 使 是 种 关 键 词 ： 流 式 旋 转 床 ； 馏 设 备 ； 剂 回 收 ； 重 力 折 精 溶 超