恒定通道式旋轉填料床傳質(zhì)與反應設備的制造方法
【技術領域】
[0001] 本實用新型屬于超重力場中反應、傳質(zhì)技術領域，具體設及一種恒定通道式旋轉 填料床傳質(zhì)與反應設備。
【背景技術】
[0002] 旋轉填料床是一種利用超重力技術的新型傳質(zhì)與反應設備，具有傳質(zhì)效率高、液 泛低、能耗低、設備集約化等優(yōu)點的新技術。超重力條件下，重力加速度g很大，兩相接觸的 動力因素即浮力因子A(Pg)很大，流體相對滑移速度大，巨大的剪切應力克服了表面張 力，使相界面快速更新，液體伸展出巨大的相際接觸表面，從而極大地強化傳質(zhì)過程。在油 田注水脫氧（石油化工，1994，23: 807-812)、廢氣中S〇2和HzS的脫除（CN101037630)、 納米材料的制備（CN1636944)、除塵過程（CN2650859)和生化反應過程的強化（生物化學 工程，1991，122-128)等方面已經(jīng)得到廣泛研究和應用。
[0003] 大量的公開資料表明，旋轉填料床中存在氣液分布不均的現(xiàn)象，如圖1所示。 運主要是因為現(xiàn)有的旋轉填料床氣液流通截面是變化的（CN1059105,CN1156639， CN1116125,CN101125263,CN101254355,CN1415396,CN1686591,CN101229502, CN101229503,CN101234261,CN101254356,CN101254357,CN101890250A,CN 101898047A)，W氣液逆流式傳統(tǒng)旋轉填料床（CN1020036)為例，氣體的流通截面積是一 個縮小的過程，而液體的截面積是一個擴大的過程，運種變化造成了填料內(nèi)部流體分布不 均。運會造成W下影響：（1)填料利用率低，多數(shù)填料上未發(fā)生氣液交互傳質(zhì)、反應；（2)部 分氣體從液體分布不均形成的空隙中溢出，影響傳質(zhì)性能，僅能強化液相傳質(zhì)系數(shù)；（3)填 料用量大，運行轉動慣量大，不利于設備的放大與維護。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本實用新型為了克服上述現(xiàn)有技術的不足，提供了一種恒定通道式旋轉填料床傳 質(zhì)與反應設備。解決了現(xiàn)有超重力反應與傳質(zhì)設備存在的W下技術難題：（1)填料利用率 低，多數(shù)填料上未發(fā)生氣液傳質(zhì)、反應；（2)部分氣體從液體分布不均形成的空隙中溢出， 影響傳質(zhì)性能，僅能強化液相傳質(zhì)系數(shù)；（3)填料用量大，運行轉動慣量大，不利于設備的 放大與維護。 陽〇化]本實用新型由如下技術方案實現(xiàn)：一種恒定通道式旋轉填料床傳質(zhì)與反應設備， 包括殼體上布設氣體進口、氣體出口、液體進口、液體出口，液體進口下端連接液體分布器； 殼體底部安設電機，電機轉軸與殼體相連處設置靜密封，電機轉軸端部連接填料，填料頂部 與殼體之間設動密封；所述填料為由填料A部分和填料B部分交替組成的同屯、圓環(huán)體；填 料A部分為氣液流通通道，由若干六面立方體組成，填料A部分在徑向方向內(nèi)表面與外表面 由金屬絲網(wǎng)纏繞，其余四個平面由金屬平板組成，內(nèi)部填充散裝填料；填料B部分為扇形體 的結構支持件，五個平面均由金屬平板組成。
[0006] 所述散裝填料為鮑爾環(huán)、拉西環(huán)、弧鞍填料、矩鞍填料、金屬環(huán)矩鞍中的任意一種。 所述填料A部分的橫截面由內(nèi)外兩條圓弧與兩條平行直線連結組成，內(nèi)圓弧兩端點連線與 相鄰的直線形成的夾角0為45^^-9(^。
[0007] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型有如下特點：
[0008] (1)氣液分布明顯改善，氣液相傳質(zhì)系數(shù)均有提高。具體氣液反應、傳質(zhì)過程主 要包括W下步驟（W逆流式說明）：首先，液體進入旋轉的填料后，被強大的離屯、力迅速分 散成小液體。然后，被填料捕獲的液滴，具有一定的切向速度，其小于V=2JTrR(r表示填料 半徑，R表示轉速）。由于液體通道流通(填料A部分）截面積無變化，液體撞向其側面的 金屬擋板，一部分液體直接反瓣霧化，被填充在填料A部分中的散裝填料捕獲，進一步分 散；另一部分聚集在填料A部分金屬擋板上被甩出，然后被填充在填料A部分中的散裝填 料捕獲、分散。隨后，液體與另一側的金屬擋板相撞，并一直重復此過程。液體經(jīng)過多次壁 面碰撞霧化，W及填料剪切分散，增大了氣液之間的接觸面積，液相傳質(zhì)系數(shù)得到了增強， 并且氣體與液體沿著截面積恒定通道(填料A部分）穿過填料，液體經(jīng)過多次壁面碰撞霧 化，W及填料剪切分散，增大了氣液之間的接觸面積，液相傳質(zhì)系數(shù)得到了增強，并且氣體 與液體沿著截面積恒定的通道(填料A部分）穿過填料，氣體無法從液體形成的空隙中溢 出，氣液間的交互作用增強，氣相端動增強，增大了氣相傳質(zhì)系數(shù)。與已公開的旋轉填料床 (CN1059105,CN1156639,CN1116125,CN101125263,CN101254355,CN1415396,CN 1686591，CN101229502，CN101229503，CN1012:34261，CN101254356,CN101254357， CN101890250A，CN101898047A)在相同操作條件下相比，液相傳質(zhì)系數(shù)最低提高10%左 右，氣相傳質(zhì)系數(shù)最低提高了 26%左右；而大量的文獻表明傳統(tǒng)旋轉填料床無法提高氣相 傳質(zhì)系數(shù)。
[0009] (2)散裝填料用量僅為已公開旋轉填料床的二分之一左右。減小了超重力設備的 成本，并且轉動慣量減小顯著，傳動軸磨損情況得到改善，中試運行實驗顯示，運行壽命延 長60%。裝置重量減小45%左右，電能消耗減小30%。
[0010] (3)本實用新型設備可W強化氣膜控制過程，可W用于低濃度氣體的吸收過程。
【附圖說明】
[0011] 圖1為現(xiàn)有旋轉填料床中氣液分布示意圖；圖2為本實用新型的氣液并流恒定通 道式旋轉填料床結構示意圖；圖3為本實用新型的氣液逆流恒定通道式旋轉填料床結構示 意圖；圖4為本實用新型填料結構的主視圖；圖5為實用新型填料結構的俯視圖；圖6為本 實用新型所述填料中氣液分布示意圖。
[0012] 圖中：1-氣體分布位置；2-液體分布位置；3-殼體；4-氣體進口；5-氣體出口； 6-液體進口；7-液體出口；8-液體分布器；9-電機；9. 1-電機轉軸；10-靜密封；11-填料； 11. 1-填料A部分；11. 2-填料B部分；12-動密封；13-碰撞飯瓣區(qū)1 ; 14-碰撞反瓣區(qū)2 ; 15-碰撞反瓣區(qū)3 ; 16-碰撞反瓣區(qū)4。
【具體實施方式】
[0013] 一種恒定通道式旋轉填料床傳質(zhì)與反應設備，包括殼體3上布設的氣體進口 4、氣 體出口 5、液體進口 6、液體出口 7,液體進口 6下端連接液體分布器8 ;殼體3底部安設電機 9,電機轉軸（9. 1)與殼體3相連處設置靜密封10,電機轉軸9. 1端部連接填料11，填料11 頂部與殼體3之間設動密封12 ;所述填料為由填料A部分11.I和填料B部分11. 2交替組 成的同屯、圓環(huán)體；填料A部分11. 1為氣液流通通道，由若干六面立方體組成，填料A部分 11. 1在徑向方向內(nèi)表面與外表面由金屬絲網(wǎng)纏繞，其余四個平面由金屬平板組成，內(nèi)部填 充散裝填