[发明专利]无气相参与的超重力场传质与反应装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种强化传质与反应设备，特别涉及一种强化液-液-固多相传质与反应装置。

背景技术

超重力旋转床设备是上世纪80年代初兴起的一种新型设备。与常规技术比，超重力场设备具有设备尺寸小、传质强度大、物料停留时间短等优点。超重力旋转床场设备一般由机壳、螺旋转子、物料进口、物料出口、转轴和电机构成，但目前所见螺旋转子多填充有多孔介质，并且转轴需要多个密封设备固定，其弊端在于多孔介质容易堵塞，安装、维护和检修困难。传统的超重力场旋转设备的另一弊端是物料在螺旋转子的作用进行传质后获得的能量没有得到有效利用。

中国专利数据库中，已有一些属于超重力场反应方法或反应设备的专利申请件，例如91109255.2号《旋转床超重力场强化传递与反应装置》、91229204.0号《旋转床超重力场传递与反应装置》、 99105437.7号《涡流式超重力场反应装置及其应用》、99200696.1号《超重力场传质、反应装置》、99208429.6 号《气动涡流式超重力场反应装置》、01143459.7号《超重力场中高压旋转床气液传质与反应设备》、200310103434.6号《一种超重力场旋转床传质与反应设备》、200410073624.2号《一种在超重力场中进行催化反应的方法》等。但这些技术方案仍然属于传统的传质与反应超重力旋转床，其效率并不理想。

发明内容

本发明的目的，是提供一种无气相参与的超重力场传质与反应装置，从而克服现有技术的不足，提高其传质与反应的效率，减少能耗。

本发明的无气相参与的超重力场传质与反应装置为一个壳体与内筒组成的双室圆筒形设备，内筒之内为内室，壳体与内筒之间为外室；内筒为定孔径的多孔筒体，内室顶有圆形顶盖，顶盖开有液体或液固混合物顶部进口；内室底有圆形底板，底板中央装有转子，内室壁上安装有涡流挡板；外室的顶部和底部均有坡形板，顶部坡形板上开有一圈液体进口，底部坡形板上开有液体或液固混合物出口，中部安装有环型多孔分布器。

上述涡流挡板形状为直角梯形状，直角梯形状挡板垂直地安装在内壁上，挡板与内室轴向平行。

上述直角梯形状涡流挡板共8块，每4块挡板为一层，涡流挡板(6)分两层相对地安装在内筒壁上。

上述圆形顶盖的液体或液固混合物进口为2个，对称地分布在顶部中心的两侧。

上述液体或液固混合物出口为2个，对称地分布在外室底部中心两侧。

上述顶部坡形盖板上的一圈液体或液固混合物进口为10个，对称地分布在顶部坡形盖板的各个方向。

上述转子带有螺线叶轮并用密封环固定在底板上，转子通过转轴与动力装置连接。

本发明装置的原理与反应流程是：液体或液固混合物从圆形顶盖的液体或液固混合物顶部进口进入内室，随螺旋转子一起做高速螺旋运动，充分接触传质、反应；在内室做高速螺旋运动的液体或液固混合物受到离心力和内壁多孔结构的作用，沿内筒体切线方向抛出，在外室与来自坡形顶盖的液体或液固混合物进口的液体或液固混合物进行并流传质、反应；从内筒体切线方向抛出的液体或液固混合物在外室与液体传质过程中，受到环型多孔分布器作用，进行再分散，最后从液体或液固混合物出口排出。

本发明的装置与常规超重力旋转床相比具有如下优点：①液体或液固混合物在带有螺线叶轮的螺旋转子和涡流挡板作用下作远远超过重力加速度的螺旋运动，在超重力场中进行传质，传质效率、反应速率得到极大的提高；②在内室做高速螺旋运动的液体或液固混合物在离心力和内壁多孔结构的作用下沿内筒体切线方向抛出，进入外室与液体或液固混合物接触传质、反应，液体或液固混合物获得的能量得到有效利用，传质与反应效率高；③本发明螺旋转子带有螺线叶轮，无需任何填料，不会存在液体或液固混合物堵塞的现象，可实现长时间有效平稳运行；④螺旋转子只采用一副动密封固定在下底板上，因此制造、安装、维修非常方便。

本装置具有尺寸小、结构简单的特点，因本装置螺旋转子无需任何填料，所以不会出现堵塞情况。本装置在内筒体上设有多孔结构，液体或液固混合物在螺旋转子的作用下获得的能量能够得到充分利用。本装置比传统的传质与反应超重力旋转床效率更高、更加节能。

附图说明

图1为发明装置的结构示意图；图2为本装置顶盖的俯视图；图3为环型多孔分布器示意图；图4为内筒壁上多孔结构分布示意图；图5为本发明装置的下底示意图。