[实用新型]复合填料式逆流型超重力旋转床装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种强化气液传质、传热与反应过程的设备，尤其涉及一种复合填料式逆流型超重力旋转床装置。

背景技术

超重力旋转床，又称超重机(Higee)，是自20世纪80年代发展起来的一种新兴气液传质设备。由于它极大的强化了传质过程和微观混合过程，显示出许多传统设备所完全不具备的优点，因此，被认为是强化传递和多相反应过程的一项突破性技术，被誉为“化学工业的晶体管”。超重力旋转床的主要结构包括壳体、转子和液体分布器，设备的核心部分是转子。

超重力旋转床的转子结构主要是填料式结构，如中国专利CN1059105A、CN1062098A所公开的转子结构，填料式转子结构的旋转床具有气液间的相分离效果好、传质效率高、处理量相对较大的优点，但设备结构较为复杂、不易安装、压降高。同时由于采用填料式转子结构，使得转子质量较大，不利于转子的长期稳定运转及多转子串联使用，限制了其在精馏领域的应用。此外，液相在填料中的分散效果受液体的初始分布影响大，存在沟流和壁流现象，严重影响传质效果。而非填料式转子结构的旋转床在一定程度上改善了填料式旋转床的不足之处，如中国专利CN2581060Y所公开的碟片式结构、中国专利CN1686591A所公开的折流式结构，具有结构简单、安装容易、转子重量较轻、可多转子串联使用、液相分散效果好的优点，但缺乏填料式转子对气液间良好的相分离效果及传质效率高的优点。

中国专利CN101549274A公开了一种超重力旋转床装置，其转子中的填充层是由填料层与叶片层沿径向呈同心环形式间隔排列组成，转子中的叶片层可以调控液体流动方向，但对液体没有起到良好的相分散作用，且结构较为复杂、不易安装，在转子运转过程中叶片层还可能会出现变形问题。

中国专利CN101254357A公开了一种同心圈逆流型超重力旋转床装置，旋转床转子的气液接触原件为一系列带有筛孔的同心旋转圈，虽然能对液体起到良好的分散作用，但缺乏填料式转子对气液间良好的相分离效果及传质效率高的优点。

总的来看，现有的专利技术没有处理好气液间良好的相分离与液相均匀分散的矛盾，且没有较好的解决传质效率、设备压降、处理量、转子运转稳定性之间的平衡问题，极大的限制了超重力旋转床的广泛应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种复合填料式逆流型超重力旋转床装置，以处理好气液间良好的相分离与液相均匀分散的矛盾，能保证转子内气液间具有良好的相分离效果，又使得液相分散均匀，气相流动阻力小且传质效率高。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种复合填料式逆流型超重力旋转床装置，包括壳体、转子、液体分布器和转轴，所述壳体的上端面设有气体出口和液体进口，壳体的下端设有液体出口，壳体的侧壁上设有气体进口；所述转子设置在壳体的内部，包括旋转盘、压盖和设置在旋转盘与压盖之间的填充层；所述旋转盘与转轴的上端固定连接，所述转轴的下端延伸出壳体；在所述压盖与壳体的上端面之间设有将壳体内空间与气体出口隔离的第一动密封结构，在所述转轴与壳体的下端之间设有第二动密封结构；所述液体分布器设置在所述转子的中心处，经管线与液体进口固定连接；

其中，所述填充层包括环状的填料层和带有筛孔的同心圈，所述同心圈的上、下两端分别固定在压盖与旋转盘上，并且所述填料层和同心圈沿旋转盘的径向呈同心圆形式间隔布置。

优选地，间隔布置的填料层与同心圈之间的间距相同，为10-50mm。

优选地，所述填充层的最内层和最外层均为填料层。

优选地，所述同心圈上的筛孔直径为1-2mm。

优选地，所述筛孔与同心圈的上、下端之间的距离至少为10mm。

优选地，所述液体分布器由内管和套在内管外的外管组成，所述内管一端闭合，另一端与液体进口连通，所述外管的两端闭合，所述内管和外管的侧壁上均设有开孔，所述内管上开孔的直径大于外管上开孔的直径。

优选地，所述内管上的开孔直径为2～4mm，所述外管上的开孔直径为0.5～1.5mm。

优选地，所述旋转盘下设有多根拉筋，所述拉紧通过键连接的方式固定在转轴上。

优选地，所述多根拉筋为4-10根。

由上述技术方案可见，本实用新型提供的复合填料式逆流型超重力旋转床装置，具有以下优点：

(1)转子采用复合填料式结构，包括填料层和同心圈，利用环状的填料层来实现气液间良好的相分离效果，而利用带有筛孔的同心圈来实现液相分散均匀，使得气液间的传质效率高，且气相流动阻力小，设备压降低；