離心力(li)(li)(li)場(chang)(超重力(li)(li)(li)場(chang)) 被用于(yu)(yu)相(xiang)(xiang)間(jian)(jian)分(fen)離,無論(lun)在日常生活還是在工業(ye)應用上,都已(yi)有相(xiang)(xiang)當長的(de)(de)歷史。但(dan)為(wei)一(yi)項特定的(de)(de)手段用于(yu)(yu)傳(chuan)質(zhi)過程(cheng)的(de)(de)強(qiang)化(hua)(hua),引(yin)起工業(ye)界的(de)(de)重視是70 年(nian)代末出現的(de)(de)“Higee”, 這是英(ying)國(guo)帝國(guo)化(hua)(hua)學公司的(de)(de)ColinRamshaw 教(jiao)授領(ling)導(dao)(dao)的(de)(de)新(xin)科學小組提出的(de)(de)專利技術。它的(de)(de)誕生最初是由設想用精餾分(fen)離去應征美(mei)國(guo)太(tai)空(kong)署關(guan)于(yu)(yu)微(wei)重力(li)(li)(li)條(tiao)件(jian)(jian)下太(tai)空(kong)實驗項目引(yin)起的(de)(de)。理論(lun)分(fen)析表(biao)明(ming), 在微(wei)重力(li)(li)(li)條(tiao)件(jian)(jian)下,由于(yu)(yu)g →0 ,兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)接觸過程(cheng)的(de)(de)動力(li)(li)(li)因(yin)素即浮力(li)(li)(li)因(yin)子(zi)△( ρg ) →0 ,兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)不會(hui)因(yin)為(wei)密度差而產(chan)生相(xiang)(xiang)間(jian)(jian)流(liu)動。而分(fen)子(zi)間(jian)(jian)力(li)(li)(li),如(ru)表(biao)面張力(li)(li)(li),將會(hui)起主導(dao)(dao)作用,液(ye)(ye)體(ti)團(tuan)聚,不得伸展,相(xiang)(xiang)間(jian)(jian)傳(chuan)遞(di)失去兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)充分(fen)接觸的(de)(de)前提條(tiao)件(jian)(jian),從而導(dao)(dao)致相(xiang)(xiang)間(jian)(jian)質(zhi)量傳(chuan)遞(di)效果(guo)很(hen)差,分(fen)離無法(fa)進(jin)行。反之,“g”越大(da), △(ρg) 越大(da),流(liu)體(ti)相(xiang)(xiang)對(dui)滑(hua)動速度也(ye)越大(da)。巨(ju)大(da)的(de)(de)剪切應力(li)(li)(li)克服了(le)表(biao)面張力(li)(li)(li),可使液(ye)(ye)體(ti)伸展出巨(ju)大(da)的(de)(de)相(xiang)(xiang)際接觸界面,從而極大(da)地強(qiang)化(hua)(hua)傳(chuan)質(zhi)過程(cheng)。這一(yi)結論(lun)導(dao)(dao)致了(le) “Higee”(High“g”)的(de)(de)誕生。
70 年代末至(zhi)80 年代初,英國(guo)帝國(guo)化學工(gong)業公(gong)司( ICI) 連續提(ti)(ti)出被(bei)稱之(zhi)為“Higee”的(de)(de)多項(xiang)專利。利用旋轉(zhuan)填料(liao)床中產生的(de)(de)強(qiang)大(da)離(li)心力(li)———超(chao)(chao)重力(li),使(shi)氣、液(ye)(ye)的(de)(de)流速(su)及填料(liao)的(de)(de)比表面(mian)積大(da)大(da)提(ti)(ti)高而不液(ye)(ye)泛。液(ye)(ye)體在高分散、高湍動、強(qiang)混合(he)以(yi)及界面(mian)急速(su)更新的(de)(de)情況下與氣體以(yi)極大(da)的(de)(de)相(xiang)對速(su)度(du)在彎曲孔(kong)道中逆向接觸,極大(da)地強(qiang)化了傳質(zhi)過程。傳質(zhi)單元高度(du)降低(di)了1～ 2 個數量級,并且顯示出許多傳統設備所完全(quan)不具(ju)備的(de)(de)優點。從而使(shi)巨(ju)大(da)的(de)(de)塔器變為高度(du)不到2 m 的(de)(de)超(chao)(chao)重機。因(yin)此。超(chao)(chao)重力(li)技術(shu)被(bei)認為是強(qiang)化傳遞和(he)多相(xiang)反應(ying)過程的(de)(de)一項(xiang)突破性技術(shu),被(bei)譽(yu)為“化學工(gong)業的(de)(de)晶體管”和(he)“跨世紀的(de)(de)技術(shu)”
離(li)心力場(chang)(超重力場(chang))被用于相(xiang)間分離(li),無(wu)論在日常生(sheng)活還是在工業應用上,都已有相(xiang)當長的(de)歷史。
1925年Myers制作了(le)帶有轉轉動體的錐(zhui)形截板式蒸餾(liu)桂。
1933年，Plackek發(fa)明了側面閉(bi)合的螺旋式(shi)氣(qi)液(ye)(ye)接(jie)觸(chu)裝(zhuang)置，液(ye)(ye)體(ti)沿螺旋板由內向外(wai)與逆流(liu)流(liu)動的氣(qi)體(ti)相接(jie)觸(chu)。幾年后，該(gai)裝(zhuang)置又有(you)所改進，使用帶有(you)突起的同心(xin)圓筒(tong)以增加接(jie)觸(chu)時間。
1954年，Chambers開發了附在旋轉平(ping)扳上(shang)的(de)圓(yuan)環(huan)構成(cheng)的(de)離心吸收器。
1965年，Vivian將一個(ge)填料塔固定在大離(li)心(xin)機的(de)旋轉(zhuan)(zhuan)臂上，以(yi)測定離(li)心(xin)加(jia)速(su)度對傳質系(xi)數的(de)影響，實驗表面：液(ye)膜傳質系(xi)數與加(jia)速(su)度的(de)0.41～0.48次方成正比。Vivian是率先利用(yong)旋轉(zhuan)(zhuan)床進行傳質研究的(de)，但沒有提出(chu)旋轉(zhuan)(zhuan)床域超重力這一概念。
1969年，Todd迸行(xing)了離心接觸(chu)器的(de)實驗(yan)，該(gai)接觸(chu)器由相隔1英(ying)寸的(de)12層環(huan)狀同心篩(shai)板組成，在流體流動上，與篩(shai)板塔相類(lei)似。
首次(ci)出(chu)現超重力概(gai)念是(shi)20世紀70年代末出(chu)現的(de)“Higee”，并引起工業(ye)界的(de)重視,這是(shi)英國(guo)帝(di)國(guo)化(hua)學公(gong)司的(de)ColinRamshaw教授(shou)領導的(de)新科學小(xiao)組提(ti)出(chu)的(de)專利技術(shu)。
誕(dan)生(sheng)最初是由設想用(yong)(yong)(yong)精(jing)餾(liu)分離去應征(zheng)美(mei)國(guo)太空署關于微(wei)重(zhong)力條件下(xia)(xia)太空實驗項目引(yin)起的(de)。1976年，美(mei)國(guo)太空署征(zheng)求(qiu)微(wei)重(zhong)力場(chang)實驗項目，英國(guo)ICI公司(si)（帝國(guo)化(hua)學公司(si)）的(de)ColinRamshaw教(jiao)授等(deng)做了化(hua)工分離單(dan)元操(cao)作——蒸餾(liu)、吸收等(deng)過程中微(wei)重(zhong)力場(chang)影響效(xiao)應的(de)研究(jiu)，發現在零重(zhong)力的(de)狀態下(xia)(xia)，其——液(ye)(ye)(ye)(ye)間的(de)傳(chuan)(chuan)質是不可能(neng)的(de)，氣體和液(ye)(ye)(ye)(ye)體不能(neng)有(you)效(xiao)地(di)分離，而超(chao)重(zhong)力使(shi)液(ye)(ye)(ye)(ye)體表面張力的(de)作用(yong)(yong)(yong)相對變得微(wei)不足(zu)道(dao)，液(ye)(ye)(ye)(ye)體在巨大的(de)剪切力作用(yong)(yong)(yong)下(xia)(xia)被拉(la)升或撕裂成微(wei)小的(de)液(ye)(ye)(ye)(ye)膜、液(ye)(ye)(ye)(ye)絲和液(ye)(ye)(ye)(ye)滴，產(chan)生(sheng)巨大的(de)相間接粗面積，因此極(ji)大地(di)提高(gao)了傳(chuan)(chuan)遞速率(lv)系數，而且還(huan)使(shi)氣液(ye)(ye)(ye)(ye)逆流操(cao)作的(de)泛點速率(lv)提高(gao)，大大增加了設備的(de)生(sheng)產(chan)能(neng)力，這些都對分離過程有(you)力。這一研究(jiu)成果促成了超(chao)重(zhong)力分離技術的(de)誕(dan)生(sheng)。
在1981年ICI公司Ramshaw教授(shou)申請了世界上(shang)第一(yi)個(ge)填料(liao)式(shi)超重(zhong)力(li)床專利，在之后(hou)的幾年時間（198l～1983年）連續提出(chu)了名為HIGEE(超重(zhong)力(li))新技術的多項專利。
超重力技術的出現，對傳質(zhi)過程的強化(hua)可(ke)以說是(shi)一個(ge)質(zhi)的飛躍(yue)，20世紀80年代以來，人們(men)開始意識到這項技術在化(hua)工(gong)(gong)領(ling)域具有(you)(you)廣闊(kuo)的應用前景。目前世界上許多大的化(hua)學(xue)公司(si)都在競相(xiang)超重力技術(HighGravityTechnology)進(jin)行開發研(yan)究，并進(jin)行了一定的中試或工(gong)(gong)業化(hua)運(yun)行。目前已(yi)有(you)(you)多個(ge)加壓(ya)、常壓(ya)、負壓(ya)裝置在運(yun)行，包(bao)括進(jin)行吸收、解(jie)吸、萃取(qu)、精餾等操作及實(shi)驗。在工(gong)(gong)程化(hua)方面有(you)(you)一定程度的進(jin)展。
英國(guo)Newcastle大(da)學、美國(guo)CaseWesternReserve大(da)學、美國(guo)TexasAustin大(da)學和美國(guo)Washington大(da)學在超重力裝置的(de)研究(jiu)開發中處于世界先進水(shui)平。
1983年(nian)，ICI公司報道了工(gong)業(ye)規模的(de)HIGEE裝裝置平行(xing)于(yu)傳(chuan)統(tong)板式塔進行(xing)乙(yi)醇和異丙醇與苯(ben)和環己烷分離，成(cheng)功(gong)運(yun)行(xing)了累計數千小時的(de)情況，肯定(ding)了這一新(xin)技(ji)術的(de)工(gong)程和工(gong)藝可行(xing)性。
1984年，美國(guo)專(zhuan)門(men)從事塔器與塔填(tian)料制造，并占有(you)世界重要(yao)市場的(de)Glitsch公(gong)司(si)于購買(mai)了(le)ICI公(gong)司(si)的(de)HIGEE專(zhuan)利(li)，并成立(li)了(le)專(zhuan)門(men)的(de)HIGEE研(yan)(yan)(yan)究開發中心，進(jin)行(xing)了(le)大(da)量研(yan)(yan)(yan)究，并與CaseWesternReserve大(da)學(xue)(xue)、washington大(da)學(xue)(xue)(密蘇(su)里州(zhou))、TaxasAustin州(zhou)立(li)大(da)學(xue)(xue)以及專(zhuan)門(men)從事氣體(ti)處理的(de)Fluor公(gong)司(si)及氣體(ti)研(yan)(yan)(yan)究院(GRI)等建立(li)了(le)合作研(yan)(yan)(yan)究關(guan)系。在能源部大(da)力資助(zhu)下(xia)先后耗費(fei)了(le)數千萬美元對多(duo)種系體(ti)進(jin)行(xing)了(le)小試、中試和工業示范裝置(zhi)的(de)科學(xue)(xue)實驗研(yan)(yan)(yan)究，取得了(le)長足的(de)進(jin)展。
1985年，美(mei)國海岸警衛隊(dui)建立了第一套用(yong)于脫(tuo)除(chu)地下污(wu)水揮發組分的超重力(li)裝置，從(cong)被污(wu)染(ran)的地下水中分離出苯、甲苯，由含量(liang)200ppb和(he)500ppb脫(tuo)除(chu)到(dao)1ppb左右，該裝置成(cheng)功運行了6年。
1987年，美國(guo)FlourDaniel公司在新墨西哥(ge)州的(de)ELPaso天然(ran)氣(qi)公司建(jian)立(li)了利用(yong)二(er)乙醇(chun)胺對含有H2S和CO2的(de)天然(ran)氣(qi)進行選(xuan)擇(ze)吸收H2S的(de)超重(zhong)力裝(zhuang)置。
1987年7月，Glitsch公司(si)在路易斯安那州進(jin)行了在不含H2S的氣(qi)體中利用(yong)二乙醇胺吸(xi)收(shou)CO2和用(yong)三甘醇進(jin)行天然氣(qi)干燥兩項實驗，并都獲得了成(cheng)功。
1989年Glitsch公司宣稱，購買一臺HIGEE裝置(zhi)可(ke)代替50英尺塔(ta)高，相當于30塊塔(ta)板，是用于對傳統塔(ta)改造，提(ti)高產品質量(liang)的(de)最經(jing)濟有(you)效途(tu)徑(jing)。
CaseWesternReserve大學的N.C.Gardner教授從1984年開始(shi)，先后在Norton公(gong)司，Dow公(gong)司支持下對煙氣脫硫和(he)聚和(he)物脫單體進行(xing)研究。
Martin與Martelli使用旋轉填料床(RotatingPackedBed，或(huo)RPB)與傳統蒸餾塔連(lian)接，采(cai)用網狀金屬填充(chong)物，對環(huan)己烷和正庚烷分(fen)離系統進(jin)行測試(shi)。
郝靖國在(zai)CaseWesternReserve大(da)學Gardener教授的指導下進行(xing)了旋轉填料床脫除(chu)聚苯乙烯中殘(can)留單體的研究。
英(ying)國Newcastle大學的ColinRamshaw教授領導的小(xiao)組，多年一直(zhi)致(zhi)力于(yu)海水脫氧(yang)的研(yan)究。
DowChemical公(gong)司于1999年開發了(le)以旋轉填料床制備次(ci)氯酸的工藝。
另外，國(guo)外對(dui)(dui)超(chao)重力技術(shu)的(de)(de)應用研究(jiu)主要在(zai)下述方面:(1)蒸餾、精餾;(2)環(huan)保中的(de)(de)除塵、除霧,煙氣中SO2及有害氣體的(de)(de)去除,液(ye)——液(ye)分離(li),液(ye)_固分離(li);(3)吸(xi)收,對(dui)(dui)天然氣的(de)(de)干燥(zao)、脫碳、脫硫,對(dui)(dui)CO2的(de)(de)吸(xi)收;(4)解(jie)吸(xi),從受污(wu)染(ran)的(de)(de)地下水(shui)中吹出芳烴(jing)、化學(xue)熱(吸(xi)收解(jie)吸(xi));(5)旋轉(zhuan)電(dian)化學(xue)反應器(qi)(qi)及燃料電(dian)池(快速去除氣泡,降低超(chao)電(dian)壓);(6)旋轉(zhuan)聚合反應器(qi)(qi);(7)旋轉(zhuan)盤換熱器(qi)(qi)、蒸發(fa)器(qi)(qi);(8)聚合物(wu)脫除揮發(fa)物(wu);(9)生物(wu)氧化反應過程的(de)(de)強化,(傳統的(de)(de)生化反應在(zai)發(fa)酵罐中進(jin)行)
國內對于(yu)超重(zhong)力(li)技(ji)術(shu)的應(ying)(ying)用研(yan)究起步相對較晚,但也取得了顯(xian)著的成果,主要應(ying)(ying)用在油(you)田注水脫(tuo)氧、制備納米材料、強化除塵過程、強化生化反應(ying)(ying)過程和精餾等方面(mian)。在1985年(nian)以前對超重(zhong)力(li)工程技(ji)術(shu)研(yan)究基(ji)本屬(shu)于(yu)空白。
1983年(nian)汪家鼎院士就在國內化學(xue)工程會(hui)議(yi)上介(jie)紹了ICI所開發的(de)這項(xiang)新技術的(de)情況。
1984年，北京化工大學(xue)與美國CaseWesternReserve大學(xue)就超重(zhong)力工程技(ji)術的研究開發確定了合作意向
1988年北京(jing)化(hua)工大學(xue)(xue)鄭沖教授與美國CaseWesternReserve大學(xue)(xue)合作，開始(shi)進行(xing)旋(xuan)轉填料床的(de)應用。得(de)到化(hua)工部和國家科(ke)委(wei)的(de)高度重(zhong)視和大力支持(chi)，經論(lun)證，被列(lie)為(wei)國家八(ba)九(jiu)年度和“八(ba)五”重(zhong)點科(ke)技攻關項目，也得(de)到了(le)中國自然科(ke)學(xue)(xue)基(ji)金委(wei)對這項高新技術(shu)的(de)基(ji)礎(chu)研究的(de)支持(chi)。
1990年(nian)在北京化工大學(xue)建成我國第(di)一(yi)個超(chao)重(zhong)力工程技術研究中心并開展(zhan)了(le)一(yi)系列(lie)的(de)(de)創新性研究工作，多(duo)年(nian)來，在超(chao)重(zhong)力技術的(de)(de)基礎和應(ying)用研究方面取(qu)(qu)得了(le)多(duo)項國家專利。同時國內(nei)其它如浙江工業(ye)大學(xue)、華南理工大學(xue)、天津大學(xue)等高校(xiao)也對該技術相繼進行了(le)開發(fa)研究，并取(qu)(qu)得了(le)顯(xian)著的(de)(de)成效。
2001年浙(zhe)(zhe)江工業(ye)大學計建炳等教(jiao)授申請了(le)名為折(zhe)流(liu)式(shi)超重(zhong)力(li)(li)場旋轉床裝置的(de)(de)專(zhuan)(zhuan)利，于2004年11月(yue)份得到授權。在超重(zhong)力(li)(li)工程技術在精餾方面(mian)的(de)(de)應用(yong)推向了(le)一個新的(de)(de)高度；而后浙(zhe)(zhe)江工業(ye)大學逐漸申請了(le)數個發明專(zhuan)(zhuan)利和實用(yong)新型專(zhuan)(zhuan)利。而后國內市場出現了(le)多家生產超重(zhong)力(li)(li)精餾機的(de)(de)公司。
