旋转部件:核心为高速旋转的转子(如填料床、筛板或转盘),通常由电机驱动。
外壳与进出口:外壳形成密闭腔体,设有气体和液体的进出口管路。
分布器:用于均匀分布液体,使其进入转子内部的超重力场。
液体通过分布器进入旋转的转子,在离心力作用下被撕裂成微小液滴、液膜或液丝,形成极大的相间接触面积。
气体(或另一液相)与液体在转子内逆向或同向流动,在超重力场中实现快速传质(如吸收、解吸、萃取)或化学反应。
离心力相当于重力的数十至数百倍,极大缩短传质时间,设备体积可比传统塔器缩小 1-2 个数量级。
传质效率高:超重力场下相际接触强度大,传质系数比传统设备高 1-3 个数量级。
设备紧凑:体积仅为传统塔器的 1/10-1/50,节省空间和安装成本。
操作弹性大:可适应气液流量的较大波动,适合小批量、多品种的精细化工过程。
能耗较低:尽管需消耗旋转动力,但相比传统塔器的能耗(如塔釜加热、泵功)可能更低。
过程强化:可实现快速反应、纳米材料制备、废气废水高效处理等。
旋转部件磨损:高速旋转可能导致填料或转子磨损,需定期维护。
压力降较高:气体通过转子时压力降较大,需配套合适的风机或泵。
放大效应:大型超重力床的设计和制造难度较高,目前多用于中小型装置。
气体吸收:如脱除 CO₂、H₂S 等酸性气体,或回收有机蒸气(VOCs)。
液体萃取:如芳烃分离、生物活性物质提取。
蒸馏与汽提:强化气液传质,替代传统精馏塔。
快速反应:如纳米材料(如碳酸钙、氢氧化镁)的制备,利用超重力场促进成核和均匀混合。
催化反应:气液固三相催化过程(如加氢反应)。
废水处理:强化臭氧氧化、光催化等深度处理工艺。
燃料电池:高效气体扩散与传质,提升电池性能。
药物结晶:控制晶体粒度和形貌,提高产品纯度。
食品杀菌与干燥:超重力环境下的快速传热传质过程。
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