利用折流式超重力床進(jìn)行溶劑精餾分布式布局設(shè)計(jì)及比選.pdf

1、超重力技術(shù)是利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場(chǎng)來(lái)代替常規(guī)重力場(chǎng)，從而極大強(qiáng)化傳遞和分子混合過(guò)程的突破性技術(shù)?？缮a(chǎn)出傳統(tǒng)設(shè)備難以生產(chǎn)的更精、更小、更安全、更高質(zhì)量產(chǎn)品，且具有更能適應(yīng)環(huán)境和對(duì)環(huán)境友好等特殊性能。本文以乙腈水溶液中回收乙腈為例，進(jìn)行了傳統(tǒng)溶劑回收塔的模擬設(shè)計(jì)，超重力床在乙腈回收中的應(yīng)用設(shè)計(jì)，同時(shí)對(duì)比傳統(tǒng)回收塔與超重力床各自的優(yōu)缺點(diǎn);討論了使用傳統(tǒng)精餾塔時(shí)采用的集中布局和使用超重力床時(shí)采用的分布式布局的差別，以便于將超重力床更好的應(yīng)

2、用于溶劑精餾回收，最終減小溶劑回收設(shè)備體積，降低設(shè)備成本，從而使效益最大化;同時(shí)實(shí)現(xiàn)將溶劑回收設(shè)備靈活地安裝在車間的適當(dāng)位置的目的，合理利用空間，減少工廠內(nèi)部輸送，節(jié)約成本，提高生產(chǎn)安全性。
　　本文精餾回收案例擬定的設(shè)計(jì)目標(biāo)，是在常壓下，從乙腈質(zhì)量濃度為15％的水溶液回收乙腈，要求回收產(chǎn)品中乙腈的質(zhì)量濃度不低于83％，乙腈廢水中乙腈質(zhì)量濃度不高于0.1％，乙腈回收率大于99％。原料液質(zhì)量流率為1.5t/h。
　　采用Asp

3、en Plus模擬傳統(tǒng)乙腈回收塔流程，經(jīng)物性模型的選擇、二元交互參數(shù)的修正、流程的模擬和優(yōu)化后，得到優(yōu)化流程的結(jié)果為:回收塔理論塔板數(shù)22塊，進(jìn)料板第13塊，回流比為0.554，塔頂乙腈含量0.835，塔釜乙腈含量0.313‰，餾出液流量269kg/h。公用工程循環(huán)水消耗18983.5kg/h，深冷水消耗1941.6kg/h，蒸汽消耗293.2kg/h。
　　在Aspen Plus模擬結(jié)果的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)折流式超重力床，設(shè)計(jì)結(jié)果為:

4、折流式超重力床型號(hào)為850IV，轉(zhuǎn)軸上串聯(lián)四層轉(zhuǎn)子，第一二層轉(zhuǎn)子包含12個(gè)靜圈和11個(gè)動(dòng)圈，第三四層轉(zhuǎn)子包含10對(duì)動(dòng)靜圈，進(jìn)料位置為二三層轉(zhuǎn)子之間?？紤]余量的旋轉(zhuǎn)床氣相壓降約為2kPa。旋轉(zhuǎn)床的液體加速功率為11.1kW，選擇功率為18.5kW的電機(jī)。
　　比較了傳統(tǒng)乙腈回收方法與應(yīng)用超重力床的乙腈回收方法。在工藝流程上，傳統(tǒng)方法較超重力方法復(fù)雜;在設(shè)備選型上，傳統(tǒng)方法較超重力方法使用更多、更大的設(shè)備;在設(shè)備布置上，傳統(tǒng)方法較超重

5、力方法需要更多的空間。
　　對(duì)傳統(tǒng)回收流程采用的傳統(tǒng)式布局和超重力床采用的分布式布局進(jìn)行了比較。在投資方面，傳統(tǒng)式布局投資額約為165.32萬(wàn)元/年，分布式布局投資額約為85.14萬(wàn)元/年，分布式布局優(yōu)于傳統(tǒng)式布局;在能耗方面，傳統(tǒng)式布局能耗費(fèi)用約為67.04萬(wàn)元/年，分布式布局能耗費(fèi)用約為67.64萬(wàn)元/年，分布式布局與傳統(tǒng)式布局相近;在空間使用方面，傳統(tǒng)式布局需要建造三層廠房并設(shè)置外管，分布式布局僅需要單層廠房且無(wú)需設(shè)置外管，

6、分布式布局比傳統(tǒng)式布局占據(jù)更少空間;在方法驗(yàn)證方面，傳統(tǒng)式布局和分布式布局都經(jīng)過(guò)大量理論和實(shí)踐的驗(yàn)證;在規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)方面，傳統(tǒng)式布局容易形成重大危險(xiǎn)源，必須遵循十分嚴(yán)格的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、政策設(shè)計(jì)和運(yùn)行，分布式布局可通過(guò)限制流程中循環(huán)的溶劑總量，避免被定為重大危險(xiǎn)源，在保證安全生產(chǎn)的同時(shí)，可降低設(shè)計(jì)難度、建設(shè)成本和運(yùn)行費(fèi)用。
　　超重力床工藝在處理量較小，高黏度和發(fā)泡物料的處理，貴重、有毒、易燃、易爆和熱敏物料的處理，空間受到限制的場(chǎng)合，基