[實用新型]氣動渦流式超重力場反應裝置

無效

• 申請號: 99208429.6
• 申請日: 1999-03-31
• 公開（公告）號: CN2382463Y
• 公開（公告）日: 2000-06-14
• 發明（設計）人: 潘小軍;王五一
• 申請（專利權）人: 潘小軍;王五一
• 主分類號: B01J19/00
• 分類號: B01J19/00
• 代理公司: 北京三友專利代理有限責任公司
• 代理人: 馬婭佳

本實用新型涉及一種用于化工生產或廢品凈化過程中強化傳遞的氣動渦流式超重力場反應裝置，特別是用于包括兩相或多相物系的傳遞反應過程。如汽一液、液一液、汽一液一固各物系的相際間的物理化學反應。

常規的傳質設備中，物質的相間傳遞和反應效果除了與參加反應的汽液固相自身的物化性質、濕度、壓力等因素有關外，還與相間接觸面積的大小、流動狀況以及相對速度有關。傳統的設備(如填料塔、板式塔、網膜塔等)中，液相是靠重力自然地由上而下流動，因此液膜厚、流速低、停留時間長，這對液相控制的傳質過程和選擇性吸收是很不利的，對氣相由于受浮力因子的限制，液泛點的氣速比較低，這對于強化氣相控制的傳質過程，減小設備體積也是不利的。

近年來針對上述問題，人們開發出一類稱為旋轉填充床的超重力場裝置(簡稱超重機)。是一種用離心力強化傳遞與混合過程的設備，這類設備的典型結構特征為由密封機殼和一個可高速旋轉的環行填充床組成，在轉子的環形填料層中間設有液體分布器，液體從填料內環而進入填料，機殼的側面開有進氣孔，在壓力梯度的作用下，氣體由環形行填料外環而進入填充層，在填料中汽液相逆流接觸。該類設備在運行時可產生穩定可調的離心力場使浮力因子提高1～3個數量級，液體在超重力場中由于受到巨大的剪切力的作用，被拉成極薄的膜，很細的絲和微小的滴，表面被迅速更新，產生巨大的相間接觸面積，因此極大地提高了傳質速率，也提高了泛點氣速。這一切對強化傳質過程都非常有利，并可大幅度地減小設備體積，降低投資。由于具有優良的特征，解決了許多在常重力場下難以解決的問題，因此在吸收、解析、蒸餾等分離過程中應用已取得突出的成果。但是，因為超重機是以動代靜，以機代塔，所以就必須解決機器的動密封，機械運轉的穩定性、可靠性、長期性和維護等問題，尤其是處理大量物料時，旋轉填充床不易做的太大，以多個小型機替代，則投資、動力消耗、運行管理都會驟增，另外因動平衡的原因，旋轉填充床的轉速也不能太高，這些問題都直接制約了超重機的推廣應用，且這類設備只利用了離心力場的作用，對旋流體中心區(渦核區)的特性未能考慮。

本實用新型的目的是提供一種氣動渦流式超重力場反應裝置，使其以靜代動，徹底解決因機械運動所存在的問題；充分利用旋轉流體的特性，進一步提高反應效率；并能適用于多相物流在超重力場中參加反應的裝置。

本實用新型的目的是這樣實現的，一種氣動渦流式超重力場反應裝置，其特征在于至少設有一個反應室，于反應室上設有連續相進口；反應室內設固定支撐體，于該支撐體上設有可附著反應物的載體，該連續相進口與該載體切向設置；反應室的對應處設有布液器；于最后一級反應室的后部連接一分離室，該連續相出口設于分離室；每室間由隔板區隔，并由隔板的間隙相互導通；在本裝置下部設集液箱和出料口。

上述的支撐體上設有的載體可為一網膜，該網膜可為渦旋狀、片板狀或多層復合式，也可為環形、星形、螺旋形、翼形。所述的載體可為蜂窩填料或填充床。該的連續進相進口呈現收斂狀，其收斂狀的連續相進口內設有間隙調整裝置。反應室可呈串連兩個以上，其間由隔板分開，并由隔板周邊的間隙導通，集液箱可設于反應室的下端，于該集液箱與反應室間設有排液狹縫。該集液箱也可設于分離室的下端，于該集液箱與分離室間設有排液狹縫。所述的反應室可上，下串聯設置兩反應室間設有分隔板，由隔板上的通孔上互導通，分離室可設于上層反應室的上端，連續相出口設于分離室的上端，布液器設于支撐體上附著反應物的載體的上端。

本實用新型的工作原理是，本實用新型的基本主體結構為一個包括連續相進口、布液器、反應室、分離室、及連續相出口的裝置，在該裝置下部設集液箱和出料口；反應室中裝有固定支撐體，于該支撐體上設有可附著反應物的載體，如中空的渦狀網架或填料床等，該連續相進口與該載體切向設置；反應室與分離室由一檔板隔開。設備運行時，(以氣體作連續相為例)，氣流由置于反應室一側切向設置的連續相進口導入，并在反應室內高速旋轉形成一個穩定的超重力場，其轉速可由風機風壓和位于進口內的間隙調整裝置控制，連續相可以是反應氣體本身，也可以僅作為動力。反應液由布液器均勻噴向網架形成液膜，由于氣流的高速切割運動，反應物載體的表面受到壓力，液膜不斷變薄直至撕碎、霧化并迅速形成微粒狀分散體系。為反應物的相間傳質提供了極大的且不斷更新的接觸表面，傳質系數顯著增大，反應速率也相應加快。再加上該裝置強烈均勻的攪拌作用及高速流體對分散體系的懸浮作用，都為物系間的吸收、吸附、催化轉化、能量轉換和相間物質傳遞提供了充分的必要條件。