[实用新型]复合式折流旋转床传质与反应设备

说明书

技术领域

本实用新型属于超重力场中传质、反应技术领域，具体为一种复合式折流旋转床传质与反应设备。

背景技术

超重力技术是典型的化工过程强化技术之一，极大地强化了气液传质、传热与反应过程。在超重力旋转床中，液体被高速旋转的填料剪切破碎形成表面积极大且不断更新的液滴、液丝和液膜，与穿过填料的气体接触，强化了气液微观混合，使传质系数提高了1～2个数量级，具有液泛高、物料停留时间短等优点。经过多年的发展，超重力旋转床已应用于精馏、脱硫、制备纳米材料、除尘等过程，成为了化工过程强化的有效途径之一。

超重力旋转床体积小是其优点之一，但在一定的空间内也限制了气液的流程，接触时间短，不利用传质过程。现有大部分超重力旋转床中，气液分布不均匀，使得气体未与液体接触就会溢出，影响传质效率，仅能强化液相传质过程，而且由于气体受到填料摩擦曳力的作用，在转子内像固体转动，气相界面得不到快速的更新，也使得气相传质效率较低。

实用新型内容

本实用新型针对现有设计中现存的气液分布不均匀以及由于气体受到填料摩擦曳力的作用使得气相界面得不到快速的更新导致的传质效率低下问题，提供了一种复合式折流旋转床传质与反应设备。

本实用新型采用如下的技术方案实现：复合式折流旋转床传质与反应设备，包括静盘、液体分布器、液体进口管、气体出口管、上导流板、下导流板、气体进口管、动盘、旋转轴、液体出口管和壳体，其特征在于：静盘和动盘均置于壳体内，静盘上设有若干直径不同的同心环状上导流板，上导流板上开有均匀排布的圆形小孔，动盘上设有若干同心圆台状下导流板，下导流板上开有均匀排布的刺孔，上导流板和下导流板交错排列，静盘与气体出口管固定相连，动盘与旋转轴固定连接，旋转轴一端穿过壳体并与之密封。

所述的气体进口管和液体出口管设置于壳体上，液体分布器与液体进口管相连，液体进口管设置在气体出口管内。

所述的上导流板材质为不锈钢或聚丙烯塑料，下导流板材质为不锈钢或聚丙烯塑料。

所述的上导流板等间距布置，相邻上导流板间距d₁为动盘长度D的1/12～1/10，上导流板高度d₃为相邻上导流板间距d₁的2.4～3倍，上导流板与动盘（8）间距d₄为相邻上导流板间距d₁的1/7～1/5。

所述的下导流板等间距布置，下导流板与动盘之间的夹角θ为45^o～75^o，下导流板顶端与上导流板顶端间距d₂为相邻上导流板间距d₁的1/8～1/6。

所述的上导流板上圆形小孔孔径为1～2mm，孔间距为1.5～2.5mm。

所述的下导流板上刺孔包括通孔以及通孔上边缘的垂直于下导流板或者相对于下导流板向上倾斜的倒刺，刺孔在下导流板上成矩形均匀排列，通孔孔径为1～2mm，孔间距为1.5～2.5mm。

所述的液体分布器为圆柱形状，四周自上而下布置有6组圆形细孔，每组包含7个细孔，细孔孔径为0.4～0.5mm。

与现有技术相比，本实用新型的优点是：通过改变气液流体的流动路径，充分利用转子内径向和轴向空间，改善气液分布不均匀的情况，有效延长气液接触时间；同时，通过增加对气体扰动程度，提高气相传质效率。

具体如下：

（1）上导流板和下导流板沿径向等距离的固定在静盘和动盘上，气体沿径向由外向内依次交替通过上导流板和下导流板，液体则沿径向由内向外依次交替通过下导流板和上导流板。液体进入到液体分布器经0.4mm的细孔喷出后，形成比表面积较大的喷雾，有效地增加了气液界面面积，强化了设备的气液传质效果。

（2）喷雾撞击到带有刺孔的下导流板后，在离心力的作用下，液体在刺孔和导流板上形成薄的液膜而不是在导流板上形成层流，部分液体穿过刺孔撞击在下一上导流板，大部分顺着下导流板流动，增加了每个下导流板上的气液接触面积；同时，气体可以将刺孔的液膜吹破，将液膜拉得更薄，下导流板与动盘之间存在夹角，液体在离心力的作用下，穿过刺孔在下导流板的外侧形成液膜，增大了气液接触面积和导流板的表面利用率。