超重力_个性主题超重力黑科技_超重力化工

近年来，我国文献中有关“超重力脱硫”的报导可谓铺天盖地，应用领域涉及天然气选吸脱硫、脱碳、脱水与液相氧化法脱硫等等，但遗憾的是迄今为止尚未发表过令人信服的工业试验数据。从文献报导看，所谓超重力脱硫实际是在旋转填料床(RPD)中实现的溶液法气体脱硫过程；而实质上是一种置于离心力影响下填料接触塔（器），以气相为连续相时其结构简图如图1所示。

图1 旋转填料床气液传质系统结构示意图

一．超重力脱硫是一个错误的概念

地球重力即为引力（g），是当前自然界中已经确认的四种相互作用力之一，而所谓“超重力”（supergravity）则是理论物理中假设的、目前尚在探索中的一种力，它与本文讨论的RPD风马牛不相及。同时，超重力既非强化传质工艺，也非强化传质设备，如何能进行脱硫？因此，超重力脱硫是一个错误的概念。有趣的是在讨论RPB（包括我国作者发表）的英文文献中，只有Higee System或RPB两种提法，从未见过supergravity desulfurization 这样的提法。由此可见，超重力脱硫也是一个颇具中国特色的错误概念，似乎有意要将众所周知的旋转填料塔说得神乎其神，实际是混淆了离心力与重力这种完全不同的作用力。

强调上述基本概念，并非咬文嚼字。在RPB中，由于较高的g是由离心力诱导而来，因而的升高值与，相互间影响非常复杂；且力是矢量而具有方向性，从而更增加了问题的复杂性。超重力

作为强化传质设备的旋转填料床应用于伴有化学反应的气液吸收过程，如原料气醇胺法脱硫、脱碳和尾气选吸脱硫等，虽然国内外均开展过大量研究，但目前国内外对离心力作用的本质、强化传质的机理、传质系数的数学模型、设备结构的改进等方面的认识，远未达到商业化应用的水平。

二．离心力增加对重力的影响迄今未能建立定量的关联模型

离心力（Centrifugal force）是一种惯性的表现，实际是不存在的。为使物体做圆周运动，物体需要受到一个指向圆心的力——即向心力；通常在文献中是将与向心力相平衡、而方向相反的虚拟力称为离心力（F）。在式（1）中，m表示物体的有效质量；v表示沿周界运动的速度；r表示圆周半径；ω表示角速度（即1s旋转的弧度，v=ωr）。

上式表明，离心力F将随转子的有效质量、角速度和转子半径的增加而增加。超重力但由于在RPB中，处理物系与工况条件的相互影响关系错综复杂；因而离心力增加对重力g变化的影响，迄今未能建立定量的关联模型。例如，文献报导的一个研究正戊烷/正已烷精馏系统的RPD，其外壳半径为8.0cm，内部半径为2.2cm，轴长为4.0cm。当此RPB在300rpm~2400rpm范围旋转内时，产生的离心力相当于。如果在离心力方向上的产生的力仅有5g，在重力方向上产生的影响必然很小，甚至完全没有影响，故此项研究就从转速500rpm开始。

三．建立适合工业装置应用的RPB内部传质模型非常困难

从基本原理的角度分析，RPD是一种利用强大的离心力促使重力g增大以强化气液传质的设备。因此，处于离心力场影响下RPB的液相体积传质系数（）必然与填料床半径及其旋转速度密切有关。

Yi-Shao Chen等在外径（ro）为6cm，内径（ri）为1-5cm的RPB中，测定了O2-丙三醇系统在不同液流量及旋转速度下的，在液相流量为882ml/min工况下的测定结果如图2所示。

图2 在不同内径RPB中与旋转速度与的关系

从图2所示数据可以归纳出两个结论：

（1） 随着RPB半径增加降低；

（2） 随着旋转速度增加增加。

由于填料床半径及旋转速度对填料床表面液体的流体力学性能及气液传质效率所产生的影响极其复杂，故建立适合工业装置应用的RPD内部的传质模型非常困难。Yi-Shao Chen等在关量实验数据的基础上，提出了如式（2）所示的传质模型。尽管（2）已经相当复杂，但它仅能应用于实验所涉及的设备尺寸与工况条件范围而不能外推。当将式（2）推广应用于各种不同半径、不同物料体系的RPB系统时，就可能出现误差极大的计算值，甚至得出完全错误的结论。