專利名稱：一種螺旋式旋轉(zhuǎn)床的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種螺旋式旋轉(zhuǎn)床，具體地說，涉及一種利用高速旋轉(zhuǎn)的螺旋狀床層，
在超重力狀態(tài)下，完成氣液傳質(zhì)與反應的設備。
背景技術：
超重力場旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)與反應設備，是二十世紀八十年代初發(fā)展起來的一種新型化 工單元設備。與傳統(tǒng)技術相比，超重力場旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)設備，具有傳質(zhì)強度高、設備尺寸小、物 料停留時間短、持液量少、不液泛等特點。 通常超重力場旋轉(zhuǎn)床設備由機殼、轉(zhuǎn)子(反應床層)和電機等部件構(gòu)成，轉(zhuǎn)子為 多孔介質(zhì)，具有填料的性質(zhì)，物料在此進行傳質(zhì)和反應。氣相需用風機輸送，特別是氣液 逆流狀態(tài)時由于液相利用離心場進行分散，氣相盡管密度小、受離心場作用小，但旋轉(zhuǎn)床 層仍然會對氣相產(chǎn)生較大阻力，所以必須配備風機、液泵才能實現(xiàn)物料輸送。美國專利 US4382900公開了一種典型的逆流旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)；前蘇聯(lián)專利SU127408公開了一種典型的多 層旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)；中國專利CN1059105A、 CN1062098A、 CN1428189A、 CN2523482Y、 CN1415396A、 CN2221437Y、 CN2229833Y、 CN2654194A等所公開的旋轉(zhuǎn)床設備由機殼、轉(zhuǎn)子和電機等部 件構(gòu)成；CN1608715A公開了一種脫除氣相中雜質(zhì)的方法，增加了除霧結(jié)構(gòu)；CN1686591A、 CN2768867Y公開了一種多層折流式超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，由多層折流圈構(gòu)成，折流圈由動 折流圈、靜折流圈組成。CN1743064A公開了一種在超重力場中進行催化反應的方法。 CN1611293A公開了一種超重力場旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)與反應設備，轉(zhuǎn)子分為逆流、順流兩個床層區(qū) 域，設置了旋轉(zhuǎn)除沫器。CN1060415A公開了一種轉(zhuǎn)動布液式旋轉(zhuǎn)床裝置。上述超重力場旋 轉(zhuǎn)床的不足在于氣相阻力大，氣液兩相接觸路徑相對較短，液滴表面更新速度慢，不利于進 一步提高傳質(zhì)過程。CN2581060Y公開了一種旋轉(zhuǎn)床超重力多相反應器，采用了螺旋通道型 旋轉(zhuǎn)床，螺旋通道在徑向上為阿基米德螺旋線，在軸向為貫通的通道，該結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)床可獲 得較長的氣液兩相接觸路徑，但仍具有阻力大、無抽吸能力等不足。CN1062098A公開了一 種帶有抽吸裝置的超重力場裝置，CN1116125A公開了一種錯流旋轉(zhuǎn)床超重力裝置，在轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)軸上設置葉輪，抽吸氣相，旋轉(zhuǎn)床層呈微負壓工況，不利于氣相分子在液滴表面的附著溶 解。同時，由于葉輪的抽吸作用，會產(chǎn)生氣相偏流和液相夾帶等現(xiàn)象。在某些領域，如煙氣 凈化處理領域，由于氣相壓力較低，壓降明顯的處理設備無法應用，并且氣量很大，增加氣 體輸送裝置則能耗大大增加。因此，上述現(xiàn)有超重力旋轉(zhuǎn)床用于這些領域時受到一定的限 制。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明提供了一種超重力旋轉(zhuǎn)床，可以提高氣液兩相接觸 路徑，液滴表面實現(xiàn)強制更新，有利于氣液傳質(zhì)與反應，壓降很小，適用于對氣相壓降有限 制的領域。 本發(fā)明螺旋式旋轉(zhuǎn)床包括螺旋狀床層、液相分布管、外殼、氣相入口 、氣相出口 、液相入口和液相出口等結(jié)構(gòu)。螺旋狀床層為多孔材料制成，在軸向方向上形成螺旋形狀，液相
分布管設置在螺旋狀床層軸向中央，液相分布管與液相入口相通，外殼兩端設置氣相入口
和氣相出口 ，外殼底部設置液相出口 。螺旋狀床層通過傳動機構(gòu)與動力裝置連接。
螺旋狀床層由若干層篩網(wǎng)等多孔材料制成；床層迎風面(氣相入口端面)附著薄
板，或附著條型板；采用附著薄板方式時，該板開設舌型槽縫或I型槽縫，槽縫沖壓而成，舌
型板凸起。液相分布管可以同時做為床層旋轉(zhuǎn)軸；軸呈中空管狀，管壁上開設若干小孔。外
殼由三段構(gòu)成布氣箱、床層殼體和集氣箱，布氣箱上設置氣相入口 ，床層殼體內(nèi)設置螺旋
狀床層，集氣箱上設置氣相出口外殼底部設置集液箱，液相出口與集液箱相連。螺旋式旋轉(zhuǎn)
床層安裝在外殼內(nèi)，兩端分別用軸承支撐一端軸承固定在外殼上，另一端軸承安裝在支撐
組件上。外殼與電機共用一個底盤，旋轉(zhuǎn)床軸與動力裝置電機間用聯(lián)軸器連接。 本發(fā)明的螺旋式旋轉(zhuǎn)床可制成多級并聯(lián)結(jié)構(gòu)，以適應不同氣量的運行工況，采用
并聯(lián)結(jié)構(gòu)時，設置氣相出入口集合管，用于氣相的分配與收集。 本發(fā)明根據(jù)氣液兩相傳質(zhì)與反應工藝特點，液相在高速旋轉(zhuǎn)床離心力的作用下， 實現(xiàn)碎液、霧化，并形成徑向流；氣相在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋狀床層作用下，形成軸向流，氣液兩 相在流動過程中完成錯流接觸，實現(xiàn)傳質(zhì)與反應。同一截面的氣相在流過旋轉(zhuǎn)床時，與不同 區(qū)域的液相接觸，均化了傳質(zhì)與反應；液滴在徑向運動過程中，反復經(jīng)歷不同的床層，可獲 得較長的氣液兩相接觸路徑，并實現(xiàn)"聚集_分散_反應"過程，液滴表面在此過程中，不斷 更新，強化、均化了傳質(zhì)與反應。螺旋式床層在旋轉(zhuǎn)過程中對氣相有一定的推動作用，氣相 經(jīng)過該超重力旋轉(zhuǎn)床時壓降很小，適宜于氣相受壓力降限制的過程中。本發(fā)明螺旋式旋轉(zhuǎn) 床具有結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、不易結(jié)殼、積垢，無堵塞等優(yōu)點。


圖1為本發(fā)明的裝配圖。
圖2為旋轉(zhuǎn)床層迎風面開槽結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3為為旋轉(zhuǎn)床層迎風面條型板分布示意圖。
圖4為本發(fā)明的設備多級并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步詳述。如圖1、2、3所示，本發(fā)明的螺旋狀旋轉(zhuǎn)床 由螺旋狀床層10、液相分布管9、外殼11、支撐組件3、氣相入口 2、氣相出口 5、進液口 6、旋 轉(zhuǎn)接頭4、集液箱8、液相出口 7及電機1構(gòu)成。 螺旋狀床層10由若干層篩網(wǎng)10-1等多孔材料制成；旋轉(zhuǎn)床層迎風面附著一層薄 板10-3，或附著若干塊均勻分布的條型板10-2 ;采用附著薄板方式時，該板開設若干個舌 型槽縫或1型槽縫，槽縫呈魚鱗狀分布；槽縫沖壓而成，舌型板凸起，凸起高度1 2mm，槽 縫開孔率30% 50%，優(yōu)選40% ;采用附著條型板方式時，條型板均勻分布，封堵面積占總 面積的30% 70%，優(yōu)選60% ;螺旋狀床層由1頭螺旋 5頭螺旋制成，優(yōu)選3頭螺旋，呈 均勻分布；螺旋狀床層可制成0. 2 4圈，優(yōu)選1圈。液相分布管9具有分布液相和床層 旋轉(zhuǎn)軸兩個功能；軸呈中空管狀，管壁上開設若干個小孔，小孔直徑①lmm ①3mm，優(yōu)選 Ol. 5mm，小孔總面積等于進料管截面積；設置旋轉(zhuǎn)接頭，把液相分布管與進液管連通。外殼11包括布氣箱11-1、床層殼體11-3和集氣箱11-2三段外殼上設置床層內(nèi)構(gòu)件的支撐組 件、氣相入口、氣相出口、進液口、液相出口及集液箱。螺旋式旋轉(zhuǎn)床層安裝在機殼內(nèi)，兩端 分別用滑動軸承支撐一端軸承固定在機殼上，一端軸承安裝在支撐組件上。旋轉(zhuǎn)床與電機 共用一個底盤，旋轉(zhuǎn)床軸與電機間用聯(lián)軸器連接。螺旋式旋轉(zhuǎn)床可制成多級并聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖 4所示，采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)時，設置氣相入口集合管13、氣相出口集合管12，用于氣相的分配與 收集。 工作時，氣相經(jīng)氣相入口進入旋轉(zhuǎn)床，螺旋狀床層旋轉(zhuǎn)時螺旋向氣體流動方向推 進，高速旋轉(zhuǎn)的螺旋狀床層間形成氣相流道，氣相在此空間內(nèi)形成近似軸向流；液相自進液 口經(jīng)旋轉(zhuǎn)接頭進入液相分布管，從液相分布管壁上開設的小孔中，噴灑到高速旋轉(zhuǎn)的螺旋 狀床層間所形成的氣相流道中，形成氣液充分混合接觸；液相在螺旋狀床層迎風面上重新 聚集、混合，經(jīng)槽縫分布到床層里，并完成碎流；在高速旋轉(zhuǎn)和多孔材料的多次切割下，液相 在床層內(nèi)實現(xiàn)霧化，并與下一螺旋狀氣相流道中的氣體混合、傳質(zhì)。液相在高速旋轉(zhuǎn)床離心 力的作用下，形成徑向流；氣相在高速旋轉(zhuǎn)的螺旋狀床層作用下，形成軸向流，氣液兩相在 流動過程中完成錯流接觸，實現(xiàn)傳質(zhì)與反應。同一截面的氣相在流過旋轉(zhuǎn)床時，與不同區(qū)域 的液相接觸，均化了傳質(zhì)與反應；液滴在徑向運動過程中，反復經(jīng)歷不同的床層，反復實現(xiàn) "聚集_分散_反應"過程，液滴表面在此過程中，不斷更新，強化、均化了傳質(zhì)與反應，同時 推動氣相流動，減少壓降。
權利要求
一種螺旋式旋轉(zhuǎn)床，包括螺旋狀床層、液相分布管、外殼、氣相入口、氣相出口、液相入口和液相出口，其特征在于螺旋狀床層為多孔材料制成，在軸向方向上形成螺旋形狀，液相分布管設置在螺旋狀床層軸向中央，液相分布管與液相入口相通，外殼兩端設置氣相入口和氣相出口，外殼底部設置液相出口。
2. 按照權利要求1所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于螺旋狀床層通過傳動機構(gòu)與動 力裝置連接。
3. 按照權利要求1所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于螺旋狀床層由若干層篩網(wǎng)制成； 床層迎風面附著薄板，或附著條型板。
4. 按照權利要求3所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述的附著薄板，開設舌型槽縫 或I型槽縫，槽縫沖壓而成，舌型板凸起。
5. 按照權利要求1所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述的液相分布管同時做為床 層旋的轉(zhuǎn)軸，軸呈中空管狀，管壁上開設若干小孔。
6. 按照權利要求1所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述的外殼由三段構(gòu)成布氣 箱、床層殼體和集氣箱，布氣箱上設置氣相入口 ，床層殼體內(nèi)設置螺旋狀床層，集氣箱上設 置氣相出口 ，外殼底部設置集液箱，液相出口與集液箱相連。
7. 按照權利要求l所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于螺旋式旋轉(zhuǎn)床層安裝在外殼內(nèi)， 兩端分別用軸承支撐。
8. 按照權利要求l所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于螺旋式旋轉(zhuǎn)床為多級并聯(lián)結(jié)構(gòu)。
9. 按照權利要求1所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述的螺旋狀床層由1頭螺 旋 5頭螺旋制成。
10. 按照權利要求1所述的螺旋式旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述的螺旋狀床層制成0. 2 4圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種螺旋式旋轉(zhuǎn)床，包括螺旋狀床層、液相分布管、外殼、氣相入口、氣相出口、液相入口和液相出口等結(jié)構(gòu)，螺旋狀床層為多孔材料制成，在軸向方向上形成螺旋形狀，液相分布管設置在螺旋狀床層軸向中央，液相分布管與液相入口相通，外殼兩端設置氣相入口和氣相出口，外殼底部設置液相出口。本發(fā)明的螺旋式旋轉(zhuǎn)床適用于氣液傳質(zhì)與反應，尤其適用于利用液相去除氣相中有害成分、且氣液比較大的氣液傳質(zhì)與反應。該設備結(jié)構(gòu)簡單、占地面積小、傳質(zhì)效率高、壓降低，可獲得較長的氣液兩相接觸路徑，液滴表面實現(xiàn)強制更新，有利于氣液傳質(zhì)于反應。
文檔編號B01F3/04GK101721830SQ20081022835
公開日2010年6月9日 申請日期2008年10月28日 優(yōu)先權日2008年10月28日
發(fā)明者唐本義, 彭德強, 李建軍, 王麗君, 范純杰, 齊慧敏 申請人:中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院