策略:降低轉(zhuǎn)速或減少轉(zhuǎn)鼓長度,避免過度分離導致能耗浪費。
案例:水相(ρ≈1 g/cm3)與鹵代烴(如氯仿,ρ≈1.48 g/cm3)分離時,可采用中低轉(zhuǎn)速(2000~3000 rpm),通過調(diào)節(jié)進料流量(如 0.5~1 m3/h)控制停留時間,確保兩相快速分層。
核心措施:
提高離心力:將轉(zhuǎn)速提升至 5000 rpm 以上(如管式離心機可達 15000 rpm),增強沉降驅(qū)動力。
優(yōu)化轉(zhuǎn)鼓結(jié)構(gòu):選用長徑比大的轉(zhuǎn)鼓(如 L/D > 3),延長物料停留時間,配合碟片傾角 15°~30° 縮短顆粒遷移距離。
輔助手段:添加密度調(diào)節(jié)劑(如無機鹽增大水相密度),或采用梯度離心法(逐步改變轉(zhuǎn)速)強化分離。
溫度調(diào)控:
預熱物料至 50~80℃(如植物油脫蠟),利用黏度隨溫度升高呈指數(shù)下降的特性(如蓖麻油在 80℃時黏度從約 1000 cP 降至 200 cP),降低流動阻力。
注意:熱敏性物料(如生物酶)需采用低溫(≤30℃)配合高轉(zhuǎn)速(6000 rpm 以上)分離。
轉(zhuǎn)速與流量匹配:
提高轉(zhuǎn)速至 4000~8000 rpm,同時降低進料流量至 0.3 m3/h 以下,避免高黏度導致物料在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)滯留。
防湍流設(shè)計:
降低轉(zhuǎn)速至 1500~3000 rpm,防止低黏度液體在高速下產(chǎn)生渦流,同時在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)增設(shè)擋板或?qū)Я鞑郏龑锪掀椒€(wěn)流動。
破乳與聚結(jié):
預處理添加破乳劑(如聚醚類表面活性劑),破壞乳化層;或通過靜態(tài)混合器預聚結(jié),增大顆粒尺寸(如從 5 μm 增至 50 μm)。
離心參數(shù):
采用高轉(zhuǎn)速(8000~12000 rpm)配合小間距碟片(間距 5~10 mm),縮短顆粒沉降距離(斯托克斯定律顯示,粒徑 d 增大 10 倍,沉降速度 v 提升 100 倍)。
低轉(zhuǎn)速高效分離:
轉(zhuǎn)速控制在 1000~2500 rpm,利用大顆??焖俪两堤匦?,減少能耗;同時提高進料流量至 1~2 m3/h,提升處理效率。
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