專利名稱：同心圈逆流型超重力旋轉床裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種氣液接觸設備，尤其是同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，可廣泛地 用于化工、石油化工、制藥、冶金、輕工等行業(yè)的吸收、精餾、傳熱、化學反應及納米 材料制備等場合。
技術背景超重力技術是強化傳遞和多相反應過程的一項突破性技術。利用超重力環(huán)境下高度 強化的傳質過程和微觀混合過程特性，我們可以將高達幾十米的化工塔器設備用高不及 兩米的超重力機代替，因此超重力旋轉床被譽為"化學工業(yè)的晶體管"?，F(xiàn)有技術的超重 力旋轉床大部分都是整個轉子隨軸一起轉動，不能實現(xiàn)多個轉子串聯(lián)，單個轉子的旋轉 床不能有效地解決其在有回流的單元操作如連續(xù)精餾中的應用和中間加料問題，而且由 于單層旋轉床的理論板數(shù)有限，也限制了旋轉床在某些場合的應用。中國專利ZL01134321.4和ZL200510049145.1所公開的超重力場旋轉床有效地解決了上述問題，"動 靜結合"的轉子結構使其具有液體分布均勻、傳質效率高、易實現(xiàn)中間進料、方便多層 串聯(lián)等優(yōu)點，但是該類型的旋轉床壓降較大、轉子持液量大的缺點，也限制了它在某些 場合的有效應用。發(fā)明內容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有超重力旋轉床的壓降較大、轉子持液量大的缺點，提供一 種壓降小、轉子持液量小，使用效果更好的同心圈逆流型超重力旋轉床裝置。本發(fā)明解決其技術問題采用的技術方案一種同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，包括殼體，殼體上端面上設有液相入口和氣 相出口，殼體下端設有氣相入口和液相出口，殼體中心設有旋轉體，所述的旋轉體上連 接有轉子，所述的轉子包括與所述旋轉體固定連接的旋轉盤、與殼體固定連接的靜止盤， 所述轉子的下端的兩側設有第一通道口，轉子的上端中心設有第二通道口，所述的第二 通道口與所述的氣相出口、液相入口相通，所述的第一通道口與所述的氣相入口、液相 出口相通；所述的轉子還包括同心篩孔動圈，所述的同心篩孔動圈由一組同心且直徑各 異的帶有篩孔的旋轉圈組合而成，所述的同心篩孔動圈的底端固定連接在旋轉盤上，上 端固定連接在一轉子蓋板上，所述的轉子蓋板與所述的靜止盤可轉動連接，所述的第一 通道口和第二通道口與同心篩孔動圈通道連通。進一步，所述轉子為同軸連接的多層轉子結構，其中最上層轉子的第二通道口與所述的氣相出口、液相入口相通，最下層轉子的第一通道口與所述的氣相入口、液相出口 相通，其余轉子的第二通道口與上一層轉子的第一通道口相通。進一步，所述的旋轉體為單一的轉軸?；蛘?，所述的旋轉體為串聯(lián)有液體分布器的轉軸，所述的第二通道口通過所述的液 體分布器與同心篩孔動圈通道連通。進一步，所述的靜止盤上端面固定連接有引流管。進一步，所述的旋轉床裝置的側面上對應于各靜止盤的上方設有進料口，從進料口 中進入的原料可沿所述的引流管進入轉子的第二通道口。本發(fā)明將氣液接觸元件由原有的折流圈通道更換成了所述的同心篩孔動圈通道，使 得轉子在給氣液相提供良好的接觸空間的同時，極大地減小了氣體通過轉子的壓降，并 使該設備具有大通量和不易液泛的優(yōu)點。本發(fā)明的有益效果是1、旋轉床轉子的氣液接觸元件為一系列帶有篩孔的同心旋轉 圈，氣體通過轉子的壓降小、通量大，液體不易產(chǎn)生液泛；2、液體分布器的使用，使得 液體初始分布更加合理，有效地提高了傳質效率；3、旋轉床的進料口可以方便地設置在 靜止盤上面，可以方便地應用于連續(xù)精餾過程；4、在靜止盤上設置引流管，可以實現(xiàn)在 一個殼體內方便地將多層轉子在同一轉軸上串連，從而將理論塔板數(shù)成倍地提高；5、結 構更加簡單、緊湊、合理，設備易于制造加工。


圖1是本發(fā)明實施例1的結構示意圖。 圖2是本發(fā)明實施例2的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本發(fā)明作進一步的說明。 實施例1:圖l所示為一種單層同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，包括殼體2，殼體2上端面上 設有液相入口4和氣相出口3，殼體2下端設有氣相入口 l和液相出口 8，所述的液相入 口 4設在所述殼體2上端面的中心，殼體2中心設有旋轉體9,所述的旋轉體9上連接有 一轉子，所述的轉子包括與所述旋轉體固定連接的旋轉盤ll、與殼體2固定連接的靜止 盤6，所述轉子的下端的兩側設有第一通道口 16，轉子的上端中心設有第二通道口 17， 所述的第二通道口 17與所述的氣相出口 1、液相入口4相通，所述的第一通道口 16與所 述的氣相入口l、液相出口8相通；所述的轉子還包括同心篩孔動圈7，所述的同心篩孔 動圈7由一組同心且直徑各異的帶有篩孔的旋轉圈組合而成，所述的同心篩孔動圈7的底端固定連接在旋轉盤11上，上端固定連接在一轉子蓋板12上，所述的轉子蓋板12通 過迷宮式密封13與所述的靜止盤6可轉動連接，所述的第一通道口 16和第二通道口 17 與同心篩孔動圈7通道連通。所述的旋轉體9為串聯(lián)有液體分布器5的轉軸，旋轉體9下端通過機械密封10與殼 體2密封，所述的第二通道口 17通過所述的液體分布器5與同心篩孔動圈通道7連通。本實施例的工作原理為1) 用于吸收或脫吸時，氣體從氣相入口 l進入殼體2的內腔，沿徑向穿過同心篩孔 動圈7上面的篩孔進入轉子，與液體進行逆流接觸，最后通過氣相出口3排出；液體從 液相入口 4通過液體分布器5進入轉子內部，在離心力作用下甩出，液體被粉碎成細小 的液滴、液絲，并與氣體逆流接觸，進行傳質和傳熱，從液相出口8排出。2) 用于氣液化學反應生成液體或氣體與液體時，氣體反應物從氣相入口 1進入殼體 2的內腔，沿徑向穿過同心篩孔動圈7上面的篩孔進入轉子，與液體反應物進行逆流接觸， 最后通過氣相出口 3排出；液體反應物從液相入口 4通過液體分布器5進入轉子內部， 在離心力作用下甩出，液體被粉碎成細小的液滴、液絲，并與氣體反應物逆流接觸，進 行傳質和傳熱，從液相出口8排出。實施例2:如圖2所示本實施例為一種三層同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，包括殼體2，殼 體2上端面上設有液向入口 4和氣向出口 3，殼體2下端設有氣相入口 l和液相出口8， 殼體2中心設有兩端貫穿殼體的旋轉體9，所述的旋轉體9上串連連接有由上至下層狀排 列的一組轉子，所述的轉子有三層，每層轉子包括與旋轉體固定連接的旋轉盤11、與殼 體2固定連接的靜止盤6，所述的靜止盤6上端面固定連接有引流管14，所述轉子的下 端的兩側設有第一通道口 16，轉子的上端中心設有第二通道口 17，其中最上層轉子的第 二通道口 17與所述的氣相出口 3、液相入口 4相通，最下層轉子的第一通道口 16與所述 的氣相入口 1、液相出口 8相通，其余轉子的第二通道口 17與上一層轉子的第一通道口 16相通；所述的轉子還包括同心篩孔動圈7，所述的同心篩孔動圈7由一組同心且直徑 各異的帶有篩孔的旋轉圈組合而成，所述的同心篩孔動圈7的底端固定連接在旋轉盤11 上，上端固定連接在一轉子蓋板12上，所述的轉子蓋板12通過迷宮式密封13與所述的 靜止盤6可轉動連接，所述的第一通道口 16和第二通道口 17與同心篩孔動圈通道7連 通。所述的旋轉床裝置的側面上對應于各靜止盤的上方設有進料口 15，從進料口 15中進 入的原料可沿所述引流管進入轉子的第二通道口 17。所述的旋轉體9為串聯(lián)有多個液體分布器5的轉軸，旋轉體9下端通過機械密封10 與殼體2密封，所述的第二通道口 17通過所述的各液體分布器5與同心篩孔動圈通道7 連通。本實施例的工作原理為用于精餾時，由再沸器出來的氣體從氣相入口 1進入殼體2的內腔，沿徑向穿過同心篩孔動圈7上面的篩孔進入轉子，與液體進行逆流接觸，最后通過氣相出口3進入冷 凝器冷凝，得到精餾產(chǎn)物；部分冷凝液作為回流液和進料液分別從液相入口 4、進料口 15通過液體分布器5進入轉子內部，在離心力作用下被加速甩出，液體被粉碎成細小的 液滴、液絲，并與氣體逆流接觸，進行傳質和傳熱，液體通過液相出口 8進入再沸器加 熱，精餾產(chǎn)物從再沸器排出；原料由進料口15添入，參與氣液的傳質和傳熱，原料可以 是液體、氣體或者氣液混合物，使用時，可以根據(jù)經(jīng)驗和工藝情況在同心篩孔動圈7的 間隙添加填料來增加傳熱傳質效率或者減少霧沫夾帶。由于本發(fā)明的轉子為一系列帶有篩孔的同心旋轉圓環(huán)，使得轉子在給氣液相提供良 好的接觸空間的同時，極大地減小了氣體通過轉子的壓降，并使該設備具有大通量和不 易液泛的優(yōu)點，而且新型液體分布器的使用，使得液體初始分布更加合理，有效地提高 了傳質效率，本發(fā)明以酒精一水為物系，在轉速為1 000r/min時進行了精餾實驗，理論 板數(shù)可以達到每米35 37.5塊，氣相壓降比折流式旋轉床減小了5 6倍，并且在實驗范 圍內未發(fā)現(xiàn)液泛現(xiàn)象，表明同心圈逆流型超重力旋轉床裝置具有廣闊的應用前景。
權利要求
1、一種同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，包括殼體，殼體上端面上設有液相入口和氣相出口，殼體下端設有氣相入口和液相出口，殼體中心設有旋轉體，所述的旋轉體上連接有轉子，所述的轉子包括與所述旋轉體固定連接的旋轉盤、與殼體固定連接的靜止盤，所述轉子的下端的兩側設有第一通道口，轉子的上端中心設有第二通道口，所述的第二通道口與所述的氣相出口、液相入口相通，所述的第一通道口與所述的氣相入口、液相出口相通；其特征在于所述的轉子還包括同心篩孔動圈，所述的同心篩孔動圈由一組同心且直徑各異的帶有篩孔的旋轉圈組合而成，所述的同心篩孔動圈的底端固定連接在旋轉盤上，上端固定連接在一轉子蓋板上，所述的轉子蓋板與所述的靜止盤可轉動連接，所述的第一通道口和第二通道口與同心篩孔動圈通道連通。
2、 如權利要求l所述的同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，其特征在于所述轉 子為同軸連接的多層轉子結構，其中最上層轉子的第二通道口與所述的氣相出口、 液相入口相通，最下層轉子的第一通道口與所述的氣相入口、液相出口相通，其余 轉子的第二通道口與上一層轉子的第一通道口相通。
3、 如權利要求1或2所述的同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，其特征在于所 述的旋轉體為單一的轉軸。
4、 如權利要求1或2所述的同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，其特征在于 所述的旋轉體為串聯(lián)有液體分布器的轉軸，所述的第二通道口通過所述的液體分布 器與同心篩孔動圈通道連通。
5、 如權利要求2所述的同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，其特征在于所述的 靜止盤上端面固定連接有引流管。
6、 如權利要求5所述的同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，其特征在于所述的 旋轉床裝置的側面上對應于各靜止盤的上方設有進料口，從進料口中進入的原料可 沿所述的引流管進入轉子的第二通道口。
全文摘要
一種同心圈逆流型超重力旋轉床裝置，包括殼體，殼體上端面上設有液相入口和氣相出口，殼體下端設有氣相入口和液相出口，殼體中心設有旋轉體，所述的旋轉體上連接有轉子，所述的轉子包括與所述旋轉體固定連接的旋轉盤、與殼體固定連接的靜止盤，轉子的下端的兩側設有第一通道口，轉子的上端中心設有第二通道口，第二通道口與所述的氣相出口、液相入口相通，第一通道口與所述的氣相入口、液相出口相通；所述的轉子還包括同心篩孔動圈，同心篩孔動圈由一組同心且直徑各異的帶有篩孔的旋轉圈組合而成，其底端固定連接在旋轉盤上，上端固定連接在一轉子蓋板上，轉子蓋板與靜止盤可轉動連接，所述第一通道口和第二通道口與同心篩孔動圈通道連通。
文檔編號B01D3/30GK101254357SQ20071015709
公開日2008年9月3日 申請日期2007年11月23日 優(yōu)先權日2007年11月23日
發(fā)明者俞云良, 徐之超, 計建炳, 謝愛勇, 隋立堂 申請人:浙江工業(yè)大學