策略:降低转速或减少转鼓长度,避免过度分离导致能耗浪费。
案例:水相(ρ≈1 g/cm³)与卤代烃(如氯仿,ρ≈1.48 g/cm³)分离时,可采用中低转速(2000~3000 rpm),通过调节进料流量(如 0.5~1 m³/h)控制停留时间,确保两相快速分层。
核心措施:
提高离心力:将转速提升至 5000 rpm 以上(如管式离心机可达 15000 rpm),增强沉降驱动力。
优化转鼓结构:选用长径比大的转鼓(如 L/D > 3),延长物料停留时间,配合碟片倾角 15°~30° 缩短颗粒迁移距离。
辅助手段:添加密度调节剂(如无机盐增大水相密度),或采用梯度离心法(逐步改变转速)强化分离。
温度调控:
预热物料至 50~80℃(如植物油脱蜡),利用黏度随温度升高呈指数下降的特性(如蓖麻油在 80℃时黏度从约 1000 cP 降至 200 cP),降低流动阻力。
注意:热敏性物料(如生物酶)需采用低温(≤30℃)配合高转速(6000 rpm 以上)分离。
转速与流量匹配:
提高转速至 4000~8000 rpm,同时降低进料流量至 0.3 m³/h 以下,避免高黏度导致物料在转鼓内滞留。
防湍流设计:
降低转速至 1500~3000 rpm,防止低黏度液体在高速下产生涡流,同时在转鼓内增设挡板或导流槽,引导物料平稳流动。
破乳与聚结:
预处理添加破乳剂(如聚醚类表面活性剂),破坏乳化层;或通过静态混合器预聚结,增大颗粒尺寸(如从 5 μm 增至 50 μm)。
离心参数:
采用高转速(8000~12000 rpm)配合小间距碟片(间距 5~10 mm),缩短颗粒沉降距离(斯托克斯定律显示,粒径 d 增大 10 倍,沉降速度 v 提升 100 倍)。
低转速高效分离:
转速控制在 1000~2500 rpm,利用大颗粒快速沉降特性,减少能耗;同时提高进料流量至 1~2 m³/h,提升处理效率。
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