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   11.0 0.6 填料塔 13.8/7.2 0.433 0.8 0.83 折流式超重力床 甲醇/水 高度比/体积比 体积(m3) 总高度(m) 直径(m) 设备 物系 相同精馏要求折流式超重力床和填料塔的尺寸对比 七、超重力精馏技术特点 2、资源能源节约 折流式超重力床能耗降低主要来自于设备体积大幅度减小而带来 的热损失减小以及冷却水循环泵功率的降低二、超重力技术(Higee) 二、超重力技术(Higee) 四、结构创新——折流式超重力床 六、产业化应用 医药中间体超重力精馏装置 六、产业化应用 医药中间体超重力精馏装置 超重力 超重力 七、超重力精馏技术特点 1、体积小、高度低 1.13 9.0 0.4 填料塔 16.4/4.1 0.276 0.55 0.8 折流式超重力床 乙醇/水 3.11,可以被热损失减小的部分抵消的一般来说超重力床电机 功耗是。04 再沸器负荷kJ/h 1.02×104 8.46×104 1.101×104 11.01×104 设备热损失kJ/h 折流式超重力床 填料塔 折流式超重力床 填料塔 乙醇-水 甲醇-水 名称 精馏条件下折流式旋转床和填料塔的能量消耗对比 八、经济和社会效益 2、社会效益 (1)资源、能源节约 1 米高的折流式超重力床可代替10 多米高的精馏 塔1783.8 1870.0 2299.6 2435.6 产品单耗kJ/kg 89.189×104 93.497×104 114.982×104 121.782×104 总能耗kJ/h 10 - 10 - 电机功耗kW 0.39 1.21 0.5 1.87 水循环泵功耗kW 85.45×104 93.06×104 111.2×104 121.1×1,仅为精馏塔的1/4钢材用量和占地面积,设成本显著降低辅助设 施建;及高空作业等在精馏塔 建设中必须考虑的因素(2)生产安全 无需考虑台风、雷击、地震,性大大提高生产的安全,作和维修方便实际使用时操;空间受限的场合(3)应用在。权发明专利6 项十、知识产权 授,授权实用新型专利8项其中美国专利1项 ,ting beds US7344126B2 4、一种折流式气液错流型超重力场超重力床装置 ZL4.4 5、一种同心圈式错流型超重力场超重力床装置 ZL7.7 6、折流式气液错流型超重力场超重力床装置 ZL6.3 谢谢编制企业标准1项 发明专利: 1、折流式超重力场超重力床装置 Z4 2、多层折流式超重力超重力床装置ZL5.1 3、Equipment of multi-rotors zigzag high-gravity rota! 2011年3月 一、项目背景 1、化学工业一方面向大型化发展* 超重力精馏技术的研发 及产业化应用 浙江工业大学 计建炳, 化精细化方向发展另一方面向产品功能;生产成本的不断提高2、随着环保要求和,溶剂回收日益增多多品种小批量 的;节约日趋紧迫3、资源能源。此因,工装备对于节能减排研发小型高效的化,新需求具有重要的意义满足化学工业发展的。备小型高效的重要途径化工过程强化是实现设,馏设备小型高效的目标超重力技术可实现精。式超重力床是我国原创的精馏设 备一、项目背景 本项目研发的折流,了产业化并实现,际先进水平技术处于国,丰富了精馏技术其工业应用成功;工、医药化工等产品品种多超重力精馏技术适合精细化,敏物料的分离和空间受限的场合批量小的场合以及高粘度、热。:1970 年代末期美国太空计划征求微重力场研究项目超重力技术简介 二、超重力技术(Higee) 起源,科学研究小组提出英国 ICI 新。用离心力场代替重力场Higee原理:利,提高10倍以上气液传质速率。力气液接触设备 超重力精馏装置 精馏塔 1812年第一座精馏塔应用气相 液相 g 常规气液接触设备 液相 气相 a = w2r 超重,0年的历史已有近20。1年申请了世界上第一个填料式超重力床专利英国ICI公司Ramshaw教授在198;和纳米材料制备中得到应用已在吸收、解吸、气液反应;目标用于精馏开始的研究,馏成功应用但未能在精。华体汇真人(官网)有限公司 Packed Bed (HIGEE) 碟片填料式 螺旋板式 二、超重力技术(Higee) 常见超重力旋转床的结构 超重力旋转床的优点 传质效率/通量非常高Gas Inlet Gas Outlet Liquid Outlet Liquid Inlet Rotor Rotating Shaft Rotating,液泛不易;非常高液速,物料的处理适于高粘度;程度很大微观混合,米粉体材料适于制备纳;量很小持液,毒物料的处理适于贵重/有;时间极短气液停留,物系的分离适于热敏;自清洗转子可,结垢物料处理适于含固/;向随意安装方,颠簸抗,运动物体可安装于。ee) 现有超重力旋转床的缺点 每台设备需2个动密封二、超重力技术(Higee) 二、超重力技术(Hig,串联困难多转子,而影响设备的寿命且上动密封易腐蚀。体转动转子整,现中间进料故难以实,于全回流只能用。连续精馏若要实现,台旋转床则需用2。受动平衡的限制)转子的直径有限(,触时间极端短而且因气液接,能力受到限制设备的分离,精馏分离的要求不能满足常规。转子上进料1、难以在;液体进口 9-液体分布器 10-上动密封 11-上盖板 12-气体进口 中间 进料 3 2 1 4 5 6 7 8 9 10 11 12 结构:1、转子整体旋转2、分离能力不能满足精馏的要求 三、填料式超重力床未能在精馏中应用的原因 1-下盖板 2-下动 3-转轴 4-液体出口 5-壳体 6-转子 7-气体出口 8-,管之间有动密封2、转子与气相。 再沸器 四、结构创新——折流式超重力床 1、转子由动、静部件组合(b)填料式超重力床 顶产品 中间 进料 冷凝器 精馏段 提馏段,子上进料可在转,相管的动密封省掉转子与气。 11 2 8 1 3 5 6 7 9 10 4 液体出口 气体出口 气体入口 填料 动密封 液体入口 动密封 四、结构创新——折流式超重力床 1-动盘 2-动折流圈3-气体进口4-11-动盘 2-动折流圈 3-气体进口 4-静折流圈 5-静盘 6-气体出口 7-液体进口 8-中间进料 9-壳体 10-液体出口 11-转轴 1 3 4 5 6 7 9 10 8 2,2, 1 2 3 4-1 4-2 4-3 5 6 7 8 9 10 11 12 2、多层转子同轴可放便可靠地串联3-液体进口5-静盘 6-静折流圈7-气体出口8-导流管 9-回流管 10-壳体 11-液体出口12-转轴,大大提高分离能力。新——折流式超重力床 3、动、静折流圈作为气液接触元件四层转子串联 可以达到32块 理论塔板数 四、结构创,布均匀气液分。0.7块理论板每个传质单元, 提 馏 段 底产品 顶产品 中间 进料 再沸器 冷凝器 精馏段 提馏段 (c)折流式超重力床 上板静止下板旋转27块/米 四、结构创新——折流式超重力床 (a)填料塔 底产品 顶产品 中间 进料 冷凝器 再沸器 精 馏 段,上动密封可省掉,高 上板静止设备可靠性提,在上板任意位置进料口可设置,间进料实现中,转子的气液接触元件为折流圈因而可用于连续精馏过程 ,料的液体分布器不需要中心进,液以“S”形路线通过折流圈防堵塞的能力强 转子内气,径增长流动路,间延长停留时,一个壳体内实现多转子同轴串联有利于提高传质效率 易于在,夜体流量对压降的影响 五、设备性能研究 转速对功耗的影响 五、设备性能研究 气液流量和转速对传质效率的影响 每个传质单元0.7块理论板理论塔板数成倍的提高 四、结构创新——折流式超重力床 折流超重力旋转床特点 五、设备性能研究 气体流量对压降的影响 五、设备性能研究 ,期运转动密封的可靠性和转子动平衡的要求 2、通过工业化试验27块/米 五、设备性能研究 机械性能的研究 1、对设备长,安全性进行 了长期考察对可操作性、稳定性和;空到常压3、从真,与设备 相匹配的系列研究试验对不同的精馏体系进行了工艺。和工业应用经验积累经过十多年的研究,用一条龙的成套超重力精馏技术形成了 设计、制造和工业应。ng.Chem.Res研究结果在Ind.E,.ProcessChem.Eng,油化工等国内外期刊上发表了数十篇论文Chin.J. Chem.Eng.石。、已应用于多种体系的连续精馏、解吸和萃取精馏过程六、产业化应用——精馏流程 六、产业化应用 1;烷、三乙胺/甲基异丙胺/水、萃取精馏制水乙 醇及医药中间体分离30多种体系等2、甲醇/水、DMSO/水、甲醇/甲缩醛/水、甲醇/叔丁醇、氯 化苯/异己;、江西、贵州、 广东等12省市产业化应用3、浙江、江苏、湖北、山东、河南、安徽;200多台套台4、推广设备,度不断加快且推广速;备已连续运行六年多2004的第一套设,能稳定设备性。的分离 泛酸钙(维生素B5)脱除甲醇六、产业化应用 1、热敏高粘度产品。粘度、热敏高沸点、高,0%的甲醇含有水和1,<0.1%要求甲醇,能到0.3%采用填料塔只,出口无法。无 冷冻机组kW 有 无 真空系统 冷冻盐水 循环水 冷却系统 8 无 再沸器容积m3 0.3% 0.1% 产品中甲醇含量 2 2 原料处理量t/h 填料塔 折流式超重力床 名称 80 12 系统所占空间m3 六、产业化应用 2、建立分布式溶剂回收模式(a) 进料 进料 水蒸气 水蒸 真空系统 冷却水 甲醇 甲醇 冷冻盐水 产品 产品 (b) 六、产业化应用 折流式超重力床和填料塔主要技术指标的对比 16 4 系统占地面积m2 35 18 总电功消耗kw 无 18 超重力床电机kW 15 无 线 ,剂及时分离产品与溶。力精馏装置 六、产业化应用 无水酒精超重力萃取精馏装置 超重力 超重六、产业化应用 乙醇-水超重力精馏装置 六、产业化应用 甲醇-水超重力

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