一种多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器及其应用制造技术

本发明专利技术公开了一种多级错流‑逆流旋转填料床用液体分布器及其应用，该装置包括环形套管、集液槽、导流管，环形套管包括至少两个，所述环形套管由两个同轴套管组成，环形套管套于转轴外侧，环形套管外侧为填料转子，环形套管的外管壁上均匀开有若干孔；集液槽位于上层环形套管的底部外侧，与旋转床壳体内壁相接，集液槽通过导流管与下层环形套管相通；上层环形套管喷出的液体经旋转的填料转子多次分散与聚并后，经壳体收集旋流入集液槽内，沿导流管流向下层的环形套管喷出。该装置能使液体收集与再均匀分布，使气液间的传质更充分且能强化气相传质过程；使气液之间的反应经过多级处理成为可能，单台设备实现多级反应与吸收，具有更高的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器及其应用
本专利技术涉及一种多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器及其应用，具体为一种能使液体在径向和轴向都能均匀分布于各层填料内缘，使气液间的传质更充分且强化气相传质过程的多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器。
技术介绍
超重力技术是20世纪80年代发展起来的一种强化多相传递和反应过程的技术，其主要靠旋转填料床来实现。该技术广泛应用于石油、化工、制药、火炸药等行业，主要是精馏、吸收等化工单元操作和纳米材料的制备。旋转填料床的基本结构包括液体分布器、填料和外壳三部分，其工作原理是：液体由液体进口进入，通过液体分布器将液体均匀喷洒在填料内缘，在旋转产生的离心力作用下，液体沿径向穿过填料，与气体逆流，并流或错流接触进行传质与反应后，由外壳汇集后由液体出口排出。在旋转填料床中，气体是连续相，液体是分散相，因此液体能否在填料中分布均匀将直接影响旋转填料床的传质效果。在旋转填料床中采用的填料通常是波纹丝网，网状金属，金属泡沫，拉西环等填料，它为气液接触提供了场所，但不能解决液体均匀分布的问题，且对于有的反应来说气液接触不够充分，接触时间短以致气液传质效果不高，净化度差，导致需要多台设备实现高精度净化。多级旋转填料床应运而生，其中，液体分布器是核心部分，结构的好坏直接影响液体分布的均匀性、液体用量和传质效果。在旋转填料床中，液体分布器一般是设备内腔中心进液管上的管状结构，有静止的也有旋转的。静止分布器有以下优点：喷出的液体与填料发生较大的相对运动和初始碰撞及再分散，在填料内缘不同轴向高度处，周向能得到均匀分布。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器及其应用，能使液体多次收集与均匀分布，使气液间的传质更充分且能强化气相传质过程；使气液之间的反应经过多级接触反应与吸收后，气体具有更高的脱除率和净化度，液体具有更高的浓度，节能效果显著，更加符合高效净化、高精度脱除有害物的环保新要求。本专利技术提供了一种多级错流-逆流旋转填料床液体分布器，包括环形套管、集液槽、导流管，环形套管包括至少两个，所述环形套管由两个同轴套管组成，环形套管套于转轴外侧，环形套管外侧为填料转子，环形套管的外管壁上均匀开有若干孔或格栅；集液槽位于上层环形套管的底部外侧，与旋转床壳体内壁相接，集液槽通过导流管与下层环形套管相通；上层环形套管喷出的液体进入集液槽内，沿导流管流向下层的环形套管喷出。所述的环形套管均置于转轴与填料之间，环形套管穿过填料定子并与填料定子以焊接方式固定，防止气体短路，环形套管的外管壁上（靠近转子部分）均匀开有若干孔，液体沿该孔喷出穿过填料进入集液槽内。所述孔为圆形孔或格栅。孔的数目由液体流量和流速确定，液体流速控制在0.5-6m/s。所述的集液槽为圆环形，其截面是由环形薄板、内圆筒、旋转床壳体内壁组成的U形槽，集液槽位于旋转床壳体内侧，环形薄板垂直于壳体内壁并焊接在壳体内壁上，供收集液体；所述的内圆筒是与壳体同心的圆筒，内圆筒底部与环形薄板焊接为一体。所述的导流管为圆形管，位于集液槽的下部，导流管下端与下一层的液体分布器相连接；圆形管的直径由液体流量确定，且流速控制在0.01-1m/s。导流管设置在集液槽下方，均匀设有2~8个，沿集液槽圆周方向均匀斜向下朝圆心方向设置，若干导流管形成锥形结构。所述的导流管以焊接方式与集液槽和下一个液体分布器相连接。以防止液体溢出。所述的内圆筒高度由液体流量确定，收集液体的量不能超过该圆筒的高度。本专利技术的核心部件分布器是两个同轴环形套管。液体从液体进口进入旋转填料床后均匀喷洒在填料转子内缘，在离心力作用下，沿径向向四周甩出，由外壁汇集沿壁流下，流入集液槽中，在重力作用下，沿导流管进入下层液体分布器，聚集一定量的液体后，由液体分布器的圆孔或格栅将液体喷洒在下一层填料转子的内缘，在离心力作用下，沿径向向四周甩出，由外壁汇集后进入集液槽或从液体出口排出。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术的结构设计使液体在液体分布器中规范了流动路径，形成了良好的多次收集与再分布，使气液间的传质更加充分；（2）且每一级气液是错流接触，处理量大，整体上来看是逆流，传质效果好。（3）结构简单，液体处理量大，应用于多级错流-逆流超重力装置中；适合推广应用于石油化工、煤化工等行业气体的高效净化和高精度脱除有害物。附图说明图1为液体分布器的结构示意图。图2为图1中沿A-A线的剖面图。图3为图1中沿B-B线的剖面图。图4为图1中沿C-C线的剖面图。图中：1-气体进口；2-填料转子；3-下层液体分布器；4-导流管；5-集液槽；6-内圆筒；7-上层液体分布器；8-气体出口；9-液体进口；10-液体出口；11-环形套管。具体实施方式下面通过实施例来进一步说明本专利技术，但不局限于以下实施例。实施例1：如图1~4所示，一种多级错流-逆流旋转填料床液体分布器，包括环形套管11、集液槽5、导流管4，环形套管11包括至少两个，所述环形套管11由两个同轴套管组成，环形套管11套于转轴外侧，环形套管外侧为填料转子2，环形套管的外管壁上均匀开有若干孔或格栅；集液槽5位于上层环形套管7的底部外侧，与旋转床壳体内壁相接；本实施例中环形套管设有两个，即为上层液体分布器7和下层液体分布器3；集液槽5通过导流管4与下层液体分布器3相通；上层液体分布器7喷出的液体穿过填料进入集液槽内，沿导流管流向下层液体分布器3喷出。所述的环形套管11均置于转轴与填料转子2之间，环形套管穿过填料定子并与填料定子以焊接方式固定，防止气体短路，环形套管的外管壁上均匀开有若干孔，液体沿该孔喷出穿过填料进入集液槽内。所述孔为圆形孔或格栅孔。孔的数目由液体流量和流速确定，且满足液体流速为0.3-6m/s。所述的集液槽5为圆环形，其截面为：由环形薄板、内圆筒6、旋转床壳体内壁组成的U形槽，集液槽5位于旋转床壳体内侧，环形薄板垂直于壳体内壁并通过焊接方式安装，用于收集液体与分布于导流管中；所述的内圆筒6是与壳体同心的圆筒，内圆筒底部与环形薄板焊接为一体。所述的导流管4为圆管，直径由液体流量和流速确定，且流速控制在0.01-1m/s；其底部与下层液体分布器相连接。所述的导流管4设有2-8个，沿圆周方向均匀斜向下设置，若干导流管形成锥形结构。如图3所示，本实施例设置了三个导流管，导流管将集液槽和下一层液体分布器连接，导流管沿集液槽圆周方向均匀斜向下朝圆心方向设置，且任意两条导流管之间的间距相等，夹角呈120°。所述的导流管4以焊接方式与集液槽和下一个液体分布器相连接。以防止液体溢出。所述的内圆筒6高度由液体流量确定，收集液体的量不能超过该圆筒的高度。本专利技术的核心部件分布器是两个同轴环形套管。液体从液体进口9进入旋转填料床后均匀喷洒在填料层内缘，在离心力作用下，沿径向向四周甩出，由外壁汇集沿壁流下，流入集液槽中，在重力作用下，沿导流管进入下层液体分布器，聚集一定量的液体后，由液体分布器的圆孔将液体喷洒在下一层填料转子的内缘，在离心力作用下，沿径向向四周甩出，由外壁汇集后从液体出口10排出。与此同时，气体从旋转填料床的底部的气体入口1进入填料床内，液体是沿径向由内向外流动，气体沿轴向由下至上错流，每一级气液交汇是错流接触，处理量大，整体上来本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多级错流‑逆流旋转填料床用液体分布器，其特征在于：包括环形套管、集液槽、导流管，环形套管包括至少两个，所述环形套管由两个同轴套管组成，环形套管套于转轴外侧，环形套管外侧为填料转子，环形套管的外管壁上均匀开有若干孔；集液槽位于上层环形套管的底部外侧，与旋转床壳体内壁相接，集液槽通过导流管与下层环形套管相通；上层环形套管喷出的液体经旋转的填料转子多次分散与聚并后，经壳体收集旋流入集液槽内，沿导流管流向下层的环形套管喷出。

【技术特征摘要】
1.一种多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器，其特征在于：包括环形套管、集液槽、导流管，环形套管包括至少两个，所述环形套管由两个同轴套管组成，环形套管套于转轴外侧，环形套管外侧为填料转子，环形套管的外管壁上均匀开有若干孔；集液槽位于上层环形套管的底部外侧，与旋转床壳体内壁相接，集液槽通过导流管与下层环形套管相通；上层环形套管喷出的液体经旋转的填料转子多次分散与聚并后，经壳体收集旋流入集液槽内，沿导流管流向下层的环形套管喷出。2.根据权利要求1所述的多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器，其特征在于：所述的环形套管均置于转轴与填料转子之间，环形套管穿过填料定子并与填料定子以焊接方式固定，防止气体短路，环形套管的外管壁上均匀开有若干孔，液体沿该孔喷出穿过填料转子进入集液槽内。3.根据权利要求1所述的多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器，其特征在于：所述孔为圆形孔或格栅孔；孔的数目由液体流量和流速确定。4.根据权利要求1所述的多级错流-逆流旋转填料床用液体分布器，其特征在于：所述的集液槽为圆环形，其截面是由环形薄板、内圆筒、旋转床壳体内壁组成的U形槽，集液槽位于旋转床壳体内侧，环形薄板垂直于壳体内壁并焊接在壳体内壁上，供收集液体；所述的内圆筒是与壳体同心的圆筒，内圆筒底部与环形薄板焊接为一体。5.根据权利要求1所述的多级错流-逆流旋转填料...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志国，刘有智，祁贵生，焦纬洲，申红艳，张巧玲，栗秀萍，高亚洁，
申请(专利权)人：中北大学，
类型：发明
国别省市：山西,14