[实用新型]一种超重力旋转床

说明书

[技术领域]

本实用新型涉及一种气液两相流之间进行传质的化工反应设备，具体是一种化工传质过程用大通量超重力旋转床。

[背景技术]

超重力是指在人为设置的条件下，能使物质的运动速度超过地球重力加速度g(g＝9.8m.s^-2)的物理条件下形成的一种物质运动形态。液体在超重力条件下所发生的化学反应过程，完全不同于自然空间条件下的常规形态，特别是在通过高速旋转的具有微观尺度孔隙的填料层时，高速旋转的填料层对液态介质所产生的离心速度，大大的超过自然的重力加速度g,而且使液体被孔隙间壁高度的剪切、破碎和分散，不仅能减小传质时介质流出填料层时的阻力，而且极大的增加了传质过程的比表面积，强化了液-气之间、液-液之间介质的传质过程，提高了传质效率。

气液两相间的传质过程是一种最基本的化工反应过程，应用领域十分广泛。研究发现，在自然状态下或微重力场条件下，控制多项流体动力学行为的浮力因子△pg接近于零，气液两相介质间的相对运动速度很低，传质过程极其微弱，而更严重的是，在几乎没有重力场的情况下，液体的表面张力将起主导作用，液体凝聚在一起，相间交换传质过程很难进行。

超重力旋转床就是一种强化化学传质过程的新型反应器，在超重力旋转床内设置有高速旋转的填料层芯，使从旋转床中心通入的液相经过填料层芯通透的孔隙时产生的离心力，液体受到巨大剪切力作用，使其在填料芯内被高度的剪切和分散，将液体撕裂成微米至纳米级的丝、膜和滴，形成巨大的相间界面，界面形态产生高速的变化和更新，改变了两个传质效率的必要条件，与同时通入旋转床的另一类介质完成两相间高效的化学传质过程，能使液相传质系数提高了1-2个数量等级。

超重力旋转床是一种强化化学传质过程的新型反应器，是一项化工传质反应的技术设备，被誉为跨世纪的技术突破，超重力旋转床也被誉为“化学工业的晶体管。”

虽然这项技术的原理早已被人们所知晓，但在工程领域的应用却很少，目前基本停留在实验室试验阶段，在工业系统中少量应用的超重力旋转床，一般也仅为试用阶段，尚未进行广泛的应用与推广，目前，超重力旋转床技术设备在工程应用中的主要难点在于：

1.由于超重力旋转床重力系数与转数成正比，转数越高，传质效率越高，但由于受结构动力学的限制，高速旋转的填料层芯的结构尺寸不能做的很大，致使流通面积较小，目前还只能应用于小流量介质的工程项目上面。

2.由于超重力旋转床转数较高，旋转床的填料层芯往往都做成一组单一的环状旋转体结构，囿于流体在填料层芯内流动速度的限制，介质注入的速度也不能很大，液体介质注入量过大时，将产生液泛现象，就破坏了传质系统的工作状态，造成系统的传质过程不能稳定进行；

3.由于液相介质需要从旋转床体旋转轴的一端进入旋转体的中心空腔，在

结构上，往往把轴设计成单端支撑的轴承结构，这种悬臂的支撑结构，限

制了旋转轴的长度和转数，旋转床填料层芯的流通面积难以扩展。

根据以上几点，旋转床的填料层芯相对于介质的流动速度和流通面积都十分有限，不能对大流量的气、液态介质进行处理，使其应用范围受到很大的限制。

如在对锅炉烟气脱硫净化处理过程中，需要进行气-液传质方面的过程反应，由于存在以上问题，超重力旋转床还不能适应大流量气液介质间的传质处理。

[实用新型内容]

本实用新型的目的就是为了对现有超重力旋转床结构存在的弊端加以优化和改进，提供一种结构新颖、介质流通量大、安全可靠，功效高的一种超重力旋转床，其结构包括设置在这种超重力旋转床的机壳、动力和传动系统、气相进出口、液相进出口、旋转床架、填料层芯、液相喷淋系统等所组成，其特征在于：

所述的旋转床架，设置有多层填料芯层。填料芯层固定在旋转轴上的上下端盖槽板和把其端盖槽板连接在一起的若干连接柱上。连接柱与旋转轴中心轴线等距均布，连接柱上设置有至少一层放射状滑轨，每层滑轨有若干个等角度设置的支架，单个支架制作成“H”型，两两相邻间的支架形成若干个周向等分的空腔，可以向空腔装入填料层芯模块；每个支架的外侧端都设有锁口，将填料层芯用定位杆插入锁口锁紧。

所述的旋转轴，是由中部的空心管段和上部的空心管轴承段以及下端的实心轴承段所组成，三段之间焊接形成一体，旋转轴上部的空心管轴段穿过轴承盒的轴承与旋转接头的旋转端相固接，旋转轴下端的实心轴段穿过轴承盒的轴承与皮带轮相连接，旋转接头的固定端通入液相介质进入中部的空心管段。中部空心管段的侧壁上开有若干个喷口，液相介质可以由喷口喷射；