裝備技術水平落后于工藝技術進步一直是制約我國化工行業發展的一大瓶頸,現在,一批原來服務于航天、國防的先進裝備技術開始“放下架子”進入化工裝備領域。航天工業中的超重力場旋轉床先進技術,就被成功用于精餾和解吸等單元操作,從而大大提升了化工裝備技術水平。其中,浙江工業大學發明的高效氣液傳質設備——超重力場旋轉床,以其精巧的內部結構設計、高效的傳質能力以及突出的環保節能效果,引起了眾多化工企業的濃厚興趣,市場推廣漸人佳境。
據介紹,超重力場的技術原理在于通過旋轉床的高速旋轉,將液體甩出后,形成幾百倍于重力的離心力即超重力場,使氣體與液體在有限空間中得以快速、充分的接觸,實現高效率的傳質過程,從而達到過程強化和設備小型化的雙重目標。
浙江工業大學計建炳教授領導的課題組經過近5年的艱苦攻關,終于在2000年取得關鍵性突破,成,功推出了折流式超重力場旋轉床。之后該課題組又根據產品的實際應用進行不斷改進和完善,最終得到了用戶的認同。2004年,位于浙江臺州的浙江永寧制藥廠在精餾工段率先采用了浙江工業大學提供的超重力場旋轉床技術,實現了工業化應用,并獲得了國家授予的發明專利。今年3月,超重力場旋轉床又獲得了美國專利授權。
據計建炳教授介紹,超重力旋轉床技術徹底顛覆了傳統的板式塔和填料塔設備結構,采用了動靜結合的轉子結構。在氣液接觸中,傳質可分為兩個過程:一為液相甩離動圈時,作為分散相與氣體錯流接觸進行傳質;二為液相在靜圈壁上落下時,沿壁面旋轉運動,被不斷甩出來的液體碰撞擠壓,而持續更新其表面液膜。因此,該旋轉床具有較小的傳質阻力和極好的氣液相接觸過程。
經過近50家用戶應用表明:殼體高度0.8米的折流式旋轉床分離效果與十幾米高的填料塔相當。在化工、制藥及相關工業中使用,可節省大量的金屬和土地資源,同時節約了設備投資,提高了生產效益。
超重力場旋轉床還具有突出的節能環保特性,這是多家企業實際運用后得出的結論。實踐證明:折流式超重力場旋轉床與傳統的精餾塔相比,不僅設備體積大大縮小,而且生產效率也明顯提高。企業數據顯示:在直徑830mm、高度800mm的殼體內,叫安裝3層旋轉床,用于甲醇—水精餾,進料甲醇含量為61.8%,產品甲醇含量為99.6%,殘液甲醇濃度為0.4%,每天可生產甲醇11噸.每噸產品能耗僅135元,遠低于傳統的精餾塔設備能耗。除此之外,該設備還兼具了便于檢修、易于操作及開停車方便(開車時間僅需20分鐘)等諸多優點。
該技術的另一家受益者浙江鑫富藥業有限公司透露,該公司生產的泛酸鈣產品是一種醫藥中間體,屬熱敏性材料,在高溫狀態下極易分解,因些產品中溶劑的分離成為一個難以攻克的技術難點。他們原先采用填料塔進行汽提脫除溶劑,由于受熱時間長,產品質量難以得到保證,并且能耗大。2005年,該公司與浙江工業大學合作,引進了超重力場旋轉床設備,由于該設備優異的傳質效果,使物料交換過程大大縮短,從而有效實現了溶劑的安全分離,增強了產品在國際市場的競爭力,為該公司的泛酸鈣生產規模躍居全球第一提供了有力的技術支撐。