[實(shí)用新型]復(fù)合式折流旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)與反應(yīng)設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720018998.7
• 申請(qǐng)日: 2017-01-09
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN206444619U
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦緯洲;劉有智;楊鵬飛;祁貴生;袁志國(guó);張巧玲;栗秀萍;申紅艷;高璟;羅瑩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中北大學(xué)
• 主分類號(hào): B01J19/28
• 分類號(hào): B01J19/28;B01J19/32;B01J10/00;B01J4/00;B01D53/18;B01D53/78;B01D53/52
• 代理公司: 太原晉科知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)14110
• 代理人: 任林芳

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于超重力場(chǎng)中傳質(zhì)、反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種復(fù)合式折流旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)與反應(yīng)設(shè)備。

背景技術(shù)

超重力技術(shù)是典型的化工過(guò)程強(qiáng)化技術(shù)之一，極大地強(qiáng)化了氣液傳質(zhì)、傳熱與反應(yīng)過(guò)程。在超重力旋轉(zhuǎn)床中，液體被高速旋轉(zhuǎn)的填料剪切破碎形成表面積極大且不斷更新的液滴、液絲和液膜，與穿過(guò)填料的氣體接觸，強(qiáng)化了氣液微觀混合，使傳質(zhì)系數(shù)提高了1～2個(gè)數(shù)量級(jí)，具有液泛高、物料停留時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，超重力旋轉(zhuǎn)床已應(yīng)用于精餾、脫硫、制備納米材料、除塵等過(guò)程，成為了化工過(guò)程強(qiáng)化的有效途徑之一。

超重力旋轉(zhuǎn)床體積小是其優(yōu)點(diǎn)之一，但在一定的空間內(nèi)也限制了氣液的流程，接觸時(shí)間短，不利用傳質(zhì)過(guò)程?，F(xiàn)有大部分超重力旋轉(zhuǎn)床中，氣液分布不均勻，使得氣體未與液體接觸就會(huì)溢出，影響傳質(zhì)效率，僅能強(qiáng)化液相傳質(zhì)過(guò)程，而且由于氣體受到填料摩擦曳力的作用，在轉(zhuǎn)子內(nèi)像固體轉(zhuǎn)動(dòng)，氣相界面得不到快速的更新，也使得氣相傳質(zhì)效率較低。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)中現(xiàn)存的氣液分布不均勻以及由于氣體受到填料摩擦曳力的作用使得氣相界面得不到快速的更新導(dǎo)致的傳質(zhì)效率低下問(wèn)題，提供了一種復(fù)合式折流旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)與反應(yīng)設(shè)備。

本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：復(fù)合式折流旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)與反應(yīng)設(shè)備，包括靜盤(pán)、液體分布器、液體進(jìn)口管、氣體出口管、上導(dǎo)流板、下導(dǎo)流板、氣體進(jìn)口管、動(dòng)盤(pán)、旋轉(zhuǎn)軸、液體出口管和殼體，其特征在于：靜盤(pán)和動(dòng)盤(pán)均置于殼體內(nèi)，靜盤(pán)上設(shè)有若干直徑不同的同心環(huán)狀上導(dǎo)流板，上導(dǎo)流板上開(kāi)有均勻排布的圓形小孔，動(dòng)盤(pán)上設(shè)有若干同心圓臺(tái)狀下導(dǎo)流板，下導(dǎo)流板上開(kāi)有均勻排布的刺孔，上導(dǎo)流板和下導(dǎo)流板交錯(cuò)排列，靜盤(pán)與氣體出口管固定相連，動(dòng)盤(pán)與旋轉(zhuǎn)軸固定連接，旋轉(zhuǎn)軸一端穿過(guò)殼體并與之密封。

所述的氣體進(jìn)口管和液體出口管設(shè)置于殼體上，液體分布器與液體進(jìn)口管相連，液體進(jìn)口管設(shè)置在氣體出口管內(nèi)。

所述的上導(dǎo)流板材質(zhì)為不銹鋼或聚丙烯塑料，下導(dǎo)流板材質(zhì)為不銹鋼或聚丙烯塑料。

所述的上導(dǎo)流板等間距布置，相鄰上導(dǎo)流板間距d₁為動(dòng)盤(pán)長(zhǎng)度D的1/12～1/10，上導(dǎo)流板高度d₃為相鄰上導(dǎo)流板間距d₁的2.4～3倍，上導(dǎo)流板與動(dòng)盤(pán)（8）間距d₄為相鄰上導(dǎo)流板間距d₁的1/7～1/5。

所述的下導(dǎo)流板等間距布置，下導(dǎo)流板與動(dòng)盤(pán)之間的夾角θ為45^o～75^o，下導(dǎo)流板頂端與上導(dǎo)流板頂端間距d₂為相鄰上導(dǎo)流板間距d₁的1/8～1/6。

所述的上導(dǎo)流板上圓形小孔孔徑為1～2mm，孔間距為1.5～2.5mm。

所述的下導(dǎo)流板上刺孔包括通孔以及通孔上邊緣的垂直于下導(dǎo)流板或者相對(duì)于下導(dǎo)流板向上傾斜的倒刺，刺孔在下導(dǎo)流板上成矩形均勻排列，通孔孔徑為1～2mm，孔間距為1.5～2.5mm。

所述的液體分布器為圓柱形狀，四周自上而下布置有6組圓形細(xì)孔，每組包含7個(gè)細(xì)孔，細(xì)孔孔徑為0.4～0.5mm。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是：通過(guò)改變氣液流體的流動(dòng)路徑，充分利用轉(zhuǎn)子內(nèi)徑向和軸向空間，改善氣液分布不均勻的情況，有效延長(zhǎng)氣液接觸時(shí)間；同時(shí)，通過(guò)增加對(duì)氣體擾動(dòng)程度，提高氣相傳質(zhì)效率。

具體如下：

（1）上導(dǎo)流板和下導(dǎo)流板沿徑向等距離的固定在靜盤(pán)和動(dòng)盤(pán)上，氣體沿徑向由外向內(nèi)依次交替通過(guò)上導(dǎo)流板和下導(dǎo)流板，液體則沿徑向由內(nèi)向外依次交替通過(guò)下導(dǎo)流板和上導(dǎo)流板。液體進(jìn)入到液體分布器經(jīng)0.4mm的細(xì)孔噴出后，形成比表面積較大的噴霧，有效地增加了氣液界面面積，強(qiáng)化了設(shè)備的氣液傳質(zhì)效果。

（2）噴霧撞擊到帶有刺孔的下導(dǎo)流板后，在離心力的作用下，液體在刺孔和導(dǎo)流板上形成薄的液膜而不是在導(dǎo)流板上形成層流，部分液體穿過(guò)刺孔撞擊在下一上導(dǎo)流板，大部分順著下導(dǎo)流板流動(dòng)，增加了每個(gè)下導(dǎo)流板上的氣液接觸面積；同時(shí)，氣體可以將刺孔的液膜吹破，將液膜拉得更薄，下導(dǎo)流板與動(dòng)盤(pán)之間存在夾角，液體在離心力的作用下，穿過(guò)刺孔在下導(dǎo)流板的外側(cè)形成液膜，增大了氣液接觸面積和導(dǎo)流板的表面利用率。