超重力精馏技术因设备小、效率高、能耗低、易运转等优点，被广泛应用于能源、材料、石油、化工、环境、生物等多个领域，并带来巨大的经济效益和社会效益。超重力精馏技术不仅可以处理常规的有机溶剂，在处理贵重物质、热敏物质、有毒物质和高粘度物质方面更是独具优势，拥有十分广阔的发展前景。

01 超重力精馏原理

超重力精馏是一种新型的精馏技术，通过高速旋转产生的离心力来实现超重力场（10-1000g 作用下）的环境，即超重力因子β（ω2 r/g）通常可以达到350-450。在这样的环境下，精馏塔内的气、液两相速度被大幅度提高，其速度可达4-12m/s，远高于传统塔设备的1.5-1.6m/s，大大提高了液泛速度。

在转子高速旋转下，超重力塔内的液体被加速甩出，在转子及定子间折流流道中，被逆向行驶的高速旋转汽流剪切撕裂成微米至纳米级的液膜、液丝和液滴，从而极大地强化了气、液两相间的传热、传质过程，使传质效率比普通塔高出 10 多倍。同样产能所需的设备体积也大大缩小（高度缩小8-10 倍），同时使用超重力精馏设备分离效果也大为提高（单位体积内的理论塔板数大大提高，传质单元高度仅为1cm左右）。超重力精馏在设备体积、塔板压降等方面都具有巨大的优势。

02 相对传统精馏的优势

由于传统塔设备如填料塔、板式塔等，在重力场下的液泛速度较小，一般在1.5m/s～1.6m/s，当气相速度大于液泛速度时，塔设备内将产生液泛，导致精馏操作不能继续进行，从而限制了塔内气速的提高，气、液两相传质的强化也受到了限制，因此设备往往高达几十米。超重力精馏设备是在比地球重力加速度大得多的环境中工作，强化了相间传质过程，突破了重力场的影响，传质技术利用离心力代替了重力场，实现了传质过程的强化。在超重力场内，液体分散成液滴、液膜，并能快速实现相聚、分散，增加单位体积内气液接触面积，强化了微观混合，不到2 米的超重力精馏设备就可以取代几十米的塔设备。

与传统精馏设备性能对比

在处理量相同的前提下，超重力精馏设备高度由 15m 降低至 1.2m，基础要求大大降低；因设备体积缩小，易达到稳定状态，安装、拆卸、清洗、维修等作业简化，相对检修时间和检修作业劳动量也大大降低；由于设备体积较小，占地面积大幅减少，节约了土地资源。安全方面，由于超重力精馏设备系统空间缩小了近 7 倍，系统内的溶剂量减少，减少了蒸馏操作过程中的安全隐患。节能方面，可节约蒸汽15%以上。

03 超重力精馏应用

超重力精馏装置

超重力精馏塔作为回收溶剂的主要设备，实现了不同沸点混合液体的分离。工作时，来自储罐的待分离混合液经在线流量控制进入预热器内，与来自超重力精馏塔的馏分进行换热，既对馏分起到了降温作用，又对原料进行了加热，起到了很好的节能效果。经过预热的原料通过两路进入超重力精馏塔内，进塔的管道控制阀门通过DSC 系统在线调节流量，以达到最佳分离效果。降温后的馏分分为液相和气相，液相经冷凝器再次冷凝至 40°C以下，经检测符合要求的馏分进入成品罐内等待使用，若检测不能满足标准，通过中间罐收集后，将重新进入超重力精馏塔精馏。

由超重力精馏塔排放的废液进入再沸器内，通过蒸汽对废液进行加热，被汽化的废液作为热源进入塔内对原料进行加热，多余的废液经在线液位控制系统排出。来自中间罐和冷凝器的尾气，进入尾气吸收系统进行处理。

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