超重力工程技術的基本原理是利用超重力條件下多相流體系的獨特流動行為,強化相與相之間的相對速度和相互接觸,以實現(xiàn)高效的傳質、傳熱和化學反應過程。其核心原理在于利用超重力環(huán)境下的物理和化學變化過程,通過旋轉設備產(chǎn)生離心力場來模擬實現(xiàn)。
超重力機的主要結構包括轉子、液體分布器和外殼。其中,轉子的作用是固定和帶動填料旋轉,液體分布器則是將液體均勻地噴灑在填料上,外殼則用來保護整個設備。
超重力設備的工作原理如下:氣相經(jīng)氣體進口管引入超重力機外腔,在氣體壓力的作用下由轉子外緣處進入填料;液體由液體進口管引入轉子內腔,在轉子內填料的作用下,周向速度增加,所產(chǎn)生的離心力將其推向轉子外緣。在此過程中,液體被填料分散、破碎形成極大的、不斷更新的微元,曲折的流道進一步加劇了界面的更新。液體在高分散、高湍動、強混合以及界面急速更新的情況下與氣體以極大的相對速度逆向接觸,極大地強化了傳質過程。
液體被轉子甩到外殼匯集后經(jīng)液體出口管離開超重力機,氣體自轉子中心離開轉子,由氣體出口管引出,完成整個傳質和/或反應過程。超重力技術的優(yōu)點在于能夠顯著提高傳質效率,同時減小設備體積和投資成本,并且具有操作簡便、安全可靠等優(yōu)點。因此,超重力技術在化工、制藥、環(huán)保等領域得到了廣泛應用。