一種新型無源的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新型無源的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，具體涉及用高壓流體的壓差驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，無需使用電機驅(qū)動的新型超重力裝置，適用于多相流的反應(yīng)、分離、混合等過程，屬于超重力技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]19世紀70年代，英國帝國化學公司首次提出了超重力的概念，并在此概念上構(gòu)造了超重力設(shè)備——旋轉(zhuǎn)填充床。旋轉(zhuǎn)填充床以電機為動力，帶動轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生巨大的離心力，用離心力來模擬超重力環(huán)境，實現(xiàn)了在地球上克服重力場的作用來強化分離過程。1983年，英國帝國化學公司Ramshaw教授首次將超重力旋轉(zhuǎn)床用于精餾的分離過程。1995年，中國北京化工大學陳建峰教授將超重力旋轉(zhuǎn)床作為反應(yīng)器，用于納米材料制備的反應(yīng)過程中，從此開啟了超重力旋轉(zhuǎn)床反應(yīng)器工程與應(yīng)用的研究。目前，以超重力旋轉(zhuǎn)床作為設(shè)備載體的超重力技術(shù)已經(jīng)成功的解決了多個化工過程難題，在尾氣SO2脫除、煙氣CO2捕集、精餾、納米材料制備、廢水處理、聚合物脫揮等多個領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了工業(yè)應(yīng)用。
[0003]2006年，全國累計探明的天然氣可開采量為3.84萬億立方。在天然氣開采過程中，由于天然氣密度小，為0.75?0.8kg/m3，井筒氣柱對井底的壓力?。惶烊粴庹扯刃?，在地層和管道中的流動阻力也??；又由于膨脹系數(shù)大，其彈性能量也大。因此天然氣開采時一般采用自噴方式，天然氣在氣井自身的壓力下，從井底連續(xù)舉升到地面，因此采出到地面的天然氣本身帶有一定的壓力。類似于蒸汽發(fā)電，帶壓的天然氣在后續(xù)處理過程中如果能利用其壓力做功，則能大大節(jié)約能量。
[0004]然而，傳統(tǒng)超重力填充床轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)動力來自電機驅(qū)動，電機驅(qū)動消耗電能。為響應(yīng)我國節(jié)能減排的政策要求，本發(fā)明提供的新型無源的超重力旋轉(zhuǎn)床無需使用電機，利用高壓流體自身的流動性能帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動，能有效的節(jié)約能量，進而降低整個裝置的能量消耗。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明要解決的第一個技術(shù)問題是提供一種新型無源的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置。
[0006]本發(fā)明要解決的第二個技術(shù)問題是提供上述裝置在多相流的反應(yīng)、分離、混合等操作過程中的應(yīng)用。
[0007]為解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明一種新型無源的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括殼體、轉(zhuǎn)子、旋轉(zhuǎn)軸、氣體管路一、氣體管路二、液體分布器和液體出口 ；所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在殼體內(nèi)，該轉(zhuǎn)子通過旋轉(zhuǎn)軸與殼體旋轉(zhuǎn)連接；所述氣體管路一、氣體管路二和液體出口設(shè)置在殼體上；所述液體分布器設(shè)置在轉(zhuǎn)子的內(nèi)緣處；所述轉(zhuǎn)子的內(nèi)緣、外緣或內(nèi)外緣設(shè)有葉片。本發(fā)明無源的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置利用高壓流體的壓差驅(qū)動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，無電機驅(qū)動。
[0008]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子外緣葉片外的殼體上設(shè)置氣體管路一，所述氣體管路一的氣體進入方向正對轉(zhuǎn)子外緣葉片朝向轉(zhuǎn)子的一側(cè)表面；所述氣體管路二通向轉(zhuǎn)子中部空腔。
[0009]優(yōu)選地，所述液體分布器液體噴射方向以有利于推動葉片旋轉(zhuǎn)的角度為原則，優(yōu)選垂直于葉片的形式，最大程度的帶動葉片旋轉(zhuǎn)。
[0010]優(yōu)選地，所述葉片可以是彎曲葉片和直葉片。更優(yōu)選地，所述葉片至少兩個，均勻地設(shè)置在轉(zhuǎn)子內(nèi)緣、外緣或內(nèi)外緣。
[0011]優(yōu)選地，所述殼體上設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有軸承，所述旋轉(zhuǎn)軸固定在軸承內(nèi)。這樣，整個旋轉(zhuǎn)軸固定在殼體內(nèi)，軸與外殼之間不需要進行密封，可以減少設(shè)備造價。
[0012]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)軸為立式或者臥式安裝。
[0013]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子為填料式轉(zhuǎn)子或無填料轉(zhuǎn)子。根據(jù)工藝要求作出選擇。
[0014]為解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明一種上述裝置在多相流的反應(yīng)、分離、混合等操作過程中的應(yīng)用，所述多相流中包括高壓流體。利用該類流體產(chǎn)生的強大壓差帶動轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動以達到節(jié)能的目的。
[0015]優(yōu)選地，壓力彡500Pa。
[0016]優(yōu)選地，所述高壓流體包括但不限于氣體、液體或超臨界流體等。
[0017]優(yōu)選地，所述的多相流包括但不限于氣液、液液、氣固、氣液固等。
[0018]優(yōu)選地，本發(fā)明無源超重力旋轉(zhuǎn)床裝置中多相流操作過程可以是逆流、并流或錯流操作；適合多種流動形式，具有廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。
[0019]本發(fā)明中，高壓流體可以從轉(zhuǎn)子外腔、內(nèi)腔或內(nèi)外腔驅(qū)動葉片帶動轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而滿足省略電機的要求，大幅的減少能耗。
[0020]本發(fā)明的有益效果:
[0021]本發(fā)明裝置與傳統(tǒng)超重力旋轉(zhuǎn)床相比更加節(jié)能、結(jié)構(gòu)更加緊湊，可省去軸與外殼相連的旋轉(zhuǎn)密封，造價低。由于轉(zhuǎn)動部分全部包在殼體內(nèi)，使設(shè)備的安全性能進一步提高，且可輕松用于高溫高壓的反應(yīng)、吸收等場合。
【附圖說明】
:
[0022]圖1是本發(fā)明的立式新型無源超重力旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本發(fā)明的立式新型無源超重力旋轉(zhuǎn)床AA截面圖；
[0024]圖3是本發(fā)明的臥式新型無源超重力旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖4是本發(fā)明的立式新型無源超重力旋轉(zhuǎn)床逆流吸收工藝流程圖；
[0026]圖5是本發(fā)明的立式新型無源超重力旋轉(zhuǎn)床并流吸收工藝流程圖；
[0027]其中
[0028]1-外殼；2_氣體管路一 ；3-轉(zhuǎn)子；4_氣體管路二 ；5_液體分布器；6_密封裝置液體出口 ；8_旋轉(zhuǎn)軸；9-軸承；10-轉(zhuǎn)子內(nèi)緣葉片；11-轉(zhuǎn)子外緣葉片；12-原料罐；13-泵；14-液體噴射方向；15-氣體進入超重力旋轉(zhuǎn)床裝置方向。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的實施方案做進一步說明。但本發(fā)明不限于所列出的實施例。
[0030]實施例1
[0031]參見圖1、2所示，一種無源的超重力旋轉(zhuǎn)床裝置，包括殼體1、轉(zhuǎn)子3、旋轉(zhuǎn)軸8、氣體管路一 2、氣體管路二 4、液體分布器5和液體出口 7 ;所述液體出口 7設(shè)置在殼體I下部；所述轉(zhuǎn)子3設(shè)置在殼體I內(nèi)，且轉(zhuǎn)子3和殼體I之間設(shè)有密封裝置6，使得進入的氣體和液體均需通過轉(zhuǎn)子；所述殼體I底部設(shè)有凹槽，凹槽內(nèi)設(shè)有軸承9，所述旋轉(zhuǎn)軸8固定在軸承9內(nèi)，即旋轉(zhuǎn)軸8為立式設(shè)置；這樣，整個旋轉(zhuǎn)軸8固定在殼體I內(nèi)，旋轉(zhuǎn)軸8與外殼I之間不需要進行密封，可以減少設(shè)備造價；所述轉(zhuǎn)子3的內(nèi)緣設(shè)有轉(zhuǎn)子內(nèi)緣葉片10，所述轉(zhuǎn)子3的外緣設(shè)有轉(zhuǎn)子外緣葉片11 ;所述轉(zhuǎn)子外緣葉片11外的殼體I上設(shè)置氣體管路一 2，所述氣體管路一 2的氣體進入方向15正對轉(zhuǎn)子外緣