多槽口旋转阀连续逆流离子交换和色谱分离系统
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前言

20世纪80年代美国AST公司研制和开发了一种新型离子交换和色谱分离系统——多槽口旋转阀连续逆流离子交换和色谱分离系统(ISEP系统)。该系统由一个多槽口分配阀和机械转盘两大部分构成,将传统固定床分为20~30个小树脂柱,由转盘带动树脂柱旋转,通过分配阀使液流和树脂柱形成逆向接触流动,从而将传统的固定床转化为连续操作,提高了树脂的利用率,使分离效率大大提高。ISEP在实践应用过程中,先后经过两次重大革新。第一次改进是芬兰Outotec公司研发的SepTor系统。它将旋转阀和转盘连为一体,使原来的两套机械和控制系统改为一套,简化了设备(称为第二代系统)。第三代系统是由美国IXsep公司和比利时Puritech公司相继独自开发的,工业上称为RDA和Ionex系统,第三代RDA/Ionex系统取消了带动树脂柱一起旋转的庞大的转盘系统,实现了树脂柱的固定安装,使设备结构进一步简化,设备安装、维修和控制更加方便。目前全球已有数百套装置广泛应用于多种工业生产领域。三代系统(ISEP、SepTor、RDA和Ionex)的工艺技术原理是相同的,通称为CCIX系统。

1995年,我国泉州大泉赖氨酸厂引进了第一套ISEP设备,之后二十多年来迅速扩展到其他应用领域。目前三代设备在国内均有应用,已有百余套装置在国内的生化、医药、发酵、淀粉糖、水处理以及其他化工领域中发挥着作用。随着第三代系统的出现,多槽口旋转阀连续逆流离子交换和色谱分离系统定会引起业界新的兴趣和关注。

笔者在美国沃斯特理工学院(WPI)化学工程系学习期间即涉及过这一课题,从参与我国引进第一套ISEP设备开始,一直跟踪这一技术的发展,在担任韩国东洲公司总工程师,以及美国Calgon公司、荷兰Outotec公司和美国IXsep公司高级顾问期间,亲自参与和见证了这一技术在我国从无到有、由小到大的发展历程,业务涵盖ISEP、SepTor及RDA/Ionex系统。在引进技术的基础上,我国高等院校、科研单位和生产企业的科技人员,以及硕士、博士研究生以此作为选题,做了大量有价值的应用开发研究工作,使这一技术得到了创新和发展。

笔者根据多年来在该领域的工作经验,包括实验室、中试的试验研究和开发,将CCIX三代技术和设备的基本原理、运行机制、工艺特点以及工业应用归纳整理成书,愿与业界人士共同探讨,以促进这一技术的发展,使其在我国经济建设中进一步发挥作用。成书过程中,G.Rossiter先生提供了主要文献资料,同时得到国内外专家的帮助,在此一并表示感谢。不足之处,请予指正。

著者

2016年12月