[01605278]高效流体混合与连续分离新技术

流体混合操作是化学工业和其他工业中最常见的操作,可分为互溶流体混合和不互溶流体混合,不互溶流体混合难于互溶流体混合。对不互溶流体混合的要求是： （1） 快速混合均匀,即快速把一种流体分散到另一种不互溶流体中去,且使不互溶流体间的两相界面表面积尽可能大,即使混合后的分散相液滴尽可能小; （2） 规定时间内始终处于均匀混合状态; （3） 使已形成的两相界面不断更新; （4） 用于连续混合时,参与混合的物料在混合设备内停留时间一致。 传统的混合的方式常用的有搅拌混合、喷射混合、塔式混合。这些传统的混合方式或生产效率不高,或投资高、占地面积大,或混合效果达不到过程的本质需求。为满足不断发展的工业生产要求,人们在不断开发新的混合方式和混合装备,取代传统的混合操作,以实现各种生产过程更高效节能及绿色生产。 静态混合是20世纪70年代初国外开发的可以取代传统搅拌混合、喷射混合、塔式混合的一种先进混合方式。1970年美国凯尼斯公司开发出了世界第一台Kenics型静态混合器;1973年瑞士Sulzer公司开发出了SMV型静态混合器,随后不久,Sulzer公司又开发出了一种SMX型静态混合器,70年代末,日本东丽公司提出了Hi型静态混合器,其它国家关于静态混合器的研究鲜见报导。我国静态混合技术研发应用开展较晚。 静态混合器是一种没有运动构件的高效管式设备,管内设置具有特殊结构及形状的扰流构件,扰流构件与管壁间无相对运动。二股或多股流体在管内流经扰流构件时,被构件反复切割、扭曲、旋转、分散、合并而不断改变流动状态和流动方向,使管中心处流体不断移动至管周边,同时将周边流体推向中心从而形成良好的径向混合效果,而不出现轴向返混。与传统混合设备相比,其混合效果优异、投资少、能耗低、操作弹性大等优点。 沈阳化工大学在国内较早研究静态混合技术并进行静态混合技术的工业化应用,2004年经国家科技部批准,承担了国家“十五”重点科技攻关计划项目“静态混合反应技术在气-液、液-液反应大宗化工原料生产中的应用开发（2004BA319B1）”,2007年通过国家科技部验收。之后转入了一些静态混合技术在工业生产中的应用。但早期所用静态混合器为国外研发,不具有我们自己的知识产权。 为了使我国在静态混合技术领域赶超世界先进水平,我们在积累国外静态混合器使用经验的基础上,研发出了具有我国自主知识产权的新型静态混合器其混合性能、传热性能、能量消耗优于国外静态混合器,研发并进行我们自己的静态混合器在工业生产中的应用,取得了如下显著成果,包括： 1、开发了适合不互溶混合的具有我国自主知识产权的静态混合器和静态混合管式反应器,获发明专利6项 2、开发了与不互溶流体连续混合配套操作的非均相混合液连续分离装置,获发明专利2项 3、发明了采用静态混合技术与非均相分离技术相结合的多种化工生产新工艺及新装备,获发明专利4项、实用新型专利1项、待授权发明专利1项 4、为更好指导应用,进行了静态混合技术的流动特性、停留时间分布、传热性能等方面应用基础研究。近五年在《Industrial ＆ Engineering Chemistry Research》、《International Journal of Heat and Mass Transfer》、《Applied Thermal Engineering》、《Chemical Engineering ＆ Technology》、《Chemical Engineering Research and Design》、《化工学报》、《机械工程学报》等国际TOP及知名期刊累计发表论文27篇,SCI、EI收录20篇。 5、在我省及省外形成了一批应用成果,创造了显著的经济效益、环境效益和社会效益。 6、经委托辽宁省科技情报所国际国内联机检索,本成果研发的不互溶流体混合技术与非均相分离技术为国际首创。 7、开发的连续三氧化硫磺化、连续硝化、溶媒洗涤回收等工艺技术符合国家产业结构调整政策,为国家鼓励类项目。