大自然带来的启发--反升华分离技术在产品提纯等方面的应用

反升华分离技术在产品提纯等方面的应用

作者:Frank Schmitter 文章来源:GAE公司 发布时间:2013-05-17
如何经济地分离那些量非常小的原材料?反升华分离技术是最合适的解决方案.这种不常使用的分离技术能够帮助提高产品的纯度,同时是一种经济的分离技术.

如何经济地分离那些量非常小的原材料?反升华分离技术是最合适的解决方案。这种不常使用的分离技术能够帮助提高产品的纯度,同时是一种经济的分离技术。

每一个人都能够理解大自然中的反升华现象,例如冬天的霜实际上就是空气中的水直接转换成的固态形式。在流程工艺技术领域中,反升华偶尔会作为材料分离技术被提及。利用这种方式分离出来的产品纯度、分离率以及分离成本和环境保护方面都非常突出。而且,往往只需一个(小型的)反升华器就能够帮助用户解决一系列的难题。

反升华器工作原理

反升华就是直接从气态中分离出固态(结晶)物质。在Log p/T曲线中对冷凝水的反升华进行了限定。一种能够在这一曲线三相点以上被冷凝的气体也可以在三相点以下实现反升华。即便高于三相点,气体也可以从气态转换到固态,只是这种转换不是直接转换,而是先变成冷凝水。气态的物质首先变成了液体,但马上在冰冷的表面上冻结,这就是我们在自然界中看到的冰雨。

当要分离的物质能够采用反升华工艺分离时,分离的物质很少或者极少的情况下反升华是一种非常经济的解决方案。GEA公司的反升华器系列产品适合于少量物质分离的设备,Pluto系列产品是专门为每小时气体流量5~500kg而设计的反升华器。与大型的反升华器不同,小型的反升华器没有翅片管,它所使用的是结构非常紧凑的薄片,可能实现高达100m2的换热面积。

应用实例

Pluto反升华器的典型应用是污染气体的净化。化学工业领域中的燃油箱或者储罐,那些存储可燃或者易爆材料的容器,都要定期的充入惰性气体。这些惰性气体可以是氮气和氦、氖、氩等稀有气体。随着时间的推移,保护气体会受到沉积物质的污染。为了把这些可以反升华的污染物除去,应用反升华器作为重要的呼吸冷却器。在这样的应用中,通常只在储罐车或者容器中直接安装一个Pluto反升华器,因为一个批次的流程工艺过程中反升华物质的积累速度很慢,所以只需安装一个反升华器。

在化学和医药工业领域中,生产过程中通常会投入、使用大量高价值原材料。但是,经过反应过程之后最终生产出来的成品中并没不含有全部投入的高价值原材料。例如碘,它比其他的卤族元素蕴藏量要少,因此价格较为昂贵,同时它也属于有毒有害物质。利用微型反升华器可以重新回收99.5%的这种高价值元素。

反升华还是一种原材料分离技术,例如从保护环境的目的出发利用稀释剂进行清洗。若对使用过的清洗液进行反升华处理就可以省去清洗液的净化处理。反升华处理的纯度和分离率都非常高。另外,从成本和费用的角度来考虑,反升华技术的成本费用比较低,在遵守操作使用规范的情况下只需目视检查,几乎免维修,没有运动零部件,同时因其结构紧凑占地面积很小。

模块化反升华器

在流程工业领域中,经常会出现真空发生器吸入已经受到污染的气体情况,并有可能引起堵塞。在PSA(邻苯二甲酸酐)生产过程中,GEA公司研发设计了一整套真空设备预装部件。其中安装使用了两个对泄露出来的饱和蒸汽进行净化的Pluto反升华器,从而避免了后续连接真空发生器的蒸汽发生器的堵塞。在PSA生产过程中,每个Pluto反升华器都有两个分别净化两股气流的净化腔和一个混合反升华后的气流混合腔。经反升华处理后,出口的气流重新变成非常干净的空气。

GEA公司从1954年开始就研发和生产反升华器,最开始生产的是PSA生产过程中使用的反升华器。从1982年开始他们开发了微型Mini反升华器产品。GEA公司自主设计和生产产品,因此能够考虑并满足流程工业用户的所有要求,从而能够生产出完全符合用户需要的产品。

另外,GEA公司也能够焊接特种金属材料,非常注重产品的安全性和工艺可靠性,同样也考虑到了多种多样的国际认证。

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