[发明专利]多级旋转精馏床用液体分布与再分布器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级逆流旋转精馏床，具体为一种多级旋转精馏床用液体分布与再分布器。

背景技术

旋转精馏床是一种新型的、利用填料旋转产生的离心力场来强化传质传热过程的设备。广泛应用于石油、化工、制药、火炸药等行业溶剂回收及产品提纯等场合。通过实验与实践证明，旋转填料床可将传质传热系数提高1-2个数量级，设备体积缩小70倍，是21世纪的化学工业的晶体管。目前研发较多为不同结构的单级旋转填料床，在处理量及分离效果上均受限制，多级旋转填料床是工业化的发展方向。

旋转填料床按照汽液接触方式分为逆流、错流和折流等几种。所述的逆流式填料床的结构原理是由丝网填料（或其它填料）构成的环状填料床在电机的带动下高速转动，液体从填料床中间静止的内腔由液体分布器均匀喷洒到旋转填料的内壁，在高速旋转的作用下，液体在填料中沿着径向朝外运动，同时，气体在压力下从填料周边进入填料内腔，液体和气体逆向接触。液体在强大的离心力作用下出现高分散强混合的特点，极大地强化了传质和反应过程。

单层的旋转填料床其效果一般，普遍使用多级旋转填料床中。液体的流动分两个部分，一部分是设备外的液体，它们通过管道进入旋转填料床，另一部分是旋转填料床内上层填料甩出的液体，两部分流体均通过液体分布器喷洒在填料内缘，然后在离心力的作用下由内向外甩出，多过多级旋转填料后离开旋转填料床。气体从旋转填料床的底部进入，由于本身流体力学性能首先充满旋转填料床下部的整个外腔，然后在压力的作用下自外向内通过填料，从填料内侧流出的气体再液体由外向内通过上面多层填料后离开旋转填料床。

在旋转填料床中，气液的流动路径为气液的传质传热过程。因此，液体分布器，填料均匀分布及设备空间利用是提高设备整体三传一反性能的主要因素。旋转填料的结构特点，内壁为一个筒状结构，具有一定的高度及周长。因为所有的液体必须首选达到旋转填料的内壁后才能进行反应，所以液体分布器就是决定传质反应效果的重要因素之一。最常见的问题是，液体进入填料的内侧后由于重力作用，主要分部于填料的下层，液体分部不够均匀，而且在逆流旋转填料床工程放大中需采用多级填料，所以如何将液体均匀分布到填料内壁是我们需要解决的技术问题。

发明内容  

本发明是为了解决逆流式旋转填料床液体分布的问题，而提出的一种由带静态液体分布的管式及锥形液体分布器和动态U形及盘片式液体分布器组成的多级旋转精馏床用液体分布与再分布器。可应用于各种单级或多级逆流旋转填料床，能强化气液传递过程与提高传递效率。

本发明由以下技术方案实现，一种多级旋转精馏床用液体分布与再分布器，包括进液管，锥形受液及分布器和U形平盘旋转液体分布器三部分。

进液管前端设有N个液体分布槽。锥形受液及分布器上设有N个螺旋槽。U形平盘旋转液体分布器结构包括圆筒、中空环状平盘和环状U形槽，环状平盘装在圆筒外侧下边缘，环状U形槽装在圆筒外侧上边缘，U形槽底部设有小孔。U形平盘旋转液体分布器为N个，每个U形平盘旋转液体分布器的直径与轴向高度不同，直径大的轴向高度小，根据圆筒直径从小到大，呈同心圆状，由下到上排列设置。

所述的N个液体分布槽的位置和N个U形平盘旋转液体分布器位置对应。所述的N个U形平盘旋转液体分布器和旋转填料连接。所述的锥形受液及分布器外侧和旋转填料床筒体连接，锥形受液及分布器内侧的N个螺旋槽末端和N个U形平盘旋转液体分布器位置对应。所述的锥形受液及分布器下侧设有迷宫式密封。在上述方案中N不小于2。

与现有的装置相比较，本发明的特点在于，使用了包括进液管，锥形受液及分布器和U形平盘旋转液体分布器三种结构组合成的综合型液体分布器，具体有以下特点：

（1）根据液体处理量不同，进液管上设有N个小槽，用于对原料进行初步分布，从每个小槽流出的液体依次对应流向U形平盘旋转液体分布器上的各个U形槽。

（2）U形平盘旋转液体分布器在径向设有N个同心的U形受液及分布槽和之对应的平盘分布器。U形受液及分布槽，用于收集并周向均匀分布来自进液管与锥形受液分布器的液体。U形槽为圆环状，其底部对称设有多个直径相同的小孔，用于将U形受液槽上的液体周向均匀分布。与每个U形槽下方通过圆筒紧密相连一向外扩张的圆形盘片，每个盘片在填料轴向均匀分布。这样可以使液体通U形平盘旋转分布器后，能在填料的内壁轴向和周向均匀分布。