一種三相離心傳質(zhì)分離裝置制造方法及圖紙

本實(shí)用新型專利技術(shù)涉及一種三相離心傳質(zhì)分離裝置，其分為上部的超重力三相接觸傳質(zhì)段和下部的旋流固液分離段，包括：轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子、錐形靜態(tài)料液分布器、旋轉(zhuǎn)布液盤和阻渦器。所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體上設(shè)置氣相出口、輕相出口和重相出口。本實(shí)用新型專利技術(shù)所述的三相離心傳質(zhì)分離裝置具有下列優(yōu)點(diǎn)：1、同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相的傳質(zhì)和預(yù)分離、甚至完全分離，可應(yīng)用于精餾、吸收等多種單元操作過程；2、動(dòng)靜結(jié)合的液體分布方法既簡(jiǎn)化了液體進(jìn)口結(jié)構(gòu)、易于密封，又使液體獲得均勻的軸向和周向的初始分布。（*該技術(shù)在2022年保護(hù)過期，可自由使用*）

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本技術(shù)涉及超重力
，具體地說，本技術(shù)涉及一種三相離心傳質(zhì)分離裝置。
技術(shù)介紹
超重力場(chǎng)技術(shù)是強(qiáng)化傳遞和多相反應(yīng)過程的一項(xiàng)突破性技術(shù)。實(shí)際應(yīng)用中，實(shí)現(xiàn)超重力環(huán)境的方法是通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，這種經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備稱為超重力機(jī)或超重力旋轉(zhuǎn)床，也因其突破性的優(yōu)點(diǎn)而被譽(yù)為“化學(xué)工業(yè)的晶體管”。但是目前應(yīng)用在工業(yè)中的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置的功能只限于氣相與液相或固液混合物的傳質(zhì)與分離，而無法在強(qiáng)化傳質(zhì)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相的分離。現(xiàn)有技術(shù)的超重力旋轉(zhuǎn)床根據(jù)其轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可分為兩大類單層超重力旋轉(zhuǎn)床和多層超重力旋轉(zhuǎn)床。單層超重力長(zhǎng)旋轉(zhuǎn)床中國專利有填料式CN 1059105AXN 1062098A.CN 1064338A.CN 2229833Y，防堵填料式 CN201529411U，碟片式CN 2581060Y117488C，管式CN1438067A ;多層超重力旋轉(zhuǎn)床中國專利有折流式CN 1686591A，同心圈式CN 101234261A，同心圓環(huán)多層填料式CN 101869776A，多級(jí)霧化式CN 201108754Y，多級(jí)吸收式 CN 202173801。現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)床多為固定布液方式，即將液體分布器與機(jī)殼或其它固定支撐連接，進(jìn)液管靜止不動(dòng)，液體靠泵的壓力通過液體分布器布液管上的噴液孔噴向轉(zhuǎn)子內(nèi)緣表面。例如美國專利US 4382900和中國專利CN 1507940A中，通過泵將液體送入管中，由噴液孔噴向環(huán)形填料內(nèi)緣表面。中國專利CN 101254355A和CN 1116125A公開了一種轉(zhuǎn)動(dòng)分布形式的液體分布器，其轉(zhuǎn)軸為空心結(jié)構(gòu)并布有出液小孔，液體由進(jìn)液管進(jìn)入空心軸，轉(zhuǎn)軸內(nèi)的液體隨轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，在離心力的作用下，由轉(zhuǎn)軸上的孔送入填料層。這種液體分布器由于轉(zhuǎn)軸半徑的限制，液體在空心軸內(nèi)受到的離心力小,液體處理量小。中國專利CN 1060415A提出了將液體分布器與轉(zhuǎn)子或轉(zhuǎn)子上的部件固定連接的轉(zhuǎn)動(dòng)布液型旋轉(zhuǎn)床裝置，靠旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力分布液體，提高了液體流量操作范圍，但是液體分布器與液體進(jìn)料管之間需要?jiǎng)用芊饨Y(jié)構(gòu)，分布器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作安裝麻煩。中國專利CN 201752587U中，液體分布器為固定于轉(zhuǎn)子之上的多層圓筒式結(jié)構(gòu)，與液體進(jìn)口通過固定于殼體上的靜止圓柱形空心進(jìn)料槽相連通，靠進(jìn)料槽的內(nèi)壁和每一層圓筒的內(nèi)壁上所設(shè)出液孔達(dá)到液體霧化與初始分布。雖然這種液體分布器避免了液體分布器與進(jìn)料管之間的動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，易于制造安裝，但是液體流量較大時(shí)會(huì)造成液體分布器流動(dòng)阻力較大，液體霧化效果減弱。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是繼承現(xiàn)有技術(shù)的超重力旋轉(zhuǎn)床的優(yōu)點(diǎn)，拓展超重力旋轉(zhuǎn)床的功能，提供一種集氣、液、固三相傳質(zhì)與分離為一體的三相離心傳質(zhì)分離裝置，并改進(jìn)液體分布器結(jié)構(gòu)，提高傳質(zhì)效率。為了實(shí)現(xiàn)本技術(shù)的目的，本技術(shù)提供一種新型的三相離心傳質(zhì)分離裝置，分為上部的超重力三相接觸傳質(zhì)段和下部的旋流固液分離段，所述三相離心傳質(zhì)分離裝置包括轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸和所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體之間設(shè)置機(jī)械密封；轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸上，并且位于所述超重力三相接觸傳質(zhì)段之內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子和位于所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體內(nèi)部的靜擋板之間設(shè)置迷宮密封；設(shè)置在所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體上方的固液混合物進(jìn)料管和氣相出n ；和所述固液混合物進(jìn)料管相連的所述錐形靜態(tài)料液分布器，所述錐形靜態(tài)料液分布器圍繞所述轉(zhuǎn)軸并且固定在所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體上；設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子上的旋轉(zhuǎn)布液盤；設(shè)置在所述超重力三相接觸傳質(zhì)段側(cè)面的氣相進(jìn)口 ；設(shè)置在所述旋流固液分離段的下方的重相出口 ；以及輕相出口，所述輕相出口設(shè)置在所述超重力三相接觸傳質(zhì)段的側(cè)面或者所述旋流固液分離段的下方；以及阻渦器，所述阻渦器設(shè)置在所述重相出口附近。如本文中使用的，術(shù)語“超重力”技術(shù)是強(qiáng)化多相流傳遞及反應(yīng)過程的新技術(shù)。上個(gè)世紀(jì)問世以來，在國內(nèi)外受到廣泛的重視，由于它的廣泛適用性以及具有傳統(tǒng)設(shè)備所不具有的體積小、重量輕、能耗低、易運(yùn)轉(zhuǎn)、易維修、安全、可靠、靈活以及更能適應(yīng)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，使得超重力技術(shù)在環(huán)保和材料生物化工等工業(yè)領(lǐng)域中有廣闊的商業(yè)化應(yīng)用前景。但目前超重力技術(shù)還主要處于應(yīng)用開發(fā)階段。其基本原理是利用超重力條件下多相流體系的獨(dú)特流動(dòng)行為，強(qiáng)化相與相之間的相對(duì)速度和相互接觸，從而實(shí)現(xiàn)高效的傳質(zhì)傳熱過程和化學(xué)反應(yīng)過程。如本文中使用的，措辭“阻渦器設(shè)置在重相出口附近”是指阻渦器的位置并不特別限制，只要其可以起到阻止渦旋作用的即可，例如其可以在重相出口內(nèi)部或者上部等位置。優(yōu)選地，所述超重力三相接觸傳質(zhì)段為圓柱狀，所述旋流固液分離段為圓錐狀、或圓錐與圓柱結(jié)合狀。優(yōu)選地，所述旋流固液分離段的圓錐的錐度a為1° 90°之間。優(yōu)選地，所述輕相出口上設(shè)置溢流口，所述溢流口的壁面上設(shè)置有條狀、圓形或其它形狀的孔隙，或者所述壁面由膜材料制成。優(yōu)選地，所述錐形靜態(tài)料液分布器的內(nèi)、外壁均為形狀為上大下小的圓臺(tái)曲面，并且所述圓臺(tái)錐度9在1° 179°之間。優(yōu)選地，所述錐形靜態(tài)料液分布器的壁面設(shè)置I 1000個(gè)出液孔，所述的出液孔為圓形、橢圓形、方形、三角形、條形或其它形狀，面積為0.1mm2 600mm2。優(yōu)選地，所述錐形靜態(tài)料液分布器固定在所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體的中心，并且底部開有圓孔，所述圓孔的直徑比所述轉(zhuǎn)軸的直徑大I 2mm。優(yōu)選地，旋轉(zhuǎn)布液盤所述設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子中心，并且所述旋轉(zhuǎn)布液盤與所述轉(zhuǎn)子等角速度旋轉(zhuǎn)。優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)布液盤由2 30個(gè)布液盤按照一定間距沿豎直方向排布組成，所述布液盤內(nèi)緣設(shè)有傾斜的溢流堰，所述溢流堰與水平面夾角3在95° 170°之間，所述布液盤外圓大小相同，內(nèi)圓直徑從上到下逐漸減小，形成與所述錐形靜態(tài)料液分布器外壁相匹配的圓臺(tái)結(jié)構(gòu)，每層布液盤內(nèi)圓直徑比所述錐形靜態(tài)料液分布器外壁直徑大I 2_。優(yōu)選地，所述布液盤由液盤架支撐，所述液盤架包括2 30個(gè)水平圓環(huán)形托盤與四個(gè)沿圓周均布的豎直支腿。本技術(shù)所述的三相離心傳質(zhì)分離裝置具有下列優(yōu)點(diǎn)1、同時(shí)實(shí)現(xiàn)氣、液、固三相的傳質(zhì)和預(yù)分離、甚至完全分離，可應(yīng)用于精餾、吸收等多種單元操作過程；2、動(dòng)靜結(jié)合的液體分布方法既簡(jiǎn)化了液體進(jìn)口結(jié)構(gòu)、易于密封，又使液體獲得均勻的軸向和周向的初始分布。附圖說明圖1是實(shí)施例1的三相離心傳質(zhì)分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本技術(shù)的三相離心傳質(zhì)分離裝置的阻渦器的剖面圖；圖3是本技術(shù)的三相離心傳質(zhì)分離裝置的旋轉(zhuǎn)布液盤結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本技術(shù)的三相離心傳質(zhì)分離裝置的液盤架的示意圖；圖5是實(shí)施例2的三相離心傳質(zhì)分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是實(shí)施例3的三相離心傳質(zhì)分離裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、阻渦器；2、旋流固液分離段；3、超重力三相接觸傳質(zhì)段；4、轉(zhuǎn)子；5、迷宮密封；6、靜擋板；7、氣相出口 ；8、機(jī)械密封；9、轉(zhuǎn)軸；10、固液混合物進(jìn)料管；11、錐形靜態(tài)料液分布器；12、旋轉(zhuǎn)布液盤；13、氣相進(jìn)口 ；14、輕相出口 ；15、溢流口 ；16、重相出口。具體實(shí)施方式以下實(shí)施例用于說明本技術(shù)，但不用來限制本技術(shù)的范圍。實(shí)施例1圖1示意性示出三相離心傳質(zhì)分離裝置的示意圖，其分為上部的超重力三相接觸傳質(zhì)段3和下部的旋流固液分離段2，所述三相離心傳質(zhì)分離裝置包括轉(zhuǎn)軸9，所述轉(zhuǎn)軸9和所述本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種三相離心傳質(zhì)分離裝置，其特征在于，分為上部的超重力三相接觸傳質(zhì)段（3）和下部的旋流固液分離段（2），所述三相離心傳質(zhì)分離裝置包括：?轉(zhuǎn)軸（9），所述轉(zhuǎn)軸（9）和所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體之間設(shè)置機(jī)械密封（8）；?轉(zhuǎn)子（4），所述轉(zhuǎn)子（4）設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸（9）上，并且位于所述超重力三相接觸傳質(zhì)段（3）之內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子（4）和位于所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體內(nèi)部的靜擋板（6）之間設(shè)置迷宮密封（5）；?設(shè)置在所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體上方的固液混合物進(jìn)料管（10）和氣相出口（7）；?和所述固液混合物進(jìn)料管（10）相連的所述錐形靜態(tài)料液分布器（11），所述錐形靜態(tài)料液分布器（11）圍繞所述轉(zhuǎn)軸（9）并且固定在所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體上；?設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子（4）上的旋轉(zhuǎn)布液盤（12）；?設(shè)置在所述超重力三相接觸傳質(zhì)段（3）側(cè)面的氣相進(jìn)口（13）；?設(shè)置在所述旋流固液分離段（2）的下方的重相出口（16）；以及?輕相出口（14），所述輕相出口（14）設(shè)置在所述超重力三相接觸傳質(zhì)段（3）的側(cè)面或者所述旋流固液分離段（2）的下方；以及?阻渦器（1），所述阻渦器（1）設(shè)置在所述重相出口（16）附近。...

【技術(shù)特征摘要】
1.一種三相離心傳質(zhì)分離裝置，其特征在于，分為上部的超重力三相接觸傳質(zhì)段(3)和下部的旋流固液分離段(2)，所述三相離心傳質(zhì)分離裝置包括 轉(zhuǎn)軸(9)，所述轉(zhuǎn)軸(9)和所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體之間設(shè)置機(jī)械密封(8)； 轉(zhuǎn)子(4)，所述轉(zhuǎn)子(4)設(shè)置于所述轉(zhuǎn)軸(9)上，并且位于所述超重力三相接觸傳質(zhì)段(3)之內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子(4)和位于所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體內(nèi)部的靜擋板(6)之間設(shè)置迷宮密封(5)； 設(shè)置在所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體上方的固液混合物進(jìn)料管(10)和氣相出口(7)； 和所述固液混合物進(jìn)料管(10)相連的所述錐形靜態(tài)料液分布器(11)，所述錐形靜態(tài)料液分布器(11)圍繞所述轉(zhuǎn)軸(9)并且固定在所述三相離心傳質(zhì)分離裝置的殼體上； 設(shè)置在所述轉(zhuǎn)子(4)上的旋轉(zhuǎn)布液盤(12)； 設(shè)置在所述超重力三相接觸傳質(zhì)段(3)側(cè)面的氣相進(jìn)口(13)； 設(shè)置在所述旋流固液分離段(2)的下方的重相出口(16);以及 輕相出口(14)，所述輕相出口(14)設(shè)置在所述超重力三相接觸傳質(zhì)段(3)的側(cè)面或者所述旋流固液分離段(2)的下方；以及 阻渦器(I )，所述阻渦器(I)設(shè)置在所述重相出口( 16)附近。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相離心傳質(zhì)分離裝置，其特征在于，所述超重力三相接觸傳質(zhì)段(3)為圓柱狀，所述旋流固液分離段(2)為圓錐狀、或圓錐與圓柱結(jié)合狀。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的三相離心傳質(zhì)分離裝置，其特征在于，所述旋流固液分離段(2)的圓錐的錐度α為1° 90°之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三相離心傳質(zhì)分離裝置，其特征在于，所述輕相出口(1...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬慶芬，盧輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：海南大學(xué)，
類型：實(shí)用新型
國別省市：