[实用新型]螺纹管线轴型规整填料

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种安装在旋转床中的超重力场强化传递与反应用规整填料，具体为一种螺纹管线轴型规整填料。

背景技术

旋转床是一种新型的利用填料旋转产生的离心力场来强化传递与反应的设备。旋转床作为一种气液相逆流或并流接触的高效过程强化传质传热设备，可广泛应用于石油化工、制药、火炸药等行业的精馏、吸收、解吸、化学反应及纳米材料的制备等场合。

在旋转床中，基本原理是利用旋转产生的离心力使液体径向流动，在流动过程和气体逆向或同向接触而发生传递或反应，其核心结构是旋转床中填料的结构设计。流体在旋转填料床内受离心力与摩擦力的作用，使相界面大，更新速度快，气液微观混合强烈，传质、传热系数高或反应速度快，但流体在填料内的流动速度快、停留时间短，对气体混合物选择性吸收或纳米材料制备来说是有益的，但对气-气或液-液混合物的分离效率来说，较难达到理想要求。因此，在旋转床有限的空间内，开发能充分利用设备空间，提高流体在设备内停留时间的填料具有重要的应用价值。所以填料的结构对传递或反应效果起着至关重要的作用。

科技工作者在填料的研究开发方面进行了大量的工作，合理的填料设计能有效提高汽、液的接触面积和延长汽、液的接触时间等，起到强化汽、液的微观接触混合效果，进而提高设备的分离能力。如：

(1)美国专利US 4382900公开的一种离心气液分离装置(以波纹丝网填料)，中国专利CN 2229833公开的同心圆环薄板填料旋转床气液传质反应器和CN 201132076Y公开的带平面网版的超重力旋转床。上述旋转床中使用的填料存在的缺点是：只利用了旋转床的径向空间，轴向和周向空间未得到利用。

(2)中国专利CN 1415396A公开的折流式超重力场旋转床装置和CN201239556Y公开的旋转填料床精馏操作用翅片导流规整填料等。上述两种填料同时利用了径向和轴向空间，而周向空间未得到利用；

(3)中国专利CN 101013003A公开的一种超重力传质装置和CN1269256A公开的涡流式超重力场反应装置及其应用。上述填料同时利用了径向和周向空间，轴向空间未得到应用。

发明内容

本实用新型为了解决现有旋转床填料结构上的设计不完善等问题而导致的液体在填料中流动分布不均匀和气液接触面积小、时间短，混合物分离(或净化)效果差等情况，而提出了一种充分利用旋转床的径向、轴向和周向空间，约束流体流动行为的螺纹管线轴型规整填料。

本实用新型是由以下技术方案实现的，一种螺纹管线轴型规整填料，包括圆筒，位于圆筒两端的上盘片、下盘片，上盘片中心处开有圆孔，其特征在于：在下盘片上沿圆筒周围设有若干根布液管，任意一根布液管的管口与圆筒内相通，布液管沿圆筒外周螺旋绕行设置.

布液管沿圆筒外周螺旋绕行设置的方式为：单根布液管是连续的，在下盘片和上盘片之间往返同向螺旋环绕。其具体操作方式是，单根布液管沿圆筒螺旋缠绕，上升到上盘片后再下折并沿着同一方向继续螺旋缠绕，达到下盘片再向上缠绕，如此反复直到达到设计的长度或者厚度的要求。

本实用新型的整体结构为圆柱状，下盘片在轴的带动下一起旋转，使填料内具有离心力场。液体从上盘片中心孔处进入填料内侧，经圆筒进入所有的布液管，然后沿着布液管以“S”型流动(螺旋型)，然后整体以“N”型从填料内侧向外流过整个填料。液体在布液管内受离心力的作用和布液管螺旋缠绕的作用，在细管内形成厚度较薄的液膜。气体从填料外侧布液管端口进入布液管(在填料中，气液为逆流接触)，或气体从填料内侧布液管端口进入布液管(在填料中，气液为并流接触)，气体充满布液管整个腔体，在压力的作用下以“S-N”型从填料一侧流向另一侧。如图3所示。

本实用新型提高了旋转床填料的空间利用率，规范了流体在填料中的流动路径，延长了流体在填料中的流动距离与时间，提高了流体在填料中分布的均匀性和设备的传递与反应效果。本实用新型可广泛应用于石油化工、制药、火炸药等行业的精馏、吸收、解吸、化学反应及纳米材料的制备等场合。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图

图2为本实用新型结合旋转床的内部结构示意图(剖面图)

图3为单层布液管的结构展开图

图4为本实用新型所述螺纹管线轴型规整填料的旋转床在精馏操作中的应用

图5为本实用新型所述螺纹管线轴型规整填料的旋转床在吸收操作(气体净化)中的应用