全氟成型離心萃取機的優(yōu)劣 |
隨著溶劑萃取行業(yè)的發(fā)展,離心萃取機的應(yīng)用越來越廣泛。因萃取體系大多是在酸、堿以及極性溶劑等強腐蝕、強極性溶劑的工藝條件下實施,加之工藝上的溫度、鹽分等影響,對離心萃取機的材質(zhì)要求比較嚴苛。在普通不銹鋼難以耐腐蝕時,選用工業(yè)純鈦、哈氏合金等投入成本又太高,市場上出現(xiàn)了所謂的全氟型離心萃取機、全塑型離心萃取機或氟塑料整體成型的離心萃取機等,根據(jù)宣傳具有耐腐蝕、耐溶劑、萃取效率高、節(jié)省功率等優(yōu)點。本文結(jié)合理論分析、實際應(yīng)用、國外發(fā)展等方面,對該類型設(shè)備試著進行全面分析。 (1)氟塑料的屈服強度一般在20MPa,僅為鋼材的1/10,甚至還低。作為離心萃取機的轉(zhuǎn)鼓,在旋轉(zhuǎn)時,轉(zhuǎn)鼓本身收到離心力場的內(nèi)應(yīng)力作用,此外還需經(jīng)受物料的離心壓力。在此力學(xué)綜合作用下,塑料的強度無法滿足,這也是塑料難以作為離心機旋轉(zhuǎn)件或壓力容器承壓件的重要原因,無法克服。 (2)因為塑料的自身強度低,難以克服離心力的應(yīng)力及物料壓力作用,全塑型離心萃取機必然轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)鼓長徑比小、轉(zhuǎn)鼓直徑小、轉(zhuǎn)鼓長度短,犧牲分離因數(shù)以及轉(zhuǎn)鼓的性能參數(shù)來制作,所以全塑型離心萃取機的應(yīng)用場合十分有限,僅在處理量小、易分離的特定場合,如密度差大的場合等。國外如法國、德國、美國均未把全塑型離心萃取機作為發(fā)展方向,而是向著新一代環(huán)隙式、大長徑比的方向發(fā)展。 (3)新一代環(huán)隙式、大長徑比的高參數(shù)離心萃取機是發(fā)達國家的技術(shù)發(fā)展趨勢,如法國羅伯特、美國阿貢實驗室等均以此作為發(fā)展方向。該型離心機的重要特點是:大長徑比。轉(zhuǎn)鼓直徑大,長度高,這個技術(shù)參數(shù)是為了確保分離時間長,而環(huán)隙結(jié)構(gòu)是為了保證混合傳質(zhì)效果好,以上兩點確保了萃取效率高——而這時全塑型離心萃取機無法達到的。 (4)新一代環(huán)隙式、大長徑比高參數(shù)離心萃取機結(jié)構(gòu)上采用上下支撐的結(jié)構(gòu),是為了確保轉(zhuǎn)鼓大長徑比的穩(wěn)定性和可靠性,底部的整裝式機械密封確保了整機的密閉。機械密封在轉(zhuǎn)速3000r/min以內(nèi)是通用機械行業(yè)最成熟可靠的密封型式,性能優(yōu)越,可靠穩(wěn)定。 (5)全塑型離心萃取機因自身強度缺陷,不能做成大長徑比的高參數(shù),轉(zhuǎn)速低、轉(zhuǎn)鼓短,單位時間內(nèi)進入的物料少,所以需求的電機功率小。但這不是節(jié)能。這是犧牲了處理能力、分離時間、萃取效率等代價換來的。一般萃取應(yīng)用時,多為多級串聯(lián),一旦意外停車,設(shè)備會積留物料,較小的功率配備難以負荷直接啟動,只能放空造成物料損耗;加之全塑離心萃取機壽命短,易變形,維修維護成本高,綜合下來,該設(shè)備的投資成本、使用成本反而更高。 (6)全塑型離心萃取機內(nèi)部連接只能采用螺紋或卡口型式,連接形式不可靠,沒有具體力學(xué)模型,這種結(jié)構(gòu)型式在離心力場、壓力場均未接受理論分析、實踐考驗,風(fēng)險性大。 綜上,全氟型離心萃取機、全塑型離心萃取機或氟塑料整體成型的離心萃取機作為一種概念性的離心萃取機,雖然引入了新材料,可以耐受腐蝕和溶劑極性,但作為一種工業(yè)設(shè)備,還需要從力學(xué)性能、結(jié)構(gòu)型式、材料性能研究等基礎(chǔ)研究做起。而市場上鋼襯塑型離心萃取機,在離心萃取行業(yè),是一種非常好的應(yīng)用創(chuàng)新。 |
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