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一種超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置的制造方法

作者:  來源:  更新時間:2019-11-4 16:01:19  點擊次數(shù):
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置。該裝置選用304不銹鋼制成超重力旋轉(zhuǎn)填充床,有效避免了酸堿反應(yīng)等條件下的設(shè)備腐蝕及反應(yīng)產(chǎn)物混入雜質(zhì)問題。該裝置采用密封軸承對旋轉(zhuǎn)填充床兩端固定,主要有三方面的原因:第一,保證了進入旋轉(zhuǎn)填充床中的氣相全部從填料層內(nèi)流動和液相充分反應(yīng),防止了漏氣帶來的氣液反應(yīng)不完全而導(dǎo)致的設(shè)備性能下降;第二,保證了旋轉(zhuǎn)填充床在運行過程中,環(huán)繞軸向做中心對稱運動,以此達到動平衡;第三,保證了旋轉(zhuǎn)填充床在高速運轉(zhuǎn)過程中兩端固定,提高了安全性能。該裝置還設(shè)置了氣體緩沖室,有效的防止了氣液反應(yīng)后出氣不均勻,氣體潮濕損害設(shè)備等問題。
 
【專利說明】
一種超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置
 
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置。屬于化工設(shè)備領(lǐng)域。
 
【背景技術(shù)】
[0002]所謂超重力指的是在比地球重力加速度(9.8 m/s2)大得多的環(huán)境下物質(zhì)所受到的力。研究超重力環(huán)境下的物理和化學(xué)變化過程的科學(xué)稱為超重力科學(xué),利用超重力科學(xué)原理而創(chuàng)制的應(yīng)用技術(shù)稱為超重力技術(shù)。在地球上,實現(xiàn)超重力環(huán)境的簡便方法是通過旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力而模擬實現(xiàn)。這樣旋轉(zhuǎn)設(shè)備被稱為超重力機,又稱為旋轉(zhuǎn)填充床。
[0003]旋轉(zhuǎn)填充床(Rotating Packed Bed)是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來的一種新興、高效氣液傳質(zhì)設(shè)備;其工作原理是在填料床中環(huán)以數(shù)百至千倍重力(超重力)的離心作用下,液相在填料表面形成液膜,液膜快速向外環(huán)流動,液膜厚度急劇減小,載體潤濕面積增加,相界面積增加導(dǎo)致了由液相控制的傳質(zhì)、傳熱和反應(yīng)過程得到了極大的強化。傳質(zhì)單元高度降低了 I?2個數(shù)量級,并且顯示出許多傳統(tǒng)設(shè)備所不具備的優(yōu)點。從而使巨大的塔器變?yōu)楦叨炔坏?米的超重機。因此,超重力技術(shù)被認(rèn)為是強化傳質(zhì)與多相反應(yīng)過程的一項突破技術(shù),被譽為化學(xué)工業(yè)的“晶體管”。
[0004]在國內(nèi),1988年,北京化工大學(xué)與美國Case Western Reserve大學(xué)合作,由Glitsch公司提供超重力主機,在北京化工大學(xué)建立了一套實驗裝置,開始進行超重力技術(shù)的基礎(chǔ)研究以及用于油田注水脫氧、酵母發(fā)酵等應(yīng)用技術(shù)研究。1990年,在北京化工大學(xué)建立了我國第一個超重力工程技術(shù)研究中心,2001年升級成立教育部超重力工程研究中心。此后,浙江大學(xué)、中北大學(xué)、天津大學(xué)、武漢化工學(xué)院、湘潭大學(xué)相繼也展開了超重力技術(shù)的研究。經(jīng)過多年的研究和發(fā)展,取得了一系列的國際領(lǐng)先的研究成果。
[0005]超重力旋轉(zhuǎn)填充床是強化多相流傳遞及反應(yīng)過程的新技術(shù),自問世以來,在國內(nèi)外受到廣泛的重視,由于它的廣泛適用性以及具有傳統(tǒng)設(shè)備所不具有的體積小、重量輕、能耗低、易運轉(zhuǎn)、易維修、安全、可靠、靈活以及更能適應(yīng)環(huán)境等優(yōu)點,使得超重力技術(shù)已廣泛應(yīng)用于:分離精餾、制備納米材料、環(huán)境工業(yè)、生物化工、作物育種等領(lǐng)域。
 
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]該裝置選用304不銹鋼制成超重力旋轉(zhuǎn)填充床,主要包括以下十個部分:動力電機、旋轉(zhuǎn)填充床外殼、液體分布器、旋轉(zhuǎn)填充床、氣體進口、液體出口、氣體出口、液體進口、密封軸承、氣體出口緩沖室。
[0007]具體制作方法:為保證動力充足動力電機(I)選用250W可調(diào)速減速電機,最高轉(zhuǎn)速為1400轉(zhuǎn)/分鐘;旋轉(zhuǎn)填充床外殼(2)內(nèi)徑為130mm壁厚為3mm、高度為80mm的柱形管加工而成;為保證液體進入旋轉(zhuǎn)填充床填料層可均勻分布,液體分布器(3)采用水平左右兩邊噴灑液體;旋轉(zhuǎn)填充床填料層(4)厚度為30mm;軸向厚度為15mm;空隙率為80%;氣、液在旋轉(zhuǎn)填充床中以逆流方式流動傳質(zhì),因此氣體從頂部氣體進口(5)進入旋轉(zhuǎn)填充床腔體內(nèi)、液體從底部液體出口(6)流出;為保證氣密性,旋轉(zhuǎn)填充床腔體與氣體出口緩沖室(10)用6005RS密封軸承(9)進行密封;氣體經(jīng)旋轉(zhuǎn)填充床傳質(zhì)反應(yīng)后進入氣體出口緩沖室(10 ),氣體出口緩沖室中加入干燥劑,干燥后的氣體從氣體出口(7)流出。
[0008]按照本發(fā)明所述的裝置,旋轉(zhuǎn)填充床外殼內(nèi)徑為130mm。
[0009]按照本發(fā)明所述的裝置,旋轉(zhuǎn)填充床的填料層最佳軸向厚度為1.5mm。
[0010]按照本發(fā)明所述的裝置,旋轉(zhuǎn)填充床的最佳填料層厚度為30mm。
[0011]按照本發(fā)明所述的裝置,旋轉(zhuǎn)填充床的填料為孔隙率為80%的不銹鋼鐵絲網(wǎng)。
 
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明的一個實施方案中所使用的超重力旋轉(zhuǎn)填充床反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)填充床填料層(4)的側(cè)面90°正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明中旋轉(zhuǎn)填充床填料層(4)的正面90°正視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中標(biāo)記為:(I)動力電機、(2)旋轉(zhuǎn)填充床外殼、(3)液體分布器、(4)旋轉(zhuǎn)填充床、
(5)氣體進P、(6)液體出口、( 7)氣體出口、( 8)液體進P、(9)密封軸承、(10)氣體出口緩沖室。
 
【主權(quán)項】
1.一種超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置,裝置主要包括:動力電機(I)、旋轉(zhuǎn)填充床外殼(2)、液體分布器(3 )、旋轉(zhuǎn)填充床填料層(4 )、氣體進口( 5 )、液體出口(6)、氣體出口(7)、液體進口(8)、密封軸承(9)、氣體出口緩沖室(10)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置,動力電機(I)為150?500W。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置,旋轉(zhuǎn)填充床外殼(2)內(nèi)徑為100?.200mm4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置,旋轉(zhuǎn)填充床填料層(4)厚度為20?.60mm;軸向厚度為10?30mm;空隙率為60%?90%。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超重力旋轉(zhuǎn)填充床裝置,為保證氣密性,旋轉(zhuǎn)填充床腔體與氣體出口干燥室(10)用密封軸承(9)進行密封。
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