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一种超重力旋转填充床装置的制造方法

作者:  来源:  更新时间:2019-11-4 16:01:19  点击次数:
【专利摘要】本发明公开了一种超重力旋转填充床装置。该装置选用304不锈钢制成超重力旋转填充床,有效避免了酸碱反应等条件下的设备腐蚀及反应产物混入杂质问题。该装置采用密封轴承对旋转填充床两端固定,主要有三方面的原因:第一,保证了进入旋转填充床中的气相全部从填料层内流动和液相充分反应,防止了漏气带来的气液反应不完全而导致的设备性能下降;第二,保证了旋转填充床在运行过程中,环绕轴向做中心对称运动,以此达到动平衡;第三,保证了旋转填充床在高速运转过程中两端固定,提高了安全性能。该装置还设置了气体缓冲室,有效的防止了气液反应后出气不均匀,气体潮湿损害设备等问题。
 
【专利说明】
一种超重力旋转填充床装置
 
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超重力旋转填充床装置。属于化工设备领域。
 
【背景技术】
[0002]所谓超重力指的是在比地球重力加速度(9.8 m/s2)大得多的环境下物质所受到的力。研究超重力环境下的物理和化学变化过程的科学称为超重力科学,利用超重力科学原理而创制的应用技术称为超重力技术。在地球上,实现超重力环境的简便方法是通过旋转产生离心力而模拟实现。这样旋转设备被称为超重力机,又称为旋转填充床。
[0003]旋转填充床(Rotating Packed Bed)是20世纪80年代发展起来的一种新兴、高效气液传质设备;其工作原理是在填料床中环以数百至千倍重力(超重力)的离心作用下,液相在填料表面形成液膜,液膜快速向外环流动,液膜厚度急剧减小,载体润湿面积增加,相界面积增加导致了由液相控制的传质、传热和反应过程得到了极大的强化。传质单元高度降低了 I?2个数量级,并且显示出许多传统设备所不具备的优点。从而使巨大的塔器变为高度不到2米的超重机。因此,超重力技术被认为是强化传质与多相反应过程的一项突破技术,被誉为化学工业的“晶体管”。
[0004]在国内,1988年,北京化工大学与美国Case Western Reserve大学合作,由Glitsch公司提供超重力主机,在北京化工大学建立了一套实验装置,开始进行超重力技术的基础研究以及用于油田注水脱氧、酵母发酵等应用技术研究。1990年,在北京化工大学建立了我国第一个超重力工程技术研究中心,2001年升级成立教育部超重力工程研究中心。此后,浙江大学、中北大学、天津大学、武汉化工学院、湘潭大学相继也展开了超重力技术的研究。经过多年的研究和发展,取得了一系列的国际领先的研究成果。
[0005]超重力旋转填充床是强化多相流传递及反应过程的新技术,自问世以来,在国内外受到广泛的重视,由于它的广泛适用性以及具有传统设备所不具有的体积小、重量轻、能耗低、易运转、易维修、安全、可靠、灵活以及更能适应环境等优点,使得超重力技术已广泛应用于:分离精馏、制备纳米材料、环境工业、生物化工、作物育种等领域。
 
【发明内容】
[0006]该装置选用304不锈钢制成超重力旋转填充床,主要包括以下十个部分:动力电机、旋转填充床外壳、液体分布器、旋转填充床、气体进口、液体出口、气体出口、液体进口、密封轴承、气体出口缓冲室。
[0007]具体制作方法:为保证动力充足动力电机(I)选用250W可调速减速电机,最高转速为1400转/分钟;旋转填充床外壳(2)内径为130mm壁厚为3mm、高度为80mm的柱形管加工而成;为保证液体进入旋转填充床填料层可均匀分布,液体分布器(3)采用水平左右两边喷洒液体;旋转填充床填料层(4)厚度为30mm;轴向厚度为15mm;空隙率为80%;气、液在旋转填充床中以逆流方式流动传质,因此气体从顶部气体进口(5)进入旋转填充床腔体内、液体从底部液体出口(6)流出;为保证气密性,旋转填充床腔体与气体出口缓冲室(10)用6005RS密封轴承(9)进行密封;气体经旋转填充床传质反应后进入气体出口缓冲室(10 ),气体出口缓冲室中加入干燥剂,干燥后的气体从气体出口(7)流出。
[0008]按照本发明所述的装置,旋转填充床外壳内径为130mm。
[0009]按照本发明所述的装置,旋转填充床的填料层最佳轴向厚度为1.5mm。
[0010]按照本发明所述的装置,旋转填充床的最佳填料层厚度为30mm。
[0011]按照本发明所述的装置,旋转填充床的填料为孔隙率为80%的不锈钢铁丝网。
 
【附图说明】
[0012]图1是本发明的一个实施方案中所使用的超重力旋转填充床反应器的结构示意图。
[0013]图2是本发明中旋转填充床填料层(4)的侧面90°正视结构示意图。
[0014]图3是本发明中旋转填充床填料层(4)的正面90°正视结构示意图。
[0015]图中标记为:(I)动力电机、(2)旋转填充床外壳、(3)液体分布器、(4)旋转填充床、
(5)气体进P、(6)液体出口、( 7)气体出口、( 8)液体进P、(9)密封轴承、(10)气体出口缓冲室。
 
【主权项】
1.一种超重力旋转填充床装置,装置主要包括:动力电机(I)、旋转填充床外壳(2)、液体分布器(3 )、旋转填充床填料层(4 )、气体进口( 5 )、液体出口(6)、气体出口(7)、液体进口(8)、密封轴承(9)、气体出口缓冲室(10)。2.根据权利要求1所述的超重力旋转填充床装置,动力电机(I)为150?500W。3.根据权利要求1所述的超重力旋转填充床装置,旋转填充床外壳(2)内径为100?.200mm4.根据权利要求1所述的超重力旋转填充床装置,旋转填充床填料层(4)厚度为20?.60mm;轴向厚度为10?30mm;空隙率为60%?90%。5.根据权利要求1所述的超重力旋转填充床装置,为保证气密性,旋转填充床腔体与气体出口干燥室(10)用密封轴承(9)进行密封。
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