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VOL.52 廠務季刊 先進製程氨氮廢水處理系統展望_談超重力旋轉床未來發展

2.4 超重力旋轉床技術原理介紹及應用

超重力旋轉床源自於 1976 年美國太空計畫微重力場
(micro gravity) 試驗項目，後英國 ICI 公司以此理
論發展，並發現超重力的狀態下適合於蒸餾、吸收
及氣提等，故 ICI 公司中 Ramshaw 及 Mallison 等 圖 8： 旋轉填充床內液體流動型態
人於 1981 年發表專利，並將其應用於蒸餾及吸收流
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程。
超重力技術設備核心為一個轉筒，會在轉筒內裝入填
充物，並利用馬達帶動轉筒高速旋轉，進而產生離心
力，也稱之為超重力，而此設備通常被稱為旋轉填充
床 (Rotating packed bed)，因轉筒於高速旋轉中會
產生很大的離心力，會使液體形成微小並具高表面積
液滴，主要有三種方式 : ➀孔隙流 (Pore flow)；➁ 液
滴流 (Droplet flow)；➂液膜流 (Film flow)( 圖8)，
高表面積液體可以增加不同相間接觸面積，使之有較
強的質傳及處理效率。

目前市面上依據氣液接觸之方式，旋轉填充床可分為
逆流式與錯流式兩種，其結構請參照圖9(逆流式)及
圖 10( 錯流式 )。這兩種旋轉填充床的液體皆由中央
的液體分布器噴入旋轉填充床內，主要差異於逆流式
旋的氣體由側邊進入，而錯流式的氣體則是由底部進
入，而兩者的氣體最後都由床體上方排出。 圖 9：逆流式旋轉填充床

根據文獻得知旋轉填充床具有八點特性與優點：➀有
效縮減設備尺寸，節省成本；➁相較於傳統填充床，
具有較高的質傳效率；➂物料在設備內的滯留時間較
短；➃適用於高黏度流體；➄運轉操作簡單且快速到
達穩定狀態；➅產生較薄液膜；➆可均勻快速混合；
➇設備維修簡易。

而目前旋轉填充床可應用於以下用途：

❶蒸餾，如揮發性物質提濃及精煉。

❷吸收，如對 CO 2 的吸收、煙道氣中脫硫、廢氣中揮
發性物質去除。

❸奈米材料製備，如碳酸鈣、二氧化矽生產。
❹氣提，如廢水揮發性物質去除。

圖 10：錯流式旋轉填充床

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