CN203790609U - 一种超重力分离装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种超重力分离装置，该装置分为内部的液体均布器和外部的气液传质分离层，包括：内转轴、外转轴、转子、静态液相分布器、动态液相分布器。所述超重力两相传质分离旋转床的壳体上设有液相进出口、气相进出口。本实用新型所述的超重力分离装置具有下列优点：1、动态液相分布器配合静态液相分布器可实现液体在转子内周向及轴向的均匀分布，从而提高传质效率。2、采用内外转轴结构，实现两转轴不同转速要求的同时简化了传动结构。3、实现两相的高效传质和分离，可运用于精馏、吸收等过程。

Description

一种超重力分离装置

技术领域

本实用新型涉及超重力技术领域，具体地说，本发明涉及一种超重力分离装置。 

背景技术

超重力场技术是强化传递和多相反应过程的一项突破性技术。实际应用中，实现超重力环境的方法是通过旋转产生离心力，这种经过特殊设计的旋转设备称为超重力机或超重力旋转床，也因其突破性的优点而被誉为“化学工业的晶体管”。但是目前应用在工业中的超重力旋转床装置的液体分布器为静态或者动态，这两周都无法实现真正意义上的液体的均匀分布。而现有技术的超重力旋转床根据其转子结构可分为两大类：单层超重力旋转床和多层超重力旋转床。单层超重力长旋转床中国专利有填料式CN 1059105A、CN 1062098A、CN1064338A、CN 2229833Y，防堵填料式CN 201529411U，碟片式CN2581060Y，折流式CN 117488C，管式CN 1438067A；多层超重力旋转床中国专利有折流式CN 1686591A，同心圈式CN 101234261A，同心圆环多层填料式CN 101869776A，多级雾化式CN 201108754Y，多级吸收式CN 202173801。 

现有的旋转床多为固定布液方式，即将液体分布器与机壳或其它固定支撑连接，进液管静止不动，液体靠泵的压力通过液体分布器布液管上的喷液孔喷向转子内缘表面。例如美国专利US 4382900和中国专利CN 1507940A中，通过泵将液体送入管中，由喷液孔喷向环形填料内缘表面。 

中国专利CN 101254355A和CN 1116125A公开了一种转动分布形式的液体分布器，其转轴为空心结构并布有出液小孔，液体由进液管 进入空心轴，转轴内的液体随转轴一起转动，在离心力的作用下，由转轴上的孔送入填料层。这种液体分布器由于转轴半径的限制，液体在空心轴内受到的离心力小，液体处理量小。 

中国专利CN 1060415A提出了将液体分布器与转子或转子上的部件固定连接的转动布液型旋转床装置，靠旋转产生的离心力分布液体，提高了液体流量操作范围，但是液体分布器与液相入口管之间需要动密封结构，分布器结构复杂，制作安装麻烦。 

中国专利CN 201752587U中，液体分布器为固定于转子之上的多层圆筒式结构，与液体进口通过固定于壳体上的静止圆柱形空心进料槽相连通，靠进料槽的内壁和每一层圆筒的内壁上所设出液孔达到液体雾化与初始分布。虽然这种液体分布器避免了液体分布器与进料管之间的动密封结构，易于制造安装，但是液体流量较大时会造成液体分布器流动阻力较大，液体雾化效果减弱。 

实用新型内容

本实用新型的目的是继承现有技术的超重力旋转床的优点，拓展超重力旋转床的功能，提供一种具有静动结合式液相均布器的超重力两相传质分离旋转床，通过对液相的均匀分布从而提高传质效率。 

为了实现本实用新型的目的，本实用新型提供一种超重力两相传质分离旋转床，包括： 

超重力两相传质分离旋转床的壳体； 

外转轴，所述外转轴和所述壳体之间设置机械密封； 

转子，所述转子设置于所述外转轴上，并且位于所述超重力两相接触传质段之内，所述转子和位于所述壳体之间设置机械密封； 

内转轴，所述内转轴和所述转子之间设置机械密封； 

设置在所述壳体上方的液相入口管和气相出口管，所述液相入口管固定在所述气相出口管上； 

静态液相分布器，所述静态液相分布器设置于所述液相入口管上，所述静态液相分布器上设置导流结构； 

动态液相分布器，所述动态液相分布器设置于所述内转轴上，与所述静态液相分布器组成液相均布器； 

设置在所述壳体上的气相入口管； 

设置在所述壳体上的液相出口管； 

所述气相出口管和所述壳体之间设置转动连接。 

优选地，所述超重力两相接触传质段为圆柱状。 

优选地，所述转子的两夹板之间的距离为6mm～5000mm，内径为12mm～3000mm，外径为16mm～6000mm。 

优选地，所述的静态液相分布器圆筒个数为2～100，最大圆筒直径为4～1000mm。 

优选地，所述静态液相分布器的导流结构外径为8mm～1400mm。厚度为0.5mm～20mm。 

优选地，所述导流结构数量与所述静态液相分布器圆筒数量相等。 

优选地，所述动态液相分布器的形状为S型、流线型或平板型形状，具有的导流叶片的数量为2～12，内径比所述静态液相分布器的内径大1mm～3mm，外径为10mm～2000mm。 

优选地，所述内转轴为阶梯轴、光轴或空心轴，直径为4mm～100mm，长度为20mm～2000mm。 

优选地，所述外转轴为阶梯轴或空心轴，内径比所述内转轴大1～5mm，外径为24mm～160mm。 

优选地，所述导流结构中充满硅油或其它热敏性流体介质。 

本实用新型所述的超重力三相传质分离旋转床具有下列优点：1、时实现两相的高效传质和分离，可应用于精馏、吸收等多种单元操作过程；2、动静结合的液体分布方法使得液相分布实现均匀化，可使 传质分离效率大大提高；3、内外轴套连满足了转速差要求，同时简化了结构。 

附图说明

图1是本实用新型的超重力两相传质分离旋转床的结构示意图； 

图2是本实用新型的超重力两相传质分离旋转床的静态液相分布器的一种结构示意图； 

图3是本实用新型的超重力两相传质分离旋转床的静态液相分布器的一种结构示意图 

图4是本实用新型的超重力两相传质分离旋转床的动态液相分布器的一种结构示意图； 

图5是本实用新型的超重力两相传质分离旋转床的动态液相分布器的一种结构示意图； 

图中：1、壳体；2、转子；3、超重力两相接触传质段；4、气相入口管；5、内转轴；6、外转轴；7、机械密封；8、动态液相分布器；9、静态液相分布器；10、气相出口管；11、液相入口管；12、液相出口管；13、机械密封；14、机械密封；15、导流板。 

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。 

图1示意性示出本实用新型的超重力两相传质分离旋转床，包括：超重力两相传质分离旋转床的壳体1；外转轴6，所述外转轴6和所述壳体1之间设置机械密封7；转子2，所述转子2设置于所述外转轴6上，并且位于所述超重力两相接触传质段3之内，所述转子2和位于所述壳体1之间设置机械密封14；内转轴5，所述内转轴5和所述转子2之间设置机械密封13；设置在所述壳体1上方的液相入口管11和气相出口管 10，所述液相入口管11固定在所述气相出口管10上；静态液相分布器9，所述静态液相分布器9设置于所述液相入口管11上，所述静态液相分布器9上设置导流结构15；动态液相分布器8，所述动态液相分布器8设置于所述内转轴5上，与所述静态液相分布器9组成液相均布器；设置在所述壳体1上的气相入口管4；设置在所述壳体1上的液相出口管12；所述气相出口管10和所述壳体1之间设置转动连接。 

所述超重力两相接触传质段3为圆柱状。所述转子2的两夹板之间的距离为500mm，内径为100mm，外径为600mm。所述的静态液相分布器9圆筒个数为5，最大圆筒直径为40mm。所述静态液相分布器9的导流结构15外径为60mm。厚度为2mm。所述导流结构15数量与所述静态液相分布器9圆筒数量相等。所述动态液相分布器8的形状为S型、流线型或平板型形状，具有的导流叶片的数量为6，内径比所述静态液相分布器9的内径大1mm，外径为90mm。所述内转轴5为阶梯轴、光轴或空心轴，直径为40mm，长度为200mm。所述外转轴6为阶梯轴或空心轴，内径比所述内转轴5大2mm，外径为80mm。所述导流结构15中充满硅油。 

在使用超重力两相传质分离旋转床时，气体或带有固体颗粒杂质的气体从气相入口管4进入超重力两相接触传质段3，外转轴6带动转子2转动。液体从液相入口管11进入静态液相分布器9，经过第一次分布的液体再进入动态液相分布器8实现液体的均匀分布，均匀分布的液体被高速甩入超重力两相接触传质段3与气体相遇实现两相接触传质分离，传质后的气体从气相出口管排出，传质后的液体从液相出口处流出。 

Claims (10)

1.一种超重力分离装置，其特征在于，包括： 

超重力两相传质分离旋转床的壳体(1)； 

外转轴(6)，所述外转轴(6)和所述壳体(1)之间设置机械密封(7)； 

转子(2)，所述转子(2)设置于所述外转轴(6)上，并且位于所述超重力两相接触传质段(3)之内，所述转子(2)和位于所述壳体(1)之间设置机械密封(14)； 

内转轴(5)，所述内转轴(5)和所述转子(2)之间设置机械密封(13)； 

设置在所述壳体(1)上方的液相入口管(11)和气相出口管(10)，所述液相入口管(11)固定在所述气相出口管(10)上； 

静态液相分布器(9)，所述静态液相分布器(9)设置于所述液相入口管(11)上，所述静态液相分布器(9)上设置导流结构(15)； 

动态液相分布器(8)，所述动态液相分布器(8)设置于所述内转轴(5)上，与所述静态液相分布器(9)组成液相均布器； 

设置在所述壳体(1)上的气相入口管(4)； 

设置在所述壳体(1)上的液相出口管(12)； 

所述气相出口管(10)和所述壳体(1)之间设置转动连接。 

2.根据权利要求1所述的超重力分离装置，其特征在于，所述超重力两相接触传质段(3)为圆柱状。 

3.根据权利要求1所述的超重力分离装置，其特征在于，所述转 子(2)的两夹板之间的距离为6mm～5000mm，内径为12mm～3000mm，外径为16mm～6000mm。 

4.根据权利要求1所述的超重力分离装置，其特征在于，所述的静态液相分布器(9)圆筒个数为2～100，最大圆筒直径为4～1000mm。 

5.根据权利要求4所述的超重力分离装置，其特征在于，所述静态液相分布器(9)的导流结构(15)外径为8mm～1400mm，厚度为0.5mm～20mm。 

6.根据权利要求5所述的超重力分离装置，其特征在于，所述导流结构(15)数量与所述静态液相分布器(9)圆筒数量相等。 

7.根据权利要求1所述的超重力分离装置，其特征在于，所述动态液相分布器(8)的形状为S型、流线型或平板型形状，具有的导流叶片的数量为2～12，内径比所述静态液相分布器(9)的内径大1mm～3mm，外径为10mm～2000mm。 

8.根据权利要求1所述的超重力分离装置，其特征在于，所述内转轴(5)为阶梯轴、光轴或空心轴，直径为4mm～100mm，长度为20mm～2000mm。 

9.根据权利要求1所述的超重力分离装置，其特征在于，所述外转轴(6)为阶梯轴或空心轴，内径比所述内转轴(5)大1～5mm， 外径为24mm～160mm。 

10.根据权利要求1所述的超重力分离装置，其特征在于，所述导流结构(15)中充满硅油或其它热敏性流体介质。