[发明专利]恒定通道式旋转填料床传质与反应设备

说明书

技术领域

本发明属于超重力场中反应、传质技术领域，具体涉及一种恒定通道式旋转填料床传质与反应设备。

背景技术

旋转填料床是一种利用超重力技术的新型传质与反应设备，具有传质效率高、液泛低、能耗低、设备集约化等优点的新技术。超重力条件下，重力加速度g很大，两相接触的动力因素即浮力因子Δ(ρg) 很大，流体相对滑移速度大，巨大的剪切应力克服了表面张力，使相界面快速更新，液体伸展出巨大的相际接触表面，从而极大地强化传质过程。在油田注水脱氧(石油化工, 1994, 23: 807-812)、废气中SO₂和H₂S的脱除(CN 101037630)、纳米材料的制备(CN 1636944)、除尘过程(CN 2650859)和生化反应过程的强化(生物化学工程, 1991, 122-128)等方面已经得到广泛研究和应用。

大量的公开资料表明，旋转填料床中存在气液分布不均的现象，如图1所示。这主要是因为现有的旋转填料床气液流通截面是变化的（CN 1059105，CN 1156639，CN 1116125，CN 101125263，CN 101254355，CN1415396, CN 1686591, CN 101229502, CN 101229503, CN 101234261，CN 101254356，CN 101254357, CN 101890250A，CN 101898047A），以气液逆流式传统旋转填料床( CN 1020036)为例，气体的流通截面积是一个缩小的过程，而液体的截面积是一个扩大的过程，这种变化造成了填料内部流体分布不均。这会造成以下影响：（1）填料利用率低，多数填料上未发生气液交互传质、反应；（2）部分气体从液体分布不均形成的空隙中溢出，影响传质性能，仅能强化液相传质系数；（3）填料用量大，运行转动惯量大，不利于设备的放大与维护。

发明内容

本发明为了克服上述现有技术的不足，提供了一种恒定通道式旋转填料床传质与反应设备。解决了现有超重力反应与传质设备存在的以下技术难题：（1）填料利用率低，多数填料上未发生气液传质、反应；（2）部分气体从液体分布不均形成的空隙中溢出，影响传质性能，仅能强化液相传质系数；（3）填料用量大，运行转动惯量大，不利于设备的放大与维护。

本发明由如下技术方案实现：一种恒定通道式旋转填料床传质与反应设备，包括壳体上布设气体进口、气体出口、液体进口、液体出口，液体进口下端连接液体分布器；壳体底部安设电机，电机转轴与壳体相连处设置静密封，电机转轴端部连接填料，填料顶部与壳体之间设动密封；所述填料为由填料A部分和填料B部分交替组成的同心圆环体；填料A部分为气液流通通道，由若干六面立方体组成，填料A部分在径向方向内表面与外表面由金属丝网缠绕，其余四个平面由金属平板组成，内部填充散装填料；填料B部分为扇形体的结构支持件，五个平面均由金属平板组成。

所述散装填料为鲍尔环、拉西环、弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍中的任意一种。所述填料A部分的横截面由内外两条圆弧与两条平行直线连结组成，内圆弧两端点连线与相邻的直线形成的夹角θ为45º-90º。

与现有技术相比，本发明有如下特点：