[发明专利]一种旋转设备及使用方法

说明书

本发明公开了一种旋转设备及使用方法，属于旋转设备技术领域。其包括箱壳、置于箱壳内的旋转装置；所述旋转装置包括竖向设置的转轴、安装在转轴上呈分形几何结构的分散组件；所述分散组件包括多个分散层，每一分散层至少对应一个物料进口。与现有技术相比，可以大大减轻转子的质量和成本，高速旋转时与固体接触不容易损坏，且用于生物反应过程可大大降低对微生物的损伤；在涉及多股物料进料和高粘流体时，可以大大增加了物料在旋转装置分布的均匀性，控制各股进料在旋转床内的分布及混合，大大提高物料在旋转装置内的传热、传质及反应的效率。

技术领域

本发明属于旋转装备技术领域，具体涉及一种旋转设备及使用方法。

背景技术

过程强化一直是化工技术研究的热点，离心力场强化是过程强化领域异军突起的一门新兴技术，主要应用于强化多相流传递及反应过程。旋转装置作为目前工业生产中被应用最广泛的过程强化设备，具体应用在化工、生物制药、环保、轻工等诸多领域，并取得较好的结果。超重力技术是利用高速旋转的装置产生成百上千倍于重力的离心力场，使液相在离心力的剪切下形成较薄的液膜、细小的液滴和极细的液丝，使相界面积及界面更新显著增加，进而使传质、传热过程得到极大强化。

如现有公开号为CN108355587A的中国发明专利明，公开一种模块化旋转填料床，包括壳体、设置在壳体上的液相进口、气相进口、液相出口和气相出口，设置在壳体中部的转轴，所述转轴上套装有旋转装置，所述旋转装置由上盖板、下支撑板、内环板、外环板和中隔板组成；所述上盖板、下支撑板、内环板和外环板构成圆柱形空腔体，所述中隔板设置在内环板与外环板之间将圆柱形空腔体等分成若干个扇形体；不相邻的扇形体内装填催化填料模块，剩余的扇形体的内侧装填冷却模块，所述冷却模块通过设置在转轴外部的冷却水中心分布管与冷却水进水管和冷却水出水管连接，完成冷却水的循环。该专利可以提高产品反应速率，转化率和收率。但是该设备存在以下缺点：（1）工业化用的旋转转子质量较大，电机能耗较大；（2）转子高速旋转时与固体接触容易损坏；(3)用于生物反应过程转子容易对微生物产生损伤；（4）物料在旋转装置分布不均匀，尤其流体粘度较高时；(5)当涉及到多股物料进料时，不能很好控制各股进料在床内的分布及混合。

发明内容

本发明为了解决上述的问题，提供了一种旋转设备及使用方法，通过设置分形几何结构的分散组件，分散组件设置多个分散层，每一分散层和一物料进口配合，从而达到解决上述存在的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种旋转设备，包括反应箱壳、置于反应箱壳内的旋转装置、对旋转装置提供动能的电机和与反应箱壳连接的真空泵，所述旋转装置包括竖向设置的转轴和安装在转轴上呈分形几何结构的分散组件；所述分散组件包括多个安装在所述转轴上的多个分散层，每一所述分散层包括多个径向设置在所述转轴的支撑杆和位于支撑杆上的分散元件；每一所述分散元件靠近所述转轴的一端形成突出部，上层的分散层上的突出部比下层的分散层上的突出部离所述转轴的距离更大；所述的旋转设备还包括位于所述反应箱壳上且位于所述分散组件上方的多个物料进口，每一所述物料进口与一个分散层的突出部跟所述转轴之间的区域对应。

进一步地，所述反应箱壳外设有夹套壳体；所述夹套壳体与所述反应箱壳之间形成密闭的导热夹层；所述夹套壳体上设有至少一个夹套循环液出口和至少一个夹套循环液进口。

进一步地，所述反应箱壳包括用于安装所述分散组件的箱壳本体、位于箱壳本体顶部的箱壳盖以及位于箱壳本体底部的锥形底；所述箱壳本体、箱壳盖和锥形底一体连接；所述锥形底的底部设有可闭合的出料口。

进一步地，所述夹套循环液出口设置在所述夹套壳体的外侧壁上部且不低于所述分散组件最高处；所述夹套循环液进口设置在所述锥形底的外侧壁。

进一步地，所述物料进口对称分布在所述的转轴四周。

进一步地，所述分散元件为柔性高分子材料制成的刷片。

进一步地，所述支撑杆与所述转轴可拆卸连接。