多功能用途的多级旋转填充床反应器装置及利用该装置进行多相多组分反应的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种多功能用途的多级旋转填充床反应器装置及方法，装置包括电机、联轴器、轴承座、底座和多级旋转填充床；所述电机的输出轴与联轴器固定连接，联轴器的输出轴穿过轴承座与多级旋转填充床的旋转轴固定同轴连接，所述电机、轴承座和多级旋转填充床设置在底座上；所述多级旋转填充床包括壳体、多级转子和旋转轴；所述多级转子的每一级内缘处设有液体分布器；所述多级转子的每一级下方的壳体上设有液体出口，在最后一级转子周围的壳体上设有气体进口，在第一级转子的周围的壳体上设有气体出口；所述多级转子之间设有分隔板。本发明专利技术适用于分离、吸收、除尘、精馏、反应等化工场合，更适用于多组分吸收、多相反应等。

Multiphase Rotary Packed Bed Reactor for Multifunctional Use and the Method of Multiphase and Multicomponent Reaction

The invention discloses a multifunctional multistage rotating packed bed reactor device and a method thereof, which comprises a motor, a coupling, a bearing seat, a base and a multistage rotating packed bed; the output shaft of the motor is fixedly connected with the coupling, and the output shaft of the coupling is fixed with the rotating shaft of the multistage rotating packed bed through the bearing seat. The multi-stage rotating packed bed comprises a shell, a multi-stage rotor and a rotating shaft; a liquid distributor is arranged at the inner edge of each stage of the multi-stage rotor; and a liquid outlet is arranged on the shell below each stage of the multi-stage rotor, and the last one is arranged on the shell. A gas inlet is arranged on the shell around the stage rotor, and a gas outlet is arranged on the shell around the first stage rotor, and a separating plate is arranged between the multistage rotors. The invention is suitable for chemical occasions such as separation, absorption, dust removal, rectification, reaction, etc., and is more suitable for multi-component absorption, multi-phase reaction, etc.

【技术实现步骤摘要】
多功能用途的多级旋转填充床反应器装置及利用该装置进行多相多组分反应的方法
本专利技术涉及一种旋转填充床反应器及方法，尤其是涉及一种多功能用途的多级旋转填充床反应器装置及利用该装置进行多相多组分反应的方法。
技术介绍
19世纪70年代，英国帝国化学公司首次提出了超重力的概念，并在此概念上构造了超重力设备——旋转填充床。旋转填充床以电机为动力，带动转子高速旋转，从而产生巨大的离心力，用离心力来模拟超重力环境，实现了在地球上克服重力场的作用来强化化工过程。随着旋转填充床日积月累的发展，以及旋转填充床在某些化工单元操作过程中的成功应用，科研工作者对旋转填充床的热情被大大激发了，从而诞生了一门新兴技术，即超重力技术。超重力技术作为过程强化技术的典型代表，持续受到科研工作者的关注。在旋转填充床的专利技术之初，其目的是为了强化精馏等分离过程。1983年，英国帝国化学公司Ramshaw教授领导了旋转填充床首个中试规模的工业应用，将旋转填充床用于乙醇与异丙醇的精馏分离。实验结果表明，当转子离心加速度为200～1000g时,理论塔板达到40块，无论是分离能力还是设备的运行状态，都达到了不错的效果。1995年，陈建峰博士发现了超重力环境下分子混合数百倍强化的现象，率先提出了将旋转填充床作为反应器，用于纳米材料制备等反应过程，从而拓展了旋转填充床的应用范围。目前，在所有科研工作者的努力下，在基础研究方面，旋转填充床内部的流体流动、传质、传热等研究工作已经开展多年；在应用研究方面，旋转填充床已经广泛应用于工业现场，如尾气SO2脱除、烟气CO2捕集、精馏、纳米材料制备、废水处理等。多相多组分的“三传一反”过程大量存在于化工过程中。传统的旋转填充床，一般仅具有单一的液体进口、液体出口、气体进口和气体出口，在一定程度上限制了旋转填充床的使用。本专利技术的多功能用途的多级旋转填充床反应器装置能有效解决上述问题，实现多相多组分的分离、吸收等反应过程。
技术实现思路
本专利技术要解决的第一个技术问题是提供一种多功能用途的多级旋转填充床反应器装置；该装置通过在多级转子上设置气体进口和液体出口，以及多级转子间的气体出口和与液体出口相连的换热系统和泵压系统，能实现多相多组分接触系统的需要，适用于分离、吸收、除尘、精馏、反应等化工场合；与传统的超重力旋转床装置相比，其更适用于多组分吸收、多相反应等。本专利技术要解决的第二个技术问题是提供一种利用上述多功能用途的多级旋转填充床反应器装置进行多相多组分反应的方法。适用于多组分吸收和多相反应。为解决上述第一个技术问题，本专利技术一种多功能用途的多级旋转填充床反应器装置，包括电机、联轴器、轴承座、底座和多级旋转填充床；所述电机的输出轴与联轴器固定连接，联轴器的输出轴穿过轴承座与多级旋转填充床的旋转轴固定同轴连接，所述电机、轴承座和多级旋转填充床设置在底座上；所述多级旋转填充床包括壳体、多级转子和旋转轴；所述多级转子的每一级内缘处设有液体分布器；所述多级转子的每一级下方的壳体上设有液体出口，在最后一级转子周围的壳体上设有气体进口，在第一级转子的周围的壳体上设有气体出口；所述多级转子之间设有分隔板，多级转子形成串联的气相走向通道。优选地，所述轴承座与转子内腔之间有密封系统。优选地，第一级转子与壳体之间设有密封件；所述分隔板和转子之间设有密封件。优选地，在相邻两级转子之间设有两块分隔板，在每一级转子周围的壳体上均设有气体进口和气体出口，每一级转子形成单独的气相走向通道。优选地，所述多级旋转填充床的旋转轴为卧式安装。优选地，所述多级转子同轴连接且转子级数为2～4。为解决上述第二个技术问题，本专利技术一种利用上述多功能用途的多级旋转填充床反应器装置进行多相多组分反应的方法，包括如下步骤：液体从第一级原料罐通过第一泵和第一阀进入第一级转子，液体在离心力的作用下，穿过第一级转子从第一级液体出口流出进入第一级液体回收罐；液体若需要升温或者降温，则通过第二阀的控制输送到换热器，在第二泵的作用下泵入第二级转子；液体从第二级转子流出后，经过第二级液体出口流入第二级液体回收罐；若液体不需要换热，则通过第三阀的控制，在第二泵的作用下泵入第二级转子；若第二级转子需要使用不同于第一级转子的液体，异种液体从第二级原料罐，在第四阀的控制下，通过第二泵的作用泵入第二级转子；最后，液体从第二级转子液体出口流入第二级液体回收罐；当多级转子超过2极时，依次类推。优选地，每一级转子都有单独的气体进口和气体出口；气相从第一级气体进口进入，然后从第一级气体出口排出；气相从第二级气体进口进入，然后从第二级气体出口排出；当多级转子超过2极时，依次类推。优选地，所述升温或者降温是对液体温度调节范围为-50℃～500℃，优选-5℃～200℃。上述的级间泵压系统易于调控进入下一级转子的液体流量，在泵压的作用下，能保证进入每一级转子的液体在转子内缘高度方向上的均匀分布。所述的液体，可选择每级进相同组分的液体，也可选择每级进不同组分的液体。本专利技术具有具有如下有益效果：本专利技术通过在多级转子上设置气体进口和液体出口，以及多级转子间的气体出口和与液体出口相连的换热系统和泵压系统，能实现多相多组分接触系统的需要，适用于分离、吸收、除尘、精馏、反应等化工场合。与传统的超重力旋转床装置相比，其更适用于多组分吸收、多相反应等。附图说明图1是本专利技术的单一气体进口的多级旋转填充床反应器装置结构示意图；图2是本专利技术的多个气体进口的多级旋转填充床反应器装置结构示意图；图3是本专利技术的单一气体进口的多级旋转填充床反应器装置多相多组分反应的工艺流程图；图4是本专利技术的多个气体进口的多级旋转填充床反应器装置多相多组分反应的工艺流程图；其中：1-第二级液体出口，2-第一级液体出口，301-第一级转子，4-第二密封件，5-第一级气体出口，6-第一级液体分布器，7-壳体，8-第一密封件，9-分隔板，302-第二级转子，10-第二级气体进口，11-第二级液体分布器，12-旋转轴，13-密封系统，14-轴承座，15-联轴器，16-电机，17-底座，18-第三密封件，19-第一级气体进口，20-第二级气体出口，21-换热器，22-第二阀，23-第一级液体回收罐，24-第一级原料罐，25-第一泵，26-第一阀，27-第二级液体回收罐，28-第二级原料罐，29-第四阀，30-第二泵，31-第三阀，32-第五阀，33-第六阀。具体实施方式实施例1参见图1所示，一种多功能用途的多级旋转填充床反应器装置，包括电机16、联轴器15、轴承座14、底座17和多级旋转填充床；所述电机16的输出轴与联轴器15固定连接，联轴器15的输出轴穿过轴承座14与多级旋转填充床的旋转轴固定同轴连接，所述电机16、轴承座14和多级旋转填充床设置在底座17上；所述多级旋转填充床包括壳体7、第一级转子301、第二级转子302和旋转轴12；第一级转子301、第二级转子302内均设有吸附填料；所述第一级转子301内缘处设有第一级液体分布器6，所述第二级转子302内缘处设有第二级液体分布器11；所述第一级转子301下方的壳体上设有第一级液体出口2，所述第二级转子302下方的壳体上设有第二级液体出口1；在第一级转子301左侧的壳体上设有第一级气体出口5；所述第一级转子30本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多功能用途的多级旋转填充床反应器装置，包括电机、联轴器、轴承座、底座和多级旋转填充床；所述电机的输出轴与联轴器固定连接，联轴器的输出轴穿过轴承座与多级旋转填充床的旋转轴固定同轴连接，所述电机、轴承座和多级旋转填充床设置在底座上；其特征在于：所述多级旋转填充床包括壳体、多级转子和旋转轴；所述多级转子的每一级内缘处设有液体分布器；所述多级转子的每一级下方的壳体上设有液体出口，在最后一级转子周围的壳体上设有气体进口，在第一级转子的周围的壳体上设有气体出口；所述多级转子之间设有分隔板，多级转子形成串联的气相走向通道。

【技术特征摘要】
1.一种多功能用途的多级旋转填充床反应器装置，包括电机、联轴器、轴承座、底座和多级旋转填充床；所述电机的输出轴与联轴器固定连接，联轴器的输出轴穿过轴承座与多级旋转填充床的旋转轴固定同轴连接，所述电机、轴承座和多级旋转填充床设置在底座上；其特征在于：所述多级旋转填充床包括壳体、多级转子和旋转轴；所述多级转子的每一级内缘处设有液体分布器；所述多级转子的每一级下方的壳体上设有液体出口，在最后一级转子周围的壳体上设有气体进口，在第一级转子的周围的壳体上设有气体出口；所述多级转子之间设有分隔板，多级转子形成串联的气相走向通道。2.根据权利要求1所述的多级旋转填充床反应器装置，其特征在于：优选地，所述轴承座与转子内腔之间有密封系统。3.根据权利要求1所述的多级旋转填充床反应器装置，其特征在于：优选地，第一级转子与壳体之间设有密封件；所述分隔板和转子之间设有密封件。4.根据权利要求1-3中任一所述的多级旋转填充床反应器装置，其特征在于：优选地，在相邻两级转子之间设有两块分隔板，在每一级转子周围的壳体上均设有气体进口和气体出口，每一级转子形成单独的气相走向通道。5.根据权利要求4所述的多级旋转填充床反应器装置，其特征在于：优选地，所述多级旋转填充床的旋转轴为卧式安装。6.根据权利要求4所述的多级旋转填充床反应器装置，其特征在于：优选地，所述多级转子同轴连接且转子级数...

【专利技术属性】
技术研发人员：费贤超，
申请(专利权)人：合肥市瑞宏重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34