[實用新型]螺紋管線軸型規整填料

無效

• 申請號: 200920104408.8
• 申請日: 2009-08-27
• 公開（公告）號: CN201454539U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 栗秀萍;劉有智;栗繼宏;張振翀;張世光
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B01J19/32
• 分類號: B01J19/32;B01D3/30;B01J8/10
• 代理公司: 山西太原科衛專利事務所 14100
• 代理人: 朱源;鄭晉周

技術領域

本實用新型涉及一種安裝在旋轉床中的超重力場強化傳遞與反應用規整填料，具體為一種螺紋管線軸型規整填料。

背景技術

旋轉床是一種新型的利用填料旋轉產生的離心力場來強化傳遞與反應的設備。旋轉床作為一種氣液相逆流或并流接觸的高效過程強化傳質傳熱設備，可廣泛應用于石油化工、制藥、火炸藥等行業的精餾、吸收、解吸、化學反應及納米材料的制備等場合。

在旋轉床中，基本原理是利用旋轉產生的離心力使液體徑向流動，在流動過程和氣體逆向或同向接觸而發生傳遞或反應，其核心結構是旋轉床中填料的結構設計。流體在旋轉填料床內受離心力與摩擦力的作用，使相界面大，更新速度快，氣液微觀混合強烈，傳質、傳熱系數高或反應速度快，但流體在填料內的流動速度快、停留時間短，對氣體混合物選擇性吸收或納米材料制備來說是有益的，但對氣-氣或液-液混合物的分離效率來說，較難達到理想要求。因此，在旋轉床有限的空間內，開發能充分利用設備空間，提高流體在設備內停留時間的填料具有重要的應用價值。所以填料的結構對傳遞或反應效果起著至關重要的作用。

科技工作者在填料的研究開發方面進行了大量的工作，合理的填料設計能有效提高汽、液的接觸面積和延長汽、液的接觸時間等，起到強化汽、液的微觀接觸混合效果，進而提高設備的分離能力。如：

(1)美國專利US?4382900公開的一種離心氣液分離裝置(以波紋絲網填料)，中國專利CN?2229833公開的同心圓環薄板填料旋轉床氣液傳質反應器和CN?201132076Y公開的帶平面網版的超重力旋轉床。上述旋轉床中使用的填料存在的缺點是：只利用了旋轉床的徑向空間，軸向和周向空間未得到利用。

(2)中國專利CN?1415396A公開的折流式超重力場旋轉床裝置和CN201239556Y公開的旋轉填料床精餾操作用翅片導流規整填料等。上述兩種填料同時利用了徑向和軸向空間，而周向空間未得到利用；

(3)中國專利CN?101013003A公開的一種超重力傳質裝置和CN1269256A公開的渦流式超重力場反應裝置及其應用。上述填料同時利用了徑向和周向空間，軸向空間未得到應用。

發明內容

本實用新型為了解決現有旋轉床填料結構上的設計不完善等問題而導致的液體在填料中流動分布不均勻和氣液接觸面積小、時間短，混合物分離(或凈化)效果差等情況，而提出了一種充分利用旋轉床的徑向、軸向和周向空間，約束流體流動行為的螺紋管線軸型規整填料。

本實用新型是由以下技術方案實現的，一種螺紋管線軸型規整填料，包括圓筒，位于圓筒兩端的上盤片、下盤片，上盤片中心處開有圓孔，其特征在于：在下盤片上沿圓筒周圍設有若干根布液管，任意一根布液管的管口與圓筒內相通，布液管沿圓筒外周螺旋繞行設置.

布液管沿圓筒外周螺旋繞行設置的方式為：單根布液管是連續的，在下盤片和上盤片之間往返同向螺旋環繞。其具體操作方式是，單根布液管沿圓筒螺旋纏繞，上升到上盤片后再下折并沿著同一方向繼續螺旋纏繞，達到下盤片再向上纏繞，如此反復直到達到設計的長度或者厚度的要求。

本實用新型的整體結構為圓柱狀，下盤片在軸的帶動下一起旋轉，使填料內具有離心力場。液體從上盤片中心孔處進入填料內側，經圓筒進入所有的布液管，然后沿著布液管以“S”型流動(螺旋型)，然后整體以“N”型從填料內側向外流過整個填料。液體在布液管內受離心力的作用和布液管螺旋纏繞的作用，在細管內形成厚度較薄的液膜。氣體從填料外側布液管端口進入布液管(在填料中，氣液為逆流接觸)，或氣體從填料內側布液管端口進入布液管(在填料中，氣液為并流接觸)，氣體充滿布液管整個腔體，在壓力的作用下以“S-N”型從填料一側流向另一側。如圖3所示。

本實用新型提高了旋轉床填料的空間利用率，規范了流體在填料中的流動路徑，延長了流體在填料中的流動距離與時間，提高了流體在填料中分布的均勻性和設備的傳遞與反應效果。本實用新型可廣泛應用于石油化工、制藥、火炸藥等行業的精餾、吸收、解吸、化學反應及納米材料的制備等場合。

附圖說明

圖1為本實用新型的整體結構示意圖

圖2為本實用新型結合旋轉床的內部結構示意圖(剖面圖)

圖3為單層布液管的結構展開圖

圖4為本實用新型所述螺紋管線軸型規整填料的旋轉床在精餾操作中的應用

圖5為本實用新型所述螺紋管線軸型規整填料的旋轉床在吸收操作(氣體凈化)中的應用