2　旋转填料床的应用

    由于具备了以上的特点和性能，所以它特别适用于下列特殊过程。

　　(1)热敏性物料的处理(利用停留时间短)；

　　(2)昂贵物料或有毒物料的处理(机内残留量少)；

　　(3)选择性吸收分离(利用停留时间短和被分离物质吸收动力学的差异进行分离)；

　　(4)高质量纳米材料的生产(利用快速而均匀的微观混合特性)；

　　(5)聚合物脱除单体(利用转轴内高切应力，能处理高粘性物体和停留时间短的特点)；

　　(6)可用于两相、三相、常压、加压及真空条件下。

　　2.1　国外应用研究的进展

　　国外在(1)精馏；(2)吸收(天然气干燥、脱碳、脱硫)；(3)解吸(从受污染的地下水中吹出芳烃)；(4)化学热泵(吸收解吸)；(5)旋转电化学反应器及燃烧电池(快速去除气泡,降低超电压)；(6)旋转盘换热器、蒸发器；(7)旋转聚合反应器；(8)选择性吸收分离天然气中的硫化氢和二氧化碳；(9)聚合物脱除挥发物(聚苯乙烯脱单体)等方面进行了多年的研究、开发和应用，一些已达到商品化的程度。

　　以上应用研究大部分由公司资助与大学合作进行，也有一些由政府支持。

　　2.2　国内的研究和应用

　　2.2.1　制备纳米粉体

　　随着尖端技术的高速发展，纳米无机非金属材料粉末正广泛应用于冶金、化工、电子、国防、航天及核技术等高科技领域。所谓纳米粉体通常是指尺度介于分子、原子与宏观物体之间，粒度在(1～100)nm范围内的微粉。随着物质的超细化，其表面电子结构和晶体结构发生了变化，产生了宏观物质所不具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应和宏观量子、隧道效应，使超细粉具有一系列特殊的电、磁、光等物理性质、化学特性。纳米粉体在电子、信息、宇航、国防、化工、冶金、机械、生物、医学、光学、陶瓷等诸多工业领域有特别广泛的应用前景，被誉为21世纪的新核心材料之一。

　　北京化工大学超重力工程技术中心在这方面取得突破性的进展，他们先后应用旋转填料床技术，制备了纳米粉体的碳酸钙、二氧化硅、碳酸锶等。他们在不添加任何晶体生长抑阻剂情况下已经制备了平均粒径为(20～50)nm的超细碳酸钙颗粒，其粒度可以通过工艺条件控制；以无水硝酸锶和无水碳酸钠为原料，制备了平均粒径为30nm的超细碳酸锶，其操作条件易于工业化；以二氧化碳气体和水玻璃为原料制备了平均粒径小于30nm的超细二氧化硅。华北工学院纳米粉体研究中心曾先后应用旋转填料床技术制备了纳米粉体氢氧化铝、氧化锌、硫酸钡等。他们应用传统工业的NaAlO₂为原料，通过控制工艺条件在旋转填料床的作用下已成功制备了粒径小于100nm的超细Al(OH)₃；应用气液相反应，以硝酸锌和氨气为原料制备了平均粒径(20～80)nm的超细ZnO；以BaS和Na2SO₄为原料，在南方化工集团的合作下已成功制备了平均粒径为25nm的超细BaSO₄，且通过了山西省科委的鉴定。

　　2.2.2　氨氮废水处理

　　华北工学院应用旋转填料床技术对太原化肥厂的甲醇装置含氨氮废水进行处理。当进口氨氮废水pH值为10.5～11.5，处理量为(20～50)L/h，气体量为(30～120)m3/h时。氨的单程吹脱率高达85%，气液比为1200，为传统吹脱法气液比的1/4～1/3，由于床层压降较小，气体用量减少，能耗明显低于传统吹脱法。
　　2.2.3　油田注水脱氧

　　北京化工大学应用旋转填料床用天然气对水进行氧解吸，出口氧含量低于ψ(O₂)=5×10-8的注水要求，应用旋转填料床技术其经济优异性远强于传统的工业。

　　2.2.4　锅炉水脱氧

　　北京化工大学已经应用旋转填料床处理出口氧含量小于7μg/L的10t/h锅炉水脱氧，已经通过部级鉴定。能够使脱氧标准全部达到国家标准并节省了大量高品位蒸汽，产生了很大的经济效益。

　　2.2.5　脱硫除尘

　　旋转填料床湿法脱硫除尘是将离心沉降、过滤、机械旋转碰撞、惯性碰撞捕获及扩散、水膜等多种除尘机理集于一体的除尘设备。华北工学院对南方化工集团和太原二电厂的灰尘进行处理，实验证明，在旋转填料床中利用Mg(OH)₂和Ca(OH)₂悬浮液吸收剂时，脱硫效率可达95%以上，完全达到国家排放标准，且经济效益明显，是理想的除尘设备。

　　2.2.6　生物氧化反应过程的强化

　　传统的生化反应一般在发酵罐中进行。由于物料的粘度不断增加，生化反应的速度受氧的传统控制，表观速度很低。为了达到一定的生产能力，发酵罐的体积较大。应用旋转填料床技术可以加快氧的传递，试验表明拟塑流体在旋转填料床中的氧传递速率较鼓泡搅拌釜中快6～20倍。这是因为拟塑流体在高速旋转的填料中表观粘度下降，从而提高了传质系数。

　　3　结束语

　　旋转填料床技术，以“Higee”的诞生为标志，近年来已取得了巨大的进展。作为一项全新的技术，从诞生到被社会普遍接受将是一个漫长的过程。它的特点和广泛的应用以及在这项技术中尚未充分揭示的现象和还未深入研究的理论内容像冰山的水下部分。但是无论如何，它已显示出这是一个全新的领域，是化学工程科学的新分支。由于它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的更小、更精、更安全、更高质量,以及具有传质强度高、通过强度高和停留时间短的优点,有能适应环境和对环境友好的特殊品质。旋转填料床中微观混合能被极大地强化，是适合快速反应的新一代反应器，从而成为21世纪的新型反应设备。