专利名称：多级吸收式超重力旋转床的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种强化旋转床，特别涉及一种有多级以间隔分置平面网板组为填料，上一级吸收液送入下一级吸收的旋转床及其在强化传热、传质、除尘和精馏等领域的应用。
背景技术：
现有的超重力旋转床有多种形式，其中同心圆环薄板填料旋转床气液传质反应器 (专利号为ZL95214611.8)，板式旋膜气液传质反应装置(专利号为ZL95106281. 6)，气体轴流型旋转填料床气液传热传质装置(专利号为ZL97212054. 8)，带平面网板强化的多级雾化超重力旋转床(专利号ZL200710031272. 8)，平面网板填料式错流型超重力旋转床(专利号 ZL200710032052. 7)等。实用新型专利200420092277. 3多层强化传质的超重力除尘脱硫机，转子上固定的填料，由轴向多层环形填料组成，填料层与填料层中间有环形空隙；轴向填料层之间的环形空隙中，设有防旋风挡板，挡板与机壳相连；各填料层外缘设有动密封片。气液错流型超重力旋转床(ZL97212054. 8)工作时，液体液滴在旋转转筒的内表面上铺展成为液膜；在离心力的作用下，液膜透过转筒的开孔，被转筒上的丝网撕裂，在表面张力的作用下收缩成微液滴，进入喷雾区；多级雾化超重力旋转床中高度雾化的微小液滴表面积比传统设备中液体的表面积增大了一个数量级以上，因而使得多级雾化超重力旋转床的传热效率和除尘效率比传统的设备大大提高，另外，由于微小液滴的内循环剧烈并且表面更新速度快，传质速度得到了比较大的提高。这就是多级雾化超重力旋转床的传热、 传质和除尘强化的机理。平面网板填料式错流型超重力旋转床(专利号ZL200710032052. 7)工作时，来自转轴内的液体随转轴转动，在离心力的作用下，经转轴上的孔进入位于平面网板之间的旋转床喷雾区，液滴随轴向气流携带作轴向运动，在旋转平面网板上被捕获，并在离心力的作用下，在旋转平面网板上铺展成沿径向高速运动的微薄液膜层，与通过旋转平面网板孔隙的轴向气流产生强烈的湍流碰撞，强化气液之间的传热传质，铺展开的液膜对气流中间的粉尘颗粒有高效的捕集作用，达到强化除尘的目的。现有的超重力旋转床应用到气体的吸收领域时，存在液气比高(10 1200L/m3) 的弱点，特别是用于处理低浓度、大流量的工业废气时，较高的液气比导致了这种高效传质设备在与大型吸收塔的竞争中，推广应用困难。此外，中间吸收液的导入和导出，存在困难， 影响了旋转床在工业精馏领域的推广应用。
实用新型内容本实用新型的目的在于继续保留平面网板填料式错流型超重力旋转床气体阻力小，传质、传热效率高，除尘效率高的优点，提供一种多级吸收式超重力旋转床。本实用新型的技术目的通过下述技术方案实现[0009]一种多级吸收式超重力旋转床，包括筒形壳体、电机、转轴、多级平面网板填料组、 汇液沟槽、中央分布槽和旋转式除雾器，所述转轴竖直设于筒形壳体中心，与电机连接，壳体下端设有进气口和出液口，壳体上端设有出气口，所述平面网板填料组的外圆周与壳体内壁之间留有间隙；所述转轴为空心结构，其上端设有进液口 ；所述一级平面网板填料组水平固定在转轴上端，次级平面网板填料组设于其下方，并位于中央分布槽槽壁的外侧，中央分布槽固定于转轴上，一级平面网板填料组所在的转轴处分布有小孔；在每级平面网板填料组之间均设有收集从上一级平面网板流下的液体的汇液沟槽，所述汇液沟槽固定在壳体内壁上，汇液沟槽上设有导流管，导流管的出液口正对其下方的中央分布槽；所述旋转除雾器设于一级平面网板填料组的上方并固定于转轴上，用于防止液体被气体带出壳体。优选地，所述中央分布槽槽壁与转轴之间形成圆环形凹槽，所述次级平面网板填料组固定于中央分布槽槽壁外侧，该槽壁上设有小孔。优选地，所述壳体上设有与汇液沟槽相通的连通管。优选地，所述汇液沟槽为环形凹槽，凹槽的外壁与壳体的内壁相接，凹槽内壁的圆周长小于或等于平面网板填料组的外圆周长，所述导流管的进液口固定于凹槽内壁上，所述连通管固定于凹槽外壁上。优选地，所述每个汇液沟槽内壁上连接3 6个导流管，外壁上连接2 4个连通管，该连通管连通汇液沟槽和旋转床外部，可以从外部引入吸收液或将汇液沟槽中的吸收液排出。所述的汇液沟槽为PP、PE、ABS、PU、聚四氟乙烯或者玻璃钢制作；或者是采用碳钢、 不锈钢结构骨架复合PP、PE、ABS、PU、聚四氟乙烯或玻璃钢的材料制作。优选地，所述每级平面网板填料组由3 10块平面网板组成，每块平面网板之间等间距设置，间距为2 50匪。优选地，所述多级平面网板填料组为3 5级，每级之间间距为300 900mm。优选地，所述平面网板的外圆周与壳体内壁之间的间隙为5 50mm。优选地，所述旋转除雾器由一组平面网板组成，该平面网板固定在旋转床转轴上， 且其外圆周与壳体内壁之间的间隙为5 40mm。优选地，所述平面网板填料组及旋转除雾器的单个网板均为以不锈钢、钛、ΡΡ、ΡΕ、 ABS、PU、聚四氟乙烯、玻璃钢为骨架，骨架上面布置不锈钢丝网、钛网或ΡΡ、ΡΕ丝网；或者所述平面网板填料组及旋转除雾器的单个网板均为以不锈钢、碳钢结构为骨架，骨架上面布置密布小孔的ΡΡ、PE、ABS、PU、聚四氟乙烯、玻璃钢或者不锈钢的平板。所述的多级吸收式超重力旋转床在强化传热、传质和除尘的应用，其特征在于，来自液体随转轴转动，在离心力的作用下，经转轴上的孔进入位于平面网板之间的旋转床喷雾区，液滴在重力和气流曳力的作用下作轴向运动，在旋转平面网板上被捕获，并在离心力的作用下，在旋转平面网板上铺展成沿径向高速运动的微薄液膜层，与通过旋转平面网板孔隙的轴向气流产生强烈的湍流碰撞，强化气液之间的传热传质，铺展开的液膜对气流中间的粉尘颗粒有高效的捕集作用，达到强化除尘的目的；经过一级吸收后的液体通过第二级汇液沟槽和汇液管送到第二级的中央分布槽中，进入到第二级的旋转床喷雾区，完成第二次传热、传质和除尘过程；吸收液在第三级汇液沟槽和汇液管送到第三级的中央分布器， 进入喷雾区，完成第三次的传热、传质和除尘过程；以此类推，进行多次的传热、传质和除尘过程，最后吸收液从出液口排出。该种多级吸收式超重力旋转床中，液相与气相在填料表面多次吸收，实现在较低的液气比的条件下，获得较高的传热、传质系数和较高的除尘效率； 并且有连接管连通汇液沟槽和旋转床外部，可以从外部引入吸收液或将汇液沟槽中的吸收液排出系统，可以实现对中间吸收液的调控。因而，在工业中的吸收、精馏等领域有普遍推广应用的价值。
图1为多级吸收式超重力旋转床的结构示意图；图2A为中央分布槽的侧视图；图2B为中央分布槽的俯视图。图3A为不带连通管的汇流沟槽结构示意图；3B为带连通管的汇流沟槽的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型要求保护的范围并不局限于实施例表述的范围。实施例1图1示出了本实用新型多级吸收式超重力旋转床的一种结构形式。多级吸收式超重力旋转床包括筒形壳体4，电机1，转轴10，四级平面网板填料组6，三级汇液沟槽7、5、3， 三级中央分布槽13、16、19和旋转式除雾器8。所述转轴10竖直设于筒形壳体4中心，与电机1连接，壳体4下端设有进气口 2和出液口 20，壳体4上端设有出气口 9。所述转轴10 选用不锈钢无缝管，为空心结构，其上端设有进液口 ；所述一级平面网板填料组水平固定在转轴10上端，一级汇液沟槽7通过焊接方法固定在一级平面网板填料组下方的壳体4内壁上，一级中央分布槽13通过焊接固定于一级汇液沟槽7下方的转轴10上，分布槽13槽壁与转轴10之间形成圆环形凹槽，所述二级平面网板填料组通过螺栓固定于一级中央分布槽13槽壁的外侧，该槽壁上设有小孔。二级平面网板填料组的下方依次固定二级汇液沟槽 5、二级中央分布槽16和三级平面网板填料组、三级汇液沟槽3、三级中央分布槽19和四级平面网板填料组，其连接方式均同上。汇液沟槽里的吸收液通过导流管送到下一级的中央分布槽中，经过中央分布槽进入平面网板填料组中，完成下一级气液间的传质、传热过程。所述旋转除雾器8设于一级平面网板填料组的上方，旋转除雾器8由一组平面网板组成，该平面网板通过焊接的方式固定在旋转床转10上，且其外圆周与壳体4内壁之间的间隙为5mm。如图2A所示，中央分布槽由不锈钢制作，其外壁上布置的平面网板填料组呈水平布置，且在分布器上间隔分置安装。所述每级平面网板填料组均由3块平面网板组成，每块平面网板之间等间距设置，间距为5mm，每块平面网板为一种不锈钢结构上固定两层不锈钢丝网的网板。平面网板的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为20mm。相邻两级平面网板填料组之间间距为500mm。如图:3B所示，三级汇液沟槽7、5、3均为环形凹槽，由不锈钢制作，凹槽的外壁与壳体4的内壁相接，三级汇液沟槽7、5、3内壁到转轴10之间空腔内，连接有水平的导流管 11、15、18，所述导流管的进液口固定于凹槽内壁上，导流管的出液口正对其下方的中央分布槽，用于收集从上一级平面网板填料组流下的液体；所述壳体4上设有与三级汇液沟槽7、5、3分别相通的连通管12、14、17，所述连通管固定于凹槽外壁上。上述每个汇液沟槽内壁上连接4个直径45mm的不锈钢导流管，外壁上连接4个连通管，该连通管连通汇液沟槽和旋转床外部，可以从外部引入吸收液或将汇液沟槽中的吸收液排出。上述平面网板填料组及旋转除雾器的单个网板均为以不锈钢为骨架，骨架上面布置不锈钢丝网。经检测，与普通的间隔平面网板填料式的错流型超重力旋转床相比，液气比降低到原40%的条件下，这种多级吸收式旋转床的总的传热系数提高了 4%，总传质系数提高了 5 %，除尘效率提高10%。实施例2与实施例1不同的是，本实施例由三级平面网板填料组组成，平面网板以PP为骨架，上面布置PE丝网制作；每块平面网板间隔距离10mm，平面网板的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为10mm。相邻两级平面网板填料组之间间距为300mm。第二、三级平面网板通过焊接固定在中央分布槽上。中央分布槽通过螺栓固定在转轴上。汇液沟槽采用不锈钢制作，沟槽内侧有6根φ45的不锈钢导流管。在第二级汇液沟槽和第三级汇液沟槽中，有4根
φ45的不锈钢连通管连通汇液沟槽和旋转床外部。通过第三级连通管将部分中间吸收液
导出系统外。所述旋转除雾器8的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为40mm。经检测，与普通的间隔平面网板填料式的错流型超重力旋转床相比，液气比降低到原35%的条件下，这种多级吸收式旋转床的总的传热系数提高了 3%，总传质系数提高了斗^，除尘效率提高吕1^。实施例3与实施例1不同的是，本实施例共有3级平面网板填料组，转轴为多孔的无缝不锈钢钢管，平面网板间隔距离12mm，平面网板的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为50mm。相邻两级平面网板填料组之间间距为900mm。第二级和第三级平面网板填料组的平面网板通过焊接固定在中央分布槽的外壁上。汇液沟槽内侧有4根φ45的钛材的导流钢管。在第二级汇液沟槽和第三级汇液沟槽中，有4根φ45的钛材的连通管连通汇液槽和旋转床外部。通过第二级连通管从外部引入吸收液补充到中间吸收液中，进入第二级和第三级的吸收。所述旋转除雾器8的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为10mm。经检测，与普通的间隔平面网板填料式的错流型超重力旋转床相比，液气比降低到原30%的条件下，这种多级吸收式旋转床的总的传热系数提高了 2.5%，总传质系数提高了 3. 5%，除尘效率提高7%。实施例4与实施例1不同的是，平面网板为一种以玻璃钢为骨架上面固定PP丝网制作的多孔网板。转轴为多孔的内衬不锈钢钢骨架的PP制作的筒体，平面网板间隔距离18mm，平面网板的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为5mm。相邻两级平面网板填料组之间间距为 600mm。汇液沟槽内侧有4根φ57的不锈钢导流钢管。在第二级汇液沟槽和第三级汇液沟
槽中，有4根φ57的不锈钢连通管连通汇液槽和旋转床外部。通过第三级连通管从外部引
入吸收液补充到中间吸收液中，进入第三级的吸收。所述旋转除雾器8的外圆周与壳体4 内壁之间的间隙为20mm。经检测，与普通的间隔平面网板填料式的错流型超重力旋转床相比，液气比降低到原50%的条件下，这种多级吸收式旋转床的总的传热系数提高了 8%，总传质系数提高了 12%，除尘效率提高14%。实施例5与实施例1不同的是，平面网板是用玻璃钢平板开孔制作的多孔网板。转轴为玻璃钢制作，平面网板间隔距离20mm，平面网板的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为30mm。相邻两级平面网板填料组之间间距为400mm。汇液沟槽采用不锈钢制作，沟槽内侧有5根φ76
的钛材的导流钢管。在第二级汇液沟槽和第三级汇液沟槽中，有5根φ76的钛材的连通管连通汇液槽和旋转床外部。通过第二级连通管将部分中间吸收液导出到系统外。所述旋转除雾器8的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为30mm。经检测，与普通的间隔平面网板填料式的错流型超重力旋转床相比，液气比降低到原60%的条件下，这种多级吸收式旋转床的总的传热系数提高了 10%，总传质系数提高了 15%，除尘效率提高14%。实施例6与实施例1不同的是，本实施例每级填料组共有4块平面网板，平面网板为一种钛金属结构上固定两层钛金属丝网的网板。转轴为多孔的无缝钛管，平面网板间隔距离35mm， 平面网板的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为40mm。相邻两级平面网板填料组之间间距为 800mm。中央分布槽采用不锈钢制作，通过焊接固定在转轴上。汇液沟槽采用不锈钢制作， 沟槽内侧有6根φ76的不锈钢导流钢管。在第二级汇液沟槽和第三级汇液沟槽中，有6根 φ76的不锈钢连通管连通汇液槽和旋转床外部。通过第三级连通管将部分吸收后的中间吸收液导出到系统外。经检测，与普通的间隔平面网板填料式的错流型超重力旋转床相比，液气比降低到原65 %的条件下，这种多级吸收式旋转床的总的传热系数提高了 12%，总传质系数提高了 17%，除尘效率提高16%。实施例7与实施例1不同的是，本实施例共有5级填料组，每级填料组共有5个平面网板， 平面网板为聚四氟乙烯的多孔网板。转轴为聚四氟乙烯的管材，相邻的平面网板间隔距离 50mm，平面网板的外圆周与壳体4内壁之间的间隙为25mm。相邻两级平面网板填料组之间间距为700mm。中央分布槽采用不锈钢制作，通过焊接固定在转轴上。汇液沟槽采用不锈钢制作，沟槽内侧有5根φ38的不锈钢导流钢管。在第二级汇液沟槽和第三级汇液沟槽中，有 5根φ38的不锈钢连通管连通汇液槽和旋转床外部。通过第二级连通管从外部引入吸收液补充到中间吸收液中，进入第二级和第三级的吸收。经检测，与普通的间隔平面网板填料式的错流型超重力旋转床相比，液气比降低到原70 %的条件下，这种多级吸收式旋转床的总的传热系数提高了 15%，总传质系数提高了 20%，除尘效率提高18%。实施例8与实施例1不同的是，如图3Α所示，所述汇液沟槽内壁上设有导流管，但外壁上不设连接管。
权利要求1.一种多级吸收式超重力旋转床，包括筒形壳体、电机、转轴、多级平面网板填料组、汇液沟槽、中央分布槽和旋转式除雾器，所述转轴竖直设于筒形壳体中心，与电机连接，壳体下端设有进气口和出液口，壳体上端设有出气口，所述平面网板填料组的外圆周与壳体内壁之间留有间隙；所述转轴为空心结构，其上端设有进液口 ；其特征在于所述一级平面网板填料组水平固定在转轴上端，次级平面网板填料组设于其下方，并位于中央分布槽槽壁的外侧，中央分布槽固定于转轴上，一级平面网板填料组所在的转轴处分布有小孔；在每级平面网板填料组之间均设有收集从上一级平面网板流下的液体的汇液沟槽，所述汇液沟槽固定在壳体内壁上，汇液沟槽上设有导流管，导流管的出液口正对其下方的中央分布槽；所述旋转除雾器设于一级平面网板填料组的上方并固定于转轴上。
2.根据权利要求1所述的旋转床，其特征在于，所述中央分布槽槽壁与转轴之间形成圆环形凹槽，所述次级平面网板填料组固定于中央分布槽槽壁外侧，该槽壁上设有小孔。
3.根据权利要求1或2所述的旋转床，其特征在于，所述壳体上设有与汇液沟槽相通的连通管。
4.根据权利要求3所述的旋转床，其特征在于，所述汇液沟槽为环形凹槽，凹槽的外壁与壳体的内壁相接，凹槽内壁的圆周长小于或等于平面网板填料组的外圆周长，所述导流管的进液口固定于凹槽内壁上，所述连通管固定于凹槽外壁上。
5.根据权利要求4所述的旋转床，其特征在于，所述每个汇液沟槽内壁上连接3 6个导流管，外壁上连接2 4个连通管。
6.根据权利要求5所述的旋转床，其特征在于，所述每级平面网板填料组由3 10块平面网板组成，每块平面网板之间等间距设置，间距为2 50mm。
7.根据权利要求6所述的旋转床，其特征在于，所述多级平面网板填料组为3 5级， 每级之间间距为300 900mm。
8.根据权利要求7所述的旋转床，其特征在于，所述平面网板的外圆周与壳体内壁之间的间隙为5 50mm。
9.根据权利要求8所述的旋转床，其特征在于，所述旋转除雾器由一组平面网板组成， 该平面网板固定在旋转床转轴上，且其外圆周与壳体内壁之间的间隙为5 40mm。
10.根据权利要求9所述的旋转床，其特征在于，所述平面网板填料组及旋转除雾器的单个网板均为以不锈钢、钛、PP、PE、ABS、PU、聚四氟乙烯、玻璃钢为骨架，骨架上面布置不锈钢丝网、钛网或PP、PE丝网；或者均为以不锈钢、碳钢结构为骨架，骨架上面布置密布小孔的PP、PE、ABS、PU、聚四氟乙烯、玻璃钢或者不锈钢的平板。
专利摘要本实用新型公开了一种多级吸收式超重力旋转床，包括筒形壳体，转轴竖直设于筒形壳体中心，与电机连接，平面网板填料组的外圆周与壳体内壁之间留有间隙；所述转轴为空心结构，其上端设有进液口；所述一级平面网板填料组固定在转轴上端，次级平面网板填料组设于其下方，并位于中央分布槽槽壁的外侧，中央分布槽固定于转轴上，一级平面网板填料组所在的转轴处分布有小孔；在每级平面网板填料组之间均设有收集从上一级平面网板流下的液体的汇液沟槽，沟槽上设有导流管，导流管的出液口正对其下方的分布槽；在一级平面网板填料组的上方的转轴上还固定有旋转除雾器。该旋转床在较低的液气比的条件下，获得较高的传热、传质系数和较高的除尘效率。
文档编号B01D53/18GK202173801SQ20112026137
公开日2012年3月28日 申请日期2011年7月22日 优先权日2011年7月22日
发明者潘朝群 申请人:华南理工大学