專利名稱：一種強化傳遞的動態旋轉旋流板裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種強化傳遞的動態旋轉旋流板裝置，具體涉及一種可用于多種氣體
的分離吸收及反應的超重力旋轉床裝置，特別適用于高黏度液體條件下的吸收和反應過 程。可廣泛應用于化工、石油化工、制藥、冶金、輕工等行業中混合氣體分離和反應。
背景技術：
本專利涉及一種強化傳遞的動態旋轉旋流板裝置。特別適用于液體粘度較大的氣 液吸收、分離多物相傳遞過程，如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物，揮發性有機物等氣體的吸 收和分離過程，以及反應轉化過程。 強化傳遞的動態旋轉旋流板裝置是利用氣流和旋流板旋轉時所產生的離心力的 雙重作用強化吸收分離和反應的傳遞過程，可大幅度提高吸收、分離與反應過程的效率。目 前，常用的強化傳遞技術是超重力強化傳質技術，在早期的專利(專利公開號CN94210374、 CN200810103231、 CN95215430、 CN3243973等)中已經公開，解決了很多常規條件難以解決 的問題，傳質效率大大提高。但是現有的超重力技術大部分是超重力旋轉床裝置，吸收塔內 設置可旋轉的填料床，這種超重力旋轉床在有些場合存在缺陷。例如用高黏度液體吸收、 分離氣體時旋轉床的阻力造成高能耗的問題；若氣體中混有顆粒性物質，則顆粒易沉積在 旋轉床上造成結垢堵塞，不易清洗檢修等問題。傳統旋流板為靜態塔板，早期專利(專利公 開號CN2278521, CN2328897, CN2843595, CN2629814等)已有公開，塔內液體在上升氣流的 帶動下旋轉，產生離心力，從而增強傳質。但是對于大黏度的液體，僅靠氣流的作用塔內氣 液相不能充分接觸，影響了傳質效果。此外，氣體中的顆粒易于沉積在靜態旋流板上形成結 垢。本專利采用動態旋流板作為強化傳質的手段為塔內提供了良好的氣液接觸條件，增加 塔內有效容積，增大氣液混合動力，減少傳質阻力，因旋流板為動態而避免顆粒沉積引起的 結垢阻塞等，解決了現有吸收和分離裝置中存在的問題，進一步提高傳質效率。
發明內容
動態旋轉旋流板裝置的下端設有進氣口和出液口 ，出液口位于塔底的邊緣凹槽部
位，此設計可避免液體通過氣體出口流出并避免液體積累帶來的氣體壓頭損失。上端設有
出氣口和進液口 。在動態旋轉旋流板裝置內，設有可旋轉的圓錐型中空旋流板，旋流板的側
壁設有導氣孔，旋流板內設有葉片，攪拌軸帶動旋流板旋轉，氣孔的后方設有擋板，在擋板
的作用下氣體進入旋流板內形成了與旋流板旋轉方向相反的渦旋，旋流板內液體在氣流和
葉片轉動的共同作用下在整個旋流板內與氣體快速混合，進行氣液傳質過程，未吸收的氣
體通過開放的旋流板上端進入上一層旋流板，吸收了氣體的液體沿旋流板壁通過集液口進
入下層旋流板再次分布，吸收氣體。液體通過多層旋流板吸收氣體后從塔底的出液口排出。
氣體通過多層塔板后有效成分已被完全吸收，剩余的氣體通過排氣口排出。 本專利中所述的這種多層旋轉氣體吸收裝置，因引入了外力強化傳質，增加了塔
的有效容積，因此大大的提高了吸收效率。
本發明的創新點在于，針對現有旋流板吸收裝置對高粘度液體吸收工藝無法適用 的缺點，通過在旋流板內增加葉片和盲板，利用攪拌軸帶動旋轉，形成超重力旋轉旋流床結 構，成功解決了高粘度液體用于氣體吸收和反應的問題，同時適用于現有的利用低粘度吸 收劑的工藝，可以大大強化氣液傳質過程，提高吸收分離效率，減少設備的體積，降低設備 投入。
圖1為本發明動態旋流板裝置的結構示意圖；
圖2為裝置內動態旋流板的俯視圖；
圖3為裝置內支撐卡槽連接件剖面圖；
圖4為裝置內動態旋流板示意圖；
圖5為裝置內甩液板立體結構示意圖；
附圖的圖面說明如下 1-電機2-軸承箱3-攪拌軸4-氣體出口 5-葉片6-環型密封齒7_迷 宮密封構件8-盲板9-甩液板10-固定攪拌軸的結構11-液體出口 12-氣體進口 13-旋流板14-集液口 15-液體進口 16-塔體17-氣孔18-環型密封溝槽19-擋 板
具體實施例方式
為了更好的實現本發明的目的，本發明的設計者在旋流板內安裝葉片，葉片固定 在旋流板和盲板之間，通過盲板固定到攪拌軸上，旋流板和塔體之間，通過迷宮密封構件連 接密封，設備底部加裝固定攪拌軸的結構，減少了由于攪拌軸過長易產生的擺動的缺陷，同 時底部安裝甩液板，一方面保護固定攪拌軸的結構由于沉積固體增加阻力，另一方面可以 把液體甩到塔壁上，更易從液體出口流出。
下面結合附圖，詳細說明本發明的內容。 本發明的具體結構如圖1所示，主要包括兩個部分，即塔體和動態旋轉旋流板。在 密封的塔體16中，安裝有攪拌軸3帶動的多個動態旋流板13。動態旋流板由環型密封齒 6，盲板8，葉片5，氣孔17和擋板19組成。在制作安裝過程中，迷宮密封構件7直接焊接在 塔體16上，首先把攪拌軸和固定攪拌軸的結構10連接，甩液板9用螺栓固定到軸上，然后 把旋流板上的環型密封齒放入在環型密封溝槽18內，用螺栓通過盲板把旋流板固定在攪 拌軸上。其余各層的旋流板和攪拌槳的安裝方法與上面所述相同。 在使用過程中，電機1通過軸承箱2和攪拌軸帶動攪拌槳和旋流板旋轉，氣體由塔 底進氣口 12進入，液體由塔頂液體進口 15進入，氣液兩相逆向接觸，塔內氣體在動態旋流 板上擋板作用下通過氣孔進入旋流板內形成了與旋流板旋轉方向相反的渦旋，旋流板內液 體在氣流和葉片共同作用下在整個旋流板內與氣體快速混合，未被液體吸收的氣體通過開 放的旋流板上端進入上一層旋流板，吸收了氣體的液體沿旋流板壁通過集液口 14流到下 層旋流板內盲板上再次分布，吸收氣體。液體通過多層旋流板吸收氣體后從塔底的液體出 口 ll排出。氣體通過多層旋流板后有效成分已被完全吸收，剩余的氣體通過氣體出口4排 出。
權利要求
一種強化傳遞的動態旋轉旋流板裝置，其特征是錐形旋流板內加裝葉片和盲板，盲板固定在電機帶動的攪拌軸上，旋流板側壁開有進氣孔，孔的外側有擋板，底部為集液口，旋流板和塔體之間通過迷宮結構密封，裝置使用溫度-40～500℃，使用壓力為5×10-6Pa～18MPa。
2. 根據權利要求1所述，其中塔體外側頂部安裝電機，驅動攪拌軸，內側底部中央裝有固定攪拌軸擺動的結構，固定攪拌軸擺動的結構上部有圓錐形甩液板，塔體上開有液體進、出口，氣體進、出口。
3. 根據權利要求1所述，其中旋轉旋流板形狀為圓錐形，錐角為5 120度，旋流板頂部外側連接密封結構，密封結構為迷宮密封結構，凹槽的個數為1 20個。
4. 根據權利要求1所述，其中葉片的形狀為四邊形，三角形和扇形平板結構和彎曲結構，四邊形的四個內角范圍為5 355度，三角形的三個內角的范圍5 175度，扇形的角度范圍為5 355度。
5. 根據權利要求1所述，其中旋流板內側葉片一端焊接在旋流板上，另一端焊接在盲板上，葉片和盲板焊接點切線方向的夾角為5 175度，葉片的數量為6 60個。
6. 根據權利要求1所述，其中旋流板上的進氣孔的形狀可以為圓孔，方孔，多邊形孔，孔的個數為1 100個；孔外側的擋板為垂直擋板或前彎擋板。
7. 根據權利要求2所述，其中圓錐形甩液板的錐角為5 120度。
全文摘要
本發明是一種強化傳遞的動態旋轉旋流板裝置，該裝置主要包括塔體和動態旋轉旋流板兩部分。錐形旋流板內加裝葉片和盲板，葉片一端焊接在旋流板內壁，另一端焊接在盲板上，盲板固定在電機帶動的攪拌軸上，旋流板側壁開有進氣孔，底部為液體出口，旋流板和塔體之間密封。該裝置的旋流板能在攪拌軸的帶動下一起轉動，增加了氣液接觸效果，避免了體系中固體顆粒的沉積，因此可適用于含固體顆粒(如催化劑等)體系和高粘度流體中的吸收分離和反應，能有效增加氣液混合效果，同時還可大大緩解流體對設備的腐蝕性。該設備操作方便，運行穩定，可適用于多種物料和體系，具有廣泛的工業應用價值。
文檔編號B01J19/18GK101716448SQ201010033638
公開日2010年6月2日 申請日期2010年1月4日 優先權日2010年1月4日
發明者張鎖江, 張香平, 徐琰, 王曉玲, 田肖, 董海峰, 趙延松 申請人:中國科學院過程工程研究所