專利名稱：一種旋轉(zhuǎn)床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)床，具體地說，涉及一種利用高速旋轉(zhuǎn)的床層，在超重力狀態(tài)
下，完成氣液傳質(zhì)與反應(yīng)、氣固分離的設(shè)備。
背景技術(shù)：
超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)與反應(yīng)設(shè)備，是二十世紀(jì)八十年代初發(fā)展起來(lái)的一種新型化 工單元設(shè)備。與傳統(tǒng)技術(shù)相比，超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)設(shè)備，具有傳質(zhì)強(qiáng)度高、設(shè)備尺寸小、物 料停留時(shí)間短、持液量少、不液泛等特點(diǎn)。 通常超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床設(shè)備由外殼、轉(zhuǎn)子(反應(yīng)床層)和電機(jī)等部件構(gòu)成，轉(zhuǎn)子多采 用多孔介質(zhì)，物料在此進(jìn)行傳質(zhì)和反應(yīng)。氣相需用風(fēng)機(jī)輸送，特別是氣液逆流狀態(tài)時(shí)由于液 相利用離心場(chǎng)進(jìn)行分散，氣相盡管密度小、受離心場(chǎng)作用小，但旋轉(zhuǎn)床層仍然會(huì)對(duì)氣相產(chǎn)生 較大阻力，所以必須配備風(fēng)機(jī)、液泵才能實(shí)現(xiàn)物料輸送。美國(guó)專利US4382900公開了一種典 型的逆流旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)；前蘇聯(lián)專利SU127408公開了一種典型的多層旋轉(zhuǎn)床結(jié)構(gòu)；中國(guó)專利 CN1059105A、 CN1062098A、 CN1428189A、 CN2523482Y、 CN1415396A、 CN2221437Y、 CN2229833Y、 CN2654194A等所公開的旋轉(zhuǎn)床設(shè)備由外殼、轉(zhuǎn)子和電機(jī)等部件構(gòu)成；CN1608715A公開了一 種脫除氣相中雜質(zhì)的方法，增加了除霧結(jié)構(gòu)，同時(shí)使用兩種不同規(guī)格的填料，以減少固體物 質(zhì)對(duì)填料層的堵塞；CN1686591A、 CN2768867Y公開了一種多層折流式超重力旋轉(zhuǎn)床裝置， 由多層折流圈構(gòu)成，折流圈由動(dòng)折流圈、靜折流圈組成。CN1743064A公開了一種在超重力 場(chǎng)中進(jìn)行催化反應(yīng)的方法。CN1611293A公開了一種超重力場(chǎng)旋轉(zhuǎn)床傳質(zhì)與反應(yīng)設(shè)備，轉(zhuǎn)子 分為逆流、順流兩個(gè)床層區(qū)域，設(shè)置了旋轉(zhuǎn)除沫器。CN1060415A公開了一種轉(zhuǎn)動(dòng)布液式旋 轉(zhuǎn)床裝置。CN1062098A公開了一種帶有抽吸裝置的超重力場(chǎng)裝置，CN1116125A公開了一種 錯(cuò)流旋轉(zhuǎn)床超重力裝置，在轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置葉輪，抽吸氣相，旋轉(zhuǎn)床層呈微負(fù)壓工況，不利于 氣相分子在液滴表面的附著溶解。CN2581060Y公開了一種旋轉(zhuǎn)床超重力多相反應(yīng)器，采用 了螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床，螺旋線為阿基米德螺旋線，可獲得較長(zhǎng)的氣液兩相接觸路徑，但阻力 大、無(wú)抽吸能力，特別是氣相多含固體顆粒、因而易堵塞床層。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種可床層不易堵塞的旋轉(zhuǎn)床，用于處理含有 固體雜質(zhì)的氣相時(shí)，可有效防止旋轉(zhuǎn)床層堵塞，適用于含固氣體的氣液傳質(zhì)與反應(yīng)，不影響 正常操作。 本發(fā)明旋轉(zhuǎn)床包括旋轉(zhuǎn)床層、液相分布管、氣相進(jìn)出口、液相進(jìn)出口、外殼、復(fù)合葉 輪、擋泥環(huán)和集泥箱等構(gòu)成。氣相進(jìn)出口分別設(shè)置在外殼的兩端，液相分布管為管壁上開設(shè) 液體分布孔的圓筒結(jié)構(gòu)，液相分布管同時(shí)做為旋轉(zhuǎn)床層和復(fù)合葉輪的轉(zhuǎn)軸，復(fù)合葉輪按裝 置在靠近氣相進(jìn)口的位置，擋泥環(huán)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，靠近外殼固定在旋轉(zhuǎn)床層和復(fù)合葉輪之間， 集泥箱設(shè)置在復(fù)合葉輪對(duì)應(yīng)位置的外殼底部，液相進(jìn)口通過旋轉(zhuǎn)接頭與液相分布管連接， 液相出口設(shè)置在外殼底部。
復(fù)合葉輪由輪轂和若干片復(fù)合葉片構(gòu)成，輪轂將復(fù)合葉片固定在液相分布管上， 復(fù)合葉片由鋼板葉片附著若干層篩網(wǎng)制成，鋼板葉片置于迎風(fēng)面，篩網(wǎng)貼附于鋼板背風(fēng)面， 鋼板葉片開設(shè)舌型槽縫。復(fù)合葉輪隨液相分布管旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生向裝置內(nèi)吸氣的效果。復(fù)合葉 輪一般設(shè)置2 6片。旋轉(zhuǎn)床層根據(jù)需要采用本領(lǐng)域普通的旋轉(zhuǎn)床層，一般由若干層篩網(wǎng) 疊扎制成。 本發(fā)明旋轉(zhuǎn)床中，旋轉(zhuǎn)床層對(duì)應(yīng)的外殼位置設(shè)置氣封環(huán)組件，氣封環(huán)組件由殼體
和若干道圓環(huán)構(gòu)成，氣環(huán)組件殼體固定在外殼內(nèi)壁上，圓環(huán)固定在殼體上，圓環(huán)的寬度一般
為1 20cm，優(yōu)選2 10cm，根據(jù)旋轉(zhuǎn)床層的長(zhǎng)度，可以設(shè)置1 6道圓環(huán)。擋泥環(huán)也可以
固定在氣環(huán)組件殼體上，擋泥環(huán)的寬度可以與氣封組件圓環(huán)寬度相同或略寬一些。 本發(fā)明旋轉(zhuǎn)床中，液相分布管內(nèi)設(shè)置離心葉輪，離心葉輪由若干條葉片和端蓋構(gòu)
成，離心葉輪用螺釘固定在液相分布管液體入口端。離心葉輪隨液相分布管旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生向
液相分布管內(nèi)吸液的效果。 液相分布管具有分布液相、床層旋轉(zhuǎn)軸、復(fù)合葉輪軸和離心葉輪軸四個(gè)功能；液相
分布管制成兩段，用螺釘連接成為一體；液相分布管呈中空管狀，安裝旋轉(zhuǎn)床層的液相分布
管區(qū)域，和安裝復(fù)合葉輪的液相分布管區(qū)域，其管壁上均勻開設(shè)若干液體分布孔。 外殼由三段構(gòu)成布?xì)庀洹⒋矊託んw和集氣箱，布?xì)庀渖显O(shè)置氣體進(jìn)口，集氣箱上
設(shè)置氣體出口。旋轉(zhuǎn)床層安裝在外殼內(nèi)的液體分布管上，液體分布管兩端分別用滑動(dòng)軸承
支撐一端軸承固定在外殼上，一端軸承安裝在支撐組件上。外殼與電機(jī)共用一個(gè)底盤，旋
轉(zhuǎn)床軸與電機(jī)間用聯(lián)軸器連接。 本發(fā)明的旋轉(zhuǎn)床可制成多級(jí)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)不同氣量的運(yùn)行工況，采用并聯(lián)結(jié) 構(gòu)時(shí)，設(shè)置氣相出入口集合管，用于氣相的分配與收集。 本發(fā)明根據(jù)氣相中含有固體雜質(zhì)的特點(diǎn)，設(shè)置復(fù)合葉輪和旋轉(zhuǎn)床層兩級(jí)旋轉(zhuǎn)區(qū)， 在旋轉(zhuǎn)床層之前，復(fù)合葉輪形成氣相的預(yù)處理，在預(yù)處理段，復(fù)合葉輪引入氣相的同時(shí)，液 相分布管噴灑液相，氣相中的微小固體顆粒附著了液滴后，其粘度、重量均有較大的增加， 在離心力的作用下，沿鋼板葉片表面滑動(dòng)，并被甩至設(shè)備外殼，在集泥箱中收集并隨時(shí)或定 期排出，在預(yù)處理段，氣相中的大部分固體雜質(zhì)可以分離下來(lái)，減少了固體雜質(zhì)對(duì)后續(xù)旋轉(zhuǎn) 床的影響。 本發(fā)明旋轉(zhuǎn)床中，復(fù)合葉輪還具有吸氣功能，抵消了因旋轉(zhuǎn)床對(duì)氣相造成的壓降 影響。設(shè)置的離心葉輪可以實(shí)現(xiàn)液相的抽吸，使該設(shè)備具有自吸功能。設(shè)置的氣封組件使 旋轉(zhuǎn)床周圍處于液封狀態(tài)，減少了旋轉(zhuǎn)床的氣相不經(jīng)過床層的短路現(xiàn)象，保證了處理效果， 適用于含固氣體的氣液傳質(zhì)與反應(yīng)。


圖1為本發(fā)明旋轉(zhuǎn)床一種具體結(jié)構(gòu)的裝配圖。 圖2為氣封環(huán)組件結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為離心葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。 圖4為復(fù)合葉輪結(jié)構(gòu)示意圖。 圖5為本發(fā)明的設(shè)備多級(jí)并聯(lián)結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明一種具體結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)床做進(jìn)一步詳述。如圖1、2、3、4所 示，本發(fā)明的氣液自吸式旋轉(zhuǎn)床由旋轉(zhuǎn)床層6、復(fù)合葉輪16、離心葉輪7、液相分布管5、旋轉(zhuǎn) 接頭9、支撐組件8、氣相入口 2、氣相出口 10、液相入口 11、集液箱13、液相出口 12、氣封環(huán) 組件4、擋泥環(huán)3、集泥箱14、排泥口 15、外殼17及電機(jī)1等構(gòu)成。 旋轉(zhuǎn)床層6由若干層篩網(wǎng)疊扎制成，可以使用本領(lǐng)域現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)床層。復(fù)合葉輪 16由輪轂16-1和若干片復(fù)合葉片16-2構(gòu)成；復(fù)合葉片由鋼板葉片附著若干層篩網(wǎng)制成； 鋼板葉片置于迎風(fēng)面，篩網(wǎng)緊密貼附于鋼板背風(fēng)面；復(fù)合葉片的鋼板葉片開設(shè)舌型槽縫； 舌型槽縫沖壓而成；舌型板凸起，凸起高度1 2mm;槽縫開孔率10 % 30 % ，優(yōu)選25 % 。 旋轉(zhuǎn)床外沿設(shè)置氣封環(huán)組件；氣封環(huán)組件4由氣封組件殼體4-l和若干道圓環(huán)4-2構(gòu)成；圓 環(huán)下部可以開設(shè)圓孔通道，以便液體通過。床層殼體上設(shè)置擋泥環(huán)，擋泥環(huán)與氣封環(huán)共用一 個(gè)殼體。液相分布管具有分布液相、床層旋轉(zhuǎn)軸、復(fù)合葉輪軸和離心葉輪軸四個(gè)功能；液相 分布管制成兩段，兩段軸用螺釘連接；液相分布管呈中空管狀；安裝旋轉(zhuǎn)床層的液相分布 管區(qū)域，其管壁上開設(shè)若干小孔，小孔直徑①1 ①3mm，優(yōu)選Ol. 5mm，小孔總面積等于進(jìn) 料管截面積的2/3左右；安裝吸氣復(fù)合葉輪的液相分布管區(qū)域，其管壁上開設(shè)若干小孔，小 孔直徑①2 ①5mm，優(yōu)選①3mm，小孔總面積等于進(jìn)料管截面積的1/3左右；液相分布管設(shè) 置離心葉輪；離心葉輪由若干條葉片和端蓋構(gòu)成；離心葉輪用螺釘固定在液相分布管入口 端。旋轉(zhuǎn)接頭把液相分布管與進(jìn)液管連接在一起。外殼由三段構(gòu)成布?xì)庀?7-1、床層殼 體17-2和集氣箱17-3。氣液自吸式旋轉(zhuǎn)床可制成多級(jí)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)置氣相出入口集合管。 氣液自吸式旋轉(zhuǎn)床可制成多級(jí)并聯(lián)結(jié)構(gòu)，如圖5所示，采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)置氣相入口集合 管18、氣相出口集合管19，用于氣相的分配與收集。 工作時(shí)，氣液兩相分別實(shí)現(xiàn)自吸進(jìn)入該旋轉(zhuǎn)床氣相經(jīng)氣相入口進(jìn)入旋轉(zhuǎn)床，液 相分布管上設(shè)置復(fù)合葉輪，并與液相分布管一起做高速旋轉(zhuǎn)，給氣相提供壓頭，實(shí)現(xiàn)氣相抽 吸。液相通過旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入液相分布管，在與液相分布管一起做高速旋轉(zhuǎn)的離心葉輪作用 下，給液相提供壓頭，實(shí)現(xiàn)液相抽吸。 在預(yù)處理段，復(fù)合葉輪引入氣相的同時(shí)，液相分布管噴灑液相，氣相中的微小固體 顆粒附著了液滴后，其粘度、重量均有較大的增加，在離心力的作用下，沿鋼板葉片表面滑 動(dòng)，并被甩至設(shè)備殼體，完成氣固分離。 在旋轉(zhuǎn)床層段，液相在高速旋轉(zhuǎn)床離心力的作用下，在旋轉(zhuǎn)床內(nèi)實(shí)現(xiàn)碎液、霧化， 并形成徑向流；氣相在旋轉(zhuǎn)床內(nèi)形成軸向流，氣液兩相在流動(dòng)過程中完成錯(cuò)流接觸，實(shí)現(xiàn)傳 質(zhì)與反應(yīng)。液滴在旋轉(zhuǎn)床內(nèi)做徑向運(yùn)動(dòng)過程中，反復(fù)經(jīng)歷"聚集_分散_反應(yīng)"過程，液滴 表面在此過程中，不斷更新，強(qiáng)化、均化了傳質(zhì)與反應(yīng)。 設(shè)置擋泥環(huán)，使預(yù)處理段分離出來(lái)的泥漿無(wú)法流入旋轉(zhuǎn)床層段，只能進(jìn)入集泥箱， 并從排泥口排出設(shè)備外；設(shè)置氣封環(huán)組件，使旋轉(zhuǎn)床與設(shè)備殼體間液相流道氣相無(wú)法通過， 防止氣相短路；甩在殼體壁上的液相匯集到底部，通過氣封環(huán)底部開設(shè)的孔道，流入集液 箱，經(jīng)液相出口排出設(shè)備外。 該設(shè)備設(shè)置復(fù)合葉輪和離心葉輪，實(shí)現(xiàn)氣液兩相的自吸。復(fù)合葉輪段去除氣相中 的微小固體顆粒，實(shí)現(xiàn)氣相的預(yù)處理，防止旋轉(zhuǎn)床層結(jié)垢。適用于氣液兩相傳質(zhì)與反應(yīng)。特 別是含微小固體顆粒的氣相與液相的傳質(zhì)與反應(yīng)。
權(quán)利要求
一種旋轉(zhuǎn)床，包括旋轉(zhuǎn)床層、液相分布管、氣相進(jìn)出口、液相進(jìn)出口和外殼，其特征在于旋轉(zhuǎn)床還包括復(fù)合葉輪、擋泥環(huán)和集泥箱，氣相進(jìn)出口分別設(shè)置在外殼的兩端，液相分布管為管壁上開設(shè)液體分布孔的圓筒結(jié)構(gòu)，液相分布管同時(shí)做為旋轉(zhuǎn)床層和復(fù)合葉輪的轉(zhuǎn)軸，復(fù)合葉輪按裝置在靠近氣相進(jìn)口的位置，擋泥環(huán)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，靠近外殼固定在旋轉(zhuǎn)床層和復(fù)合葉輪之間，集泥箱設(shè)置在復(fù)合葉輪對(duì)應(yīng)位置的外殼底部，液相進(jìn)口通過旋轉(zhuǎn)接頭與液相分布管連接，液相出口設(shè)置在外殼底部。
2. 按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述的復(fù)合葉輪由輪轂和若干片復(fù)合葉 片構(gòu)成，輪轂將復(fù)合葉片固定在液相分布管上。
3. 按照權(quán)利要求2所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述復(fù)合葉輪的復(fù)合葉片由鋼板葉片 附著若干層篩網(wǎng)制成，鋼板葉片置于迎風(fēng)面，篩網(wǎng)貼附于鋼板背風(fēng)面，鋼板葉片開設(shè)舌型槽 縫。
4. 按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述的復(fù)合葉輪設(shè)置2 6片。
5. 按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于在旋轉(zhuǎn)床層對(duì)應(yīng)的外殼位置設(shè)置氣封環(huán) 組件，氣封環(huán)組件由殼體和若干道圓環(huán)構(gòu)成，氣環(huán)組件殼體固定在外殼內(nèi)壁上，圓環(huán)固定在 殼體上。
6. 按照權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于所述的圓環(huán)寬度為1 20cm。
7. 按照權(quán)利要求5所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于擋泥環(huán)固定在氣環(huán)組件殼體上。
8. 按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于液相分布管內(nèi)設(shè)置離心葉輪，離心葉輪 由若干條葉片和端蓋構(gòu)成，離心葉輪用螺釘固定在液相分布管液體入口端。
9. 按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于液相分布管呈中空管狀，安裝旋轉(zhuǎn)床層 的液相分布管區(qū)域，和安裝復(fù)合葉輪的液相分布管區(qū)域，其管壁上均勻開設(shè)液體分布孔。
10. 按照權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)床，其特征在于旋轉(zhuǎn)床采用并聯(lián)結(jié)構(gòu)，設(shè)置氣相出入口 集合管，用于氣相的分配與收集。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種旋轉(zhuǎn)床，包括旋轉(zhuǎn)床層、液相分布管、氣相進(jìn)出口、液相進(jìn)出口、外殼、復(fù)合葉輪、擋泥環(huán)和集泥箱，氣相進(jìn)出口分別設(shè)置在外殼的兩端，液相分布管為管壁上開設(shè)液體分布孔的圓筒結(jié)構(gòu)，液相分布管同時(shí)做為旋轉(zhuǎn)床層和復(fù)合葉輪的轉(zhuǎn)軸，復(fù)合葉輪按裝置在靠近氣相進(jìn)口的位置，擋泥環(huán)為環(huán)狀結(jié)構(gòu)，靠近外殼固定在旋轉(zhuǎn)床層和復(fù)合葉輪之間，集泥箱設(shè)置在復(fù)合葉輪對(duì)應(yīng)位置的外殼底部，液相進(jìn)口通過旋轉(zhuǎn)接頭與液相分布管連接，液相出口設(shè)置在外殼底部。復(fù)合葉輪段去除氣相中的微小固體顆粒，實(shí)現(xiàn)氣相的預(yù)處理，防止旋轉(zhuǎn)床層結(jié)垢；本發(fā)明適用于氣液兩相傳質(zhì)與反應(yīng)，特別是含微小固體顆粒的氣相與液相的傳質(zhì)與反應(yīng)。
文檔編號(hào)B01D3/30GK101721829SQ20081022835
公開日2010年6月9日 申請(qǐng)日期2008年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月28日
發(fā)明者劉杰, 張藝輝, 彭德強(qiáng), 李建軍, 王麗君, 齊慧敏 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司;中國(guó)石油化工股份有限公司撫順石油化工研究院