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11. 2为扇形体的结构支持件，五个平面均由金属平板组成。
[0013] 所述散装填料为鲍尔环、拉西环、弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍的一种或组合； 优选鲍尔环。所述填料A部分的横截面由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Θ为45°-90°。
[0014] 实施例1 :图2所示，一种气液并流恒定通道式旋转填料床，其气体进口与液体进 口均设于壳体顶部，气体出口设于壳体侧壁，液体出口设于壳体底部，气液在填料中以并流 方式流通。其传质、反应具体过程为：气体从气体进口进入，进入旋转的填料中；液体从1. 2 液体进口进入，进过I. 11液体分布器，喷洒在旋转的填料1. 9上；由于液体通道流通(填料 A部分)截面积不变，液体撞向其侧面的金属挡板，一部分液体直接反溅雾化，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，以及填料剪切分散，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，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，气相湍动增强，增大了气 相传质系数。最后，液体从1. 8流出，气体从I. 1流出，完成传质、反应过程。
[0015] 实施例2 :图3所示，一种气液逆流恒定通道式旋转填料床，其气体进口设于壳体 侧壁，液体进口和气体出口设于壳体顶部，液体出口设于壳体底部，气液在填料中以逆流方 式流通。其传质、反应具体过程为：气体从2. 1气体进口进入，进入旋转的填料2. 9中；液体 从2. 2液体进口进入，进过2. 11液体分布器，喷洒在旋转的填料2. 9上；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，一部分液体直接反溅雾化，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，以及填料剪切分散，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，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，气相湍动增强， 增大了气相传质系数。最后，液体从2. 8流出，气体从2. 3流出，完成传质、反应过程。： 实验例1 :采用图2结构的设备进行H2S气体的脱除，H2S浓度为2000mg/m3左右，在体 系温度为（32±2)°C、液气比10L/m3、转速为1000r/min、纯碱为12g/L设备的Θ值为90° 的情况下，硫化氢单级脱除率为99. 4%。
[0016] 实验例2 :本发明设备可以强化气膜控制过程，因而可以用于低浓度气体的吸收 过程。本实验例采用图2、图3和文献（《超重力环境下选择性脱除气体中的硫化氢的工艺 研究》天然气化工，2011，36(1): 30-33)公开的设备进行低浓度H2S气体的脱除，H2S浓 度为6 mg/m3左右，在体系温度为（32±2)°C、液气比10L/m3、转速为800 r/min、纯碱为10 g/L设备的Θ值为75°的情况下，硫化氢单次脱除率见表1。
[0017] 表1:
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实验例3:本发明图2、图3所示设备与文献（《超重力法处理高浓度氮氧化物废气中 试研究》，化工进展，2007，26(7): 1058-1061)应用于18000-20000 mg/m3高浓度氮氧化 物的废气的中试研究。在进气量100 m3 ?h1、液气比20 L ·πι3、超重力因子90和尿素浓度 20%的条件下，Θ值为45°的情况下，运行30天，平均氮氧化物单级脱除率见表2。
实验例4:本发明图2、图3所示设备与文献（《超重力法处理高浓度氮氧化物废气中 试研究》，化工进展，2007，26(7): 1058-1061)应用于400 mg/m3低浓度氮氧化物的废气 的中试研究。在进气量100 m3 · h \液气比20 L · m 3、超重力因子90和尿素浓度20%的条 件下，Θ值为60°的情况下，运行30天，平均氮氧化物平均单级脱除率见表3。
【主权项】
1. 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);其特征在于：所述填料为由 填料A部分（11. 1)和填料B部分（11. 2)交替组成的同心圆环体；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，内部填充散装填料；填料B部分（11. 2)为扇形 体的结构支持件，五个平面均由金属平板组成。2. 根据权利要求1所述的一种恒定通道式旋转填料床传质与反应设备，其特征在于： 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。3. 根据权利要求1所述的一种恒定通道式旋转填料床传质与反应设备，其特征在于： 所述填料A部分（11. 1)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9为45°-90°。
【专利摘要】本发明属超重力场中反应、传质技术领域，为解决现有超重力反应与传质设备填料利用率低；影响传质性能；填料用量大，运行转动惯量大，不利于设备的放大与维护等问题，提供一种恒定通道式旋转填料床传质与反应设备。填料为由填料A部分和填料B部分交替组成的同心圆环体；填料A部分为气液流通通道，由若干六面立方体组成，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。气液分布明显改善，气液相传质系数均有提高；减小了超重力设备的成本，转动惯量减小显著，传动轴磨损情况得到改善，强化气膜控制过程，能用于低浓度气体的吸收过程。
【IPC分类】B01D53/18, B01J10/00
【公开号】CN105148685
【申请号】CN201510610452
【发明人】焦纬洲, 刘有智, 袁志国, 祁贵生, 张巧玲, 栗秀萍, 申红艳, 高璟, 罗莹, 俸志荣
【申请人】中北大学
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月23日