[实用新型]一种小型化气液传质设备

说明书

技术领域

本实用新型提供一种小型化气液传质设备，具体涉及一种高效的精馏器。 

背景技术

在化工、制药、材料、环保及能源等工业生产过程中，有机物的分离操作中(如精馏、汽提或吸收等)大量使用塔器，包括填充塔和板式塔，气液两相是依靠重力场的作用实现接触传质，达到分离提纯的目的。但由于重力场较弱，液膜流动缓慢，单位体积內有效接触面积小，因此传质效率很低，设备体积庞大，空间利用率低。20世纪80年代初发展起来的超重力场旋转床可利用旋转产生的离心力场来代替常规重力场，使得气液两相之间的传质、传热或反应过程得到强化，达到增加效率、缩小设备和降低能耗的目的。目前国内外已将该技术成功地应用到化工、制药等工业过程的分离和反应操作中，如吸收、除尘、纳米材料的制备等，但由于单台设备分离能力有限、无法实现中间进料等原因，已报道的填充式或碟片式等几种类型的超重力场旋转床至今都未能在单台设备中实现工业生产中的连续精馏过程。 

实用新型内容

本实用新型克服现有技术的缺点，提供了一种小型化气液传质设备，其采用的技术方案如下所述。 

一种小型化气液传质设备，包括外壳，气体进、出口管，液体进、出口管，其特征在于，在外壳内设有一个绕转轴转动的动盘，动盘上设置若干折流圈。 

其中，在外壳内与转动盘相对应的还设有一静盘，所述的静止盘上液固定若干折流圈。 

本实用新型的具体结构请参见后面所述。 

附图说明

图1是本实用新型实施例中折流式超重力场旋转床结构示意图； 

图2是本实用新型实施例中三层式折流式旋转床结构示意图； 

图3是本实用新型实施例中每对折流圈平均压降与环隙间气相动能F因子的关系图； 

图4是本实用新型实施例中每对折流圈平均压降与环隙间液体喷淋密度L的关系图； 

图5是本实用新型实施例每对折流圈平均传质效率与环隙间气相动能F因子的关系图； 

主要符号含义： 

1-动盘；2-气体入口管；3-折流圈；4-静盘；5-气体出口管；6，7-液体进料管；8-壳体；9-液体出口管；10-转轴；11-折流圈。 

具体实施方式

下面给出本实用新型的较佳的实施例，这些实施例并非限制本实用新型的内容。 

实施例

折流式超重力场旋转床的核心部件为动静结合的转子，将若干同心圈固定在动盘之上构成动折流圈群，由转轴带动其旋转，与动折流圈相对且与其嵌套安装的直接固定在静止盘上的为静折流圈群，其结构如图1所示。 

其工作原理是：作为连续相的气体由气体入口管2进入壳体，在压差的作用下，从转子外缘沿着静折流圈与动折流圈之间的间隙曲折地由外向中心逐圈流动，最后经气体出口管5离开床体；作为分散相的液体由液体进料管6进入并被引流至动盘中心，随后被一系列高速旋转的动折流圈反复甩向静折流圈，最后在壳体内收集后由液体出口管9引出。液相在其间经历了多次分散-聚集的过程，在此过程中，液体以极其细微的液滴甩离动圈，高速运动的液滴在静圈上被碰撞、剪切和飞溅，在旋转气体离心力的作用下形成了比表面积极大而又不断更新的气液界面，因此具有极高的传质速率。与重力场下的传统塔器相比，折流式超重力场旋转床同样具有常规的超重力场旋转床(填料式或碟片式等)所具有的特点，传质效率高，设备体积小，停留时间短，持液量小，抗堵能力强，开停车容易，适用于贵重物料、热 敏物料、高粘度物料或者有毒物料的处理，可以在高度、大小受限制的场合使用。但与常规的超重力场旋转床相比，在工业生产的精馏操作中，折流式超重力场旋转床在结构上具有更显著的优点： 

(1)折流式超重力场旋转床只有下盘旋转，上盘静止，巧妙地解决了动与静的矛盾，省掉了转子与气相出口之间的动密封，每台设备只需1处动密封(即转子与壳体之间的动密封)，降低了设备的制造难度。而常规的超重力场旋转床固定填料的上下盘均旋转，为保证气体流过转子，需要2处动密封，而且上动密封与介质直接接触易腐蚀从而影响设备的寿命。 

(2)折流式超重力场旋转床的上盘静止，可以方便地在上盘的任意位置设置进料口，从而可以实现连续精馏过程。而常规的超重力场旋转床由于转子整体旋转，无法实现中间进料，必须将2台旋转床串连才能实现连续精馏的中间进料，这样使得流程复杂，设备投资增大。