一種超重力分離裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種超重力分離裝置，該裝置分為內(nèi)部的液體均布器和外部的氣液傳質(zhì)分離層，包括：內(nèi)轉(zhuǎn)軸、外轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子、靜態(tài)液相分布器、動態(tài)液相分布器。所述超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的殼體上設(shè)有液相進(jìn)出口、氣相進(jìn)出口。本實用新型所述的超重力分離裝置具有下列優(yōu)點：1、動態(tài)液相分布器配合靜態(tài)液相分布器可實現(xiàn)液體在轉(zhuǎn)子內(nèi)周向及軸向的均勻分布，從而提高傳質(zhì)效率。2、采用內(nèi)外轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)兩轉(zhuǎn)軸不同轉(zhuǎn)速要求的同時簡化了傳動結(jié)構(gòu)。3、實現(xiàn)兩相的高效傳質(zhì)和分離，可運用于精餾、吸收等過程。
【專利說明】一種超重力分離裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及超重力【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說，本發(fā)明涉及一種超重力分離裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]超重力場技術(shù)是強化傳遞和多相反應(yīng)過程的一項突破性技術(shù)。實際應(yīng)用中，實現(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)點而被譽為“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)床裝置的液體分布器為靜態(tài)或者動態(tài)，這兩周都無法實現(xiàn)真正意義上的液體的均勻分布。而現(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。單層超重力長旋轉(zhuǎn)床中國專利有填料式CN1059105A、CN 1062098A、CN1064338A、CN 2229833Y，防堵填料式 CN 201529411U，碟片式CN2581060Y117488C，管式CN 1438067A ;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，多級霧化式CN 201108754Y，多級吸收式 CN 202173801。
[0003]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，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。
[0004]中國專利CN 101254355A和CN 1116125A公開了一種轉(zhuǎn)動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，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。
[0005]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相入口管之間需要動密封結(jié)構(gòu)，分布器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制作安裝麻煩。
[0006]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)料管之間的動密封結(jié)構(gòu)，易于制造安裝，但是液體流量較大時會造成液體分布器流動阻力較大，液體霧化效果減弱。
實用新型內(nèi)容
[0007]本實用新型的目的是繼承現(xiàn)有技術(shù)的超重力旋轉(zhuǎn)床的優(yōu)點，拓展超重力旋轉(zhuǎn)床的功能，提供一種具有靜動結(jié)合式液相均布器的超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床，通過對液相的均勻分布從而提高傳質(zhì)效率。
[0008]為了實現(xiàn)本實用 新型的目的，本實用新型提供一種超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床，包括:
[0009]超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的殼體；
[0010]外轉(zhuǎn)軸，所述外轉(zhuǎn)軸和所述殼體之間設(shè)置機(jī)械密封；
[0011]轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置于所述外轉(zhuǎn)軸上，并且位于所述超重力兩相接觸傳質(zhì)段之內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子和位于所述殼體之間設(shè)置機(jī)械密封；
[0012]內(nèi)轉(zhuǎn)軸，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸和所述轉(zhuǎn)子之間設(shè)置機(jī)械密封；
[0013]設(shè)置在所述殼體上方的液相入口管和氣相出口管，所述液相入口管固定在所述氣相出口管上；
[0014]靜態(tài)液相分布器，所述靜態(tài)液相分布器設(shè)置于所述液相入口管上，所述靜態(tài)液相分布器上設(shè)置導(dǎo)流結(jié)構(gòu)；
[0015]動態(tài)液相分布器，所述動態(tài)液相分布器設(shè)置于所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸上，與所述靜態(tài)液相分布器組成液相均布器；
[0016]設(shè)置在所述殼體上的氣相入口管；
[0017]設(shè)置在所述殼體上的液相出口管；
[0018]所述氣相出口管和所述殼體之間設(shè)置轉(zhuǎn)動連接。
[0019]優(yōu)選地，所述超重力兩相接觸傳質(zhì)段為圓柱狀。
[0020]優(yōu)選地，所述轉(zhuǎn)子的兩夾板之間的距離為6mm?5000mm,內(nèi)徑為12mm?3000mm,外徑為16_?6000mm。
[0021]優(yōu)選地，所述的靜態(tài)液相分布器圓筒個數(shù)為2?100,最大圓筒直徑為4?1000mm。
[0022]優(yōu)選地，所述靜態(tài)液相分布器的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)外徑為8mm?1400mm。厚度為0.5mm?20mmo
[0023]優(yōu)選地，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)數(shù)量與所述靜態(tài)液相分布器圓筒數(shù)量相等。
[0024]優(yōu)選地，所述動態(tài)液相分布器的形狀為S型、流線型或平板型形狀，具有的導(dǎo)流葉片的數(shù)量為2?12，內(nèi)徑比所述靜態(tài)液相分布器的內(nèi)徑大Imm?3mm，外徑為IOmm?2000mm。
[0025]優(yōu)選地，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸為階梯軸、光軸或空心軸，直徑為4mm?100mm,長度為20mm?2000mm。
[0026]優(yōu)選地，所述外轉(zhuǎn)軸為階梯軸或空心軸，內(nèi)徑比所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸大I?5mm，外徑為24mm ?160mm。
[0027]優(yōu)選地，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)中充滿硅油或其它熱敏性流體介質(zhì)。
[0028]本實用新型所述的超重力三相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床具有下列優(yōu)點:1、時實現(xiàn)兩相的高效傳質(zhì)和分離，可應(yīng)用于精餾、吸收等多種單元操作過程；2、動靜結(jié)合的液體分布方法使得液相分布實現(xiàn)均勻化，可使傳質(zhì)分離效率大大提高；3、內(nèi)外軸套連滿足了轉(zhuǎn)速差要求，同時簡化了結(jié)構(gòu)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是本實用新型的超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖2是本實用新型的超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的靜態(tài)液相分布器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖3是本實用新型的超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的靜態(tài)液相分布器的一種結(jié)構(gòu)示意圖
[0032]圖4是本實用新型的超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的動態(tài)液相分布器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖5是本實用新型的超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的動態(tài)液相分布器的一種結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖中:1、殼體；2、轉(zhuǎn)子；3、超重力兩相接觸傳質(zhì)段；4、氣相入口管；5、內(nèi)轉(zhuǎn)軸；6、外轉(zhuǎn)軸；7、機(jī)械密封；8、動態(tài)液相分布器；9、靜態(tài)液相分布器；10、氣相出口管；11、液相入口管；12、液相出口管；13、機(jī)械密封；14、機(jī)械密封；15、導(dǎo)流板。
【具體實施方式】
[0035]以下實施例用于說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的范圍。
[0036]圖1示意性示出本實用新型的超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床，包括:超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的殼體I ;外轉(zhuǎn)軸6,所述外轉(zhuǎn)軸6和所述殼體I之間設(shè)置機(jī)械密封7 ;轉(zhuǎn)子2,所述轉(zhuǎn)子2設(shè)置于所述外轉(zhuǎn)軸6上，并且位于所述超重力兩相接觸傳質(zhì)段3之內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子2和位于所述殼體I之間設(shè)置機(jī)械密封14 ;內(nèi)轉(zhuǎn)軸5，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸5和所述轉(zhuǎn)子2之間設(shè)置機(jī)械密封13 ;設(shè)置在所述殼體I上方的液相入口管11和氣相出口管10,所述液相入口管11固定在所述氣相出口管10上；靜態(tài)液相分布器9，所述靜態(tài)液相分布器9設(shè)置于所述液相入口管11上，所述靜態(tài)液相分布器9上設(shè)置導(dǎo)流結(jié)構(gòu)15 ;動態(tài)液相分布器8，所述動態(tài)液相分布器8設(shè)置于所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸5上，與所述靜態(tài)液相分布器9組成液相均布器；設(shè)置在所述殼體I上的氣相入口管4 ;設(shè)置在所述殼體I上的液相出口管12 ;所述氣相出口管10和所述殼體I之間設(shè)置轉(zhuǎn)動連接。
[0037]所述超重力兩相接觸傳質(zhì)段3為圓柱狀。所述轉(zhuǎn)子2的兩夾板之間的距離為500mm,內(nèi)徑為100mm,外徑為600mm。所述的靜態(tài)液相分布器9圓筒個數(shù)為5,最大圓筒直徑為40mm。所述靜態(tài)液相分布器9的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)15外徑為60mm。厚度為2mm。所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)15數(shù)量與所述靜態(tài)液相分布器9圓筒數(shù)量相等。所述動態(tài)液相分布器8的形狀為S型、流線型或平板型形狀，具有的導(dǎo)流葉片的數(shù)量為6，內(nèi)徑比所述靜態(tài)液相分布器9的內(nèi)徑大1臟，外徑為90mm。所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸5為階梯軸、光軸或空心軸，直徑為40mm，長度為200mm。所述外轉(zhuǎn)軸6為階梯軸或空心軸，內(nèi)徑比所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸5大2mm,外徑為80mm。所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)15中充滿硅油。
[0038]在使用超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床時，氣體或帶有固體顆粒雜質(zhì)的氣體從氣相入口管4進(jìn)入超重力兩相接觸傳質(zhì)段3，外轉(zhuǎn)軸6帶動轉(zhuǎn)子2轉(zhuǎn)動。液體從液相入口管11進(jìn)入靜態(tài)液相分布器9，經(jīng)過第一次分布的液體再進(jìn)入動態(tài)液相分布器8實現(xiàn)液體的均勻分布，均勻分布的液體被高速甩入超重力兩相接觸傳質(zhì)段3與氣體相遇實現(xiàn)兩相接觸傳質(zhì)分離，傳質(zhì)后的氣體從氣相出口管排出，傳質(zhì)后的液體從液相出口處流出。
【權(quán)利要求】
1.一種超重力分離裝置，其特征在于，包括: 超重力兩相傳質(zhì)分離旋轉(zhuǎn)床的殼體(1); 外轉(zhuǎn)軸(6)，所述外轉(zhuǎn)軸(6)和所述殼體(1)之間設(shè)置機(jī)械密封(7)； 轉(zhuǎn)子(2)，所述轉(zhuǎn)子(2)設(shè)置于所述外轉(zhuǎn)軸(6)上，并且位于所述超重力兩相接觸傳質(zhì)段(3)之內(nèi)，所述轉(zhuǎn)子(2)和位于所述殼體(1)之間設(shè)置機(jī)械密封(14)； 內(nèi)轉(zhuǎn)軸(5)，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(5)和所述轉(zhuǎn)子(2)之間設(shè)置機(jī)械密封(13)； 設(shè)置在所述殼體(1)上方的液相入口管(11)和氣相出口管(10)，所述液相入口管(11)固定在所述氣相出口管(10)上； 靜態(tài)液相分布器(9)，所述靜態(tài)液相分布器(9)設(shè)置于所述液相入口管(11)上，所述靜態(tài)液相分布器(9)上設(shè)置導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(15)； 動態(tài)液相分布器(8)，所述動態(tài)液相分布器(8)設(shè)置于所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(5)上，與所述靜態(tài)液相分布器(9)組成液相均布器； 設(shè)置在所述殼體(1)上的氣相入口管(4)； 設(shè)置在所述殼體(1)上的液相出口管(12)； 所述氣相出口管(10)和所 述殼體(1)之間設(shè)置轉(zhuǎn)動連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述超重力兩相接觸傳質(zhì)段(3)為圓柱狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子(2)的兩夾板之間的距離為6mm~5000mm,內(nèi)徑為12mm~3000mm,外徑為16mm~6000mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述的靜態(tài)液相分布器(9)圓筒個數(shù)為2~100，最大圓筒直徑為4~1000mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述靜態(tài)液相分布器(9)的導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(15)外徑為8_~1400mm,厚度為0.5mm~20mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(15)數(shù)量與所述靜態(tài)液相分布器(9)圓筒數(shù)量相等。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述動態(tài)液相分布器(8)的形狀為S型、流線型或平板型形狀，具有的導(dǎo)流葉片的數(shù)量為2~12，內(nèi)徑比所述靜態(tài)液相分布器(9)的內(nèi)徑大1_~3mm,外徑為10mm~2000mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(5)為階梯軸、光軸或空心軸，直徑為4mm~100mm,長度為20mm~2000mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述外轉(zhuǎn)軸(6)為階梯軸或空心軸，內(nèi)徑比所述內(nèi)轉(zhuǎn)軸(5)大I~5mm,外徑為24mm~160mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力分離裝置，其特征在于，所述導(dǎo)流結(jié)構(gòu)(15)中充滿硅油或其它熱敏性流體介質(zhì)。
【文檔編號】B01J19/18GK203790609SQ201420122032
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】馬慶芬, 劉方平, 盧輝, 何文晉, 廖宇蘭, 陳致水 申請人:海南大學(xué)