恒定通道式旋转填料床传质与反应设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于超重力场中反应、传质技术领域，具体设及一种恒定通道式旋转 填料床传质与反应设备。
【背景技术】
[0002] 旋转填料床是一种利用超重力技术的新型传质与反应设备，具有传质效率高、液 泛低、能耗低、设备集约化等优点的新技术。超重力条件下，重力加速度g很大，两相接触的 动力因素即浮力因子A(Pg)很大，流体相对滑移速度大，巨大的剪切应力克服了表面张 力，使相界面快速更新，液体伸展出巨大的相际接触表面，从而极大地强化传质过程。在油 田注水脱氧（石油化工，1994，23: 807-812)、废气中S〇2和HzS的脱除（CN101037630)、 纳米材料的制备（CN1636944)、除尘过程（CN2650859)和生化反应过程的强化（生物化学 工程，1991，122-128)等方面已经得到广泛研究和应用。
[0003] 大量的公开资料表明，旋转填料床中存在气液分布不均的现象，如图1所示。 运主要是因为现有的旋转填料床气液流通截面是变化的（CN1059105,CN1156639， CN1116125,CN101125263,CN101254355,CN1415396,CN1686591,CN101229502, CN101229503,CN101234261,CN101254356,CN101254357,CN101890250A,CN 101898047A)，W气液逆流式传统旋转填料床（CN1020036)为例，气体的流通截面积是一 个缩小的过程，而液体的截面积是一个扩大的过程，运种变化造成了填料内部流体分布不 均。运会造成W下影响：（1)填料利用率低，多数填料上未发生气液交互传质、反应；（2)部 分气体从液体分布不均形成的空隙中溢出，影响传质性能，仅能强化液相传质系数；（3)填 料用量大，运行转动惯量大，不利于设备的放大与维护。
【发明内容】
[0004] 本实用新型为了克服上述现有技术的不足，提供了一种恒定通道式旋转填料床传 质与反应设备。解决了现有超重力反应与传质设备存在的W下技术难题：（1)填料利用率 低，多数填料上未发生气液传质、反应；（2)部分气体从液体分布不均形成的空隙中溢出， 影响传质性能，仅能强化液相传质系数；（3)填料用量大，运行转动惯量大，不利于设备的 放大与维护。 阳〇化]本实用新型由如下技术方案实现：一种恒定通道式旋转填料床传质与反应设备， 包括壳体上布设气体进口、气体出口、液体进口、液体出口，液体进口下端连接液体分布器； 壳体底部安设电机，电机转轴与壳体相连处设置静密封，电机转轴端部连接填料，填料顶部 与壳体之间设动密封；所述填料为由填料A部分和填料B部分交替组成的同屯、圆环体；填 料A部分为气液流通通道，由若干六面立方体组成，填料A部分在径向方向内表面与外表面 由金属丝网缠绕，其余四个平面由金属平板组成，内部填充散装填料；填料B部分为扇形体 的结构支持件，五个平面均由金属平板组成。
[0006] 所述散装填料为鲍尔环、拉西环、弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍中的任意一种。 所述填料A部分的横截面由内外两条圆弧与两条平行直线连结组成，内圆弧两端点连线与 相邻的直线形成的夹角0为45^^-9(^。
[0007] 与现有技术相比，本实用新型有如下特点：
[0008] (1)气液分布明显改善，气液相传质系数均有提高。具体气液反应、传质过程主 要包括W下步骤（W逆流式说明）：首先，液体进入旋转的填料后，被强大的离屯、力迅速分 散成小液体。然后，被填料捕获的液滴，具有一定的切向速度，其小于V=2JTrR(r表示填料 半径，R表示转速）。由于液体通道流通(填料A部分）截面积无变化，液体撞向其侧面的 金属挡板，一部分液体直接反瓣雾化，被填充在填料A部分中的散装填料捕获，进一步分 散；另一部分聚集在填料A部分金属挡板上被甩出，然后被填充在填料A部分中的散装填 料捕获、分散。随后，液体与另一侧的金属挡板相撞，并一直重复此过程。液体经过多次壁 面碰撞雾化，W及填料剪切分散，增大了气液之间的接触面积，液相传质系数得到了增强， 并且气体与液体沿着截面积恒定通道(填料A部分）穿过填料，液体经过多次壁面碰撞雾 化，W及填料剪切分散，增大了气液之间的接触面积，液相传质系数得到了增强，并且气体 与液体沿着截面积恒定的通道(填料A部分）穿过填料，气体无法从液体形成的空隙中溢 出，气液间的交互作用增强，气相端动增强，增大了气相传质系数。与已公开的旋转填料床 (CN1059105,CN1156639,CN1116125,CN101125263,CN101254355,CN1415396,CN 1686591，CN101229502，CN101229503，CN1012:34261，CN101254356,CN101254357， CN101890250A，CN101898047A)在相同操作条件下相比，液相传质系数最低提高10%左 右，气相传质系数最低提高了 26%左右；而大量的文献表明传统旋转填料床无法提高气相 传质系数。
[0009] (2)散装填料用量仅为已公开旋转填料床的二分之一左右。减小了超重力设备的 成本，并且转动惯量减小显著，传动轴磨损情况得到改善，中试运行实验显示，运行寿命延 长60%。装置重量减小45%左右，电能消耗减小30%。
[0010] (3)本实用新型设备可W强化气膜控制过程，可W用于低浓度气体的吸收过程。
【附图说明】
[0011] 图1为现有旋转填料床中气液分布示意图；图2为本实用新型的气液并流恒定通 道式旋转填料床结构示意图；图3为本实用新型的气液逆流恒定通道式旋转填料床结构示 意图；图4为本实用新型填料结构的主视图；图5为实用新型填料结构的俯视图；图6为本 实用新型所述填料中气液分布示意图。
[0012] 图中：1-气体分布位置；2-液体分布位置；3-壳体；4-气体进口；5-气体出口； 6-液体进口；7-液体出口；8-液体分布器；9-电机；9. 1-电机转轴；10-静密封；11-填料； 11. 1-填料A部分；11. 2-填料B部分；12-动密封；13-碰撞饭瓣区1 ; 14-碰撞反瓣区2 ; 15-碰撞反瓣区3 ; 16-碰撞反瓣区4。
【具体实施方式】
[0013] 一种恒定通道式旋转填料床传质与反应设备，包括壳体3上布设的气体进口 4、气 体出口 5、液体进口 6、液体出口 7,液体进口 6下端连接液体分布器8 ;壳体3底部安设电机 9,电机转轴（9. 1)与壳体3相连处设置静密封10,电机转轴9. 1端部连接填料11，填料11 顶部与壳体3之间设动密封12 ;所述填料为由填料A部分11.I和填料B部分11. 2交替组 成的同屯、圆环体；填料A部分11. 1为气液流通通道，由若干六面立方体组成，填料A部分 11. 1在径向方向内表面与外表面由金属丝网缠绕，其余四个平面由金属平板组成，内部填 充散装填