专利名称：一种螺旋式旋转床的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种螺旋式旋转床，具体地说，涉及一种利用高速旋转的螺旋状床层，
在超重力状态下，完成气液传质与反应的设备。
背景技术：
超重力场旋转床传质与反应设备，是二十世纪八十年代初发展起来的一种新型化 工单元设备。与传统技术相比，超重力场旋转床传质设备，具有传质强度高、设备尺寸小、物 料停留时间短、持液量少、不液泛等特点。 通常超重力场旋转床设备由机壳、转子(反应床层)和电机等部件构成，转子为 多孔介质，具有填料的性质，物料在此进行传质和反应。气相需用风机输送，特别是气液 逆流状态时由于液相利用离心场进行分散，气相尽管密度小、受离心场作用小，但旋转床 层仍然会对气相产生较大阻力，所以必须配备风机、液泵才能实现物料输送。美国专利 US4382900公开了一种典型的逆流旋转床结构；前苏联专利SU127408公开了一种典型的多 层旋转床结构；中国专利CN1059105A、 CN1062098A、 CN1428189A、 CN2523482Y、 CN1415396A、 CN2221437Y、 CN2229833Y、 CN2654194A等所公开的旋转床设备由机壳、转子和电机等部 件构成；CN1608715A公开了一种脱除气相中杂质的方法，增加了除雾结构；CN1686591A、 CN2768867Y公开了一种多层折流式超重力旋转床装置，由多层折流圈构成，折流圈由动 折流圈、静折流圈组成。CN1743064A公开了一种在超重力场中进行催化反应的方法。 CN1611293A公开了一种超重力场旋转床传质与反应设备，转子分为逆流、顺流两个床层区 域，设置了旋转除沫器。CN1060415A公开了一种转动布液式旋转床装置。上述超重力场旋 转床的不足在于气相阻力大，气液两相接触路径相对较短，液滴表面更新速度慢，不利于进 一步提高传质过程。CN2581060Y公开了一种旋转床超重力多相反应器，采用了螺旋通道型 旋转床，螺旋通道在径向上为阿基米德螺旋线，在轴向为贯通的通道，该结构的旋转床可获 得较长的气液两相接触路径，但仍具有阻力大、无抽吸能力等不足。CN1062098A公开了一 种带有抽吸装置的超重力场装置，CN1116125A公开了一种错流旋转床超重力装置，在转子 转轴上设置叶轮，抽吸气相，旋转床层呈微负压工况，不利于气相分子在液滴表面的附着溶 解。同时，由于叶轮的抽吸作用，会产生气相偏流和液相夹带等现象。在某些领域，如烟气 净化处理领域，由于气相压力较低，压降明显的处理设备无法应用，并且气量很大，增加气 体输送装置则能耗大大增加。因此，上述现有超重力旋转床用于这些领域时受到一定的限 制。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种超重力旋转床，可以提高气液两相接触 路径，液滴表面实现强制更新，有利于气液传质与反应，压降很小，适用于对气相压降有限 制的领域。 本发明螺旋式旋转床包括螺旋状床层、液相分布管、外壳、气相入口 、气相出口 、液相入口和液相出口等结构。螺旋状床层为多孔材料制成，在轴向方向上形成螺旋形状，液相
分布管设置在螺旋状床层轴向中央，液相分布管与液相入口相通，外壳两端设置气相入口
和气相出口 ，外壳底部设置液相出口 。螺旋状床层通过传动机构与动力装置连接。
螺旋状床层由若干层筛网等多孔材料制成；床层迎风面(气相入口端面)附着薄
板，或附着条型板；采用附着薄板方式时，该板开设舌型槽缝或I型槽缝，槽缝冲压而成，舌
型板凸起。液相分布管可以同时做为床层旋转轴；轴呈中空管状，管壁上开设若干小孔。外
壳由三段构成布气箱、床层壳体和集气箱，布气箱上设置气相入口 ，床层壳体内设置螺旋
状床层，集气箱上设置气相出口外壳底部设置集液箱，液相出口与集液箱相连。螺旋式旋转
床层安装在外壳内，两端分别用轴承支撑一端轴承固定在外壳上，另一端轴承安装在支撑
组件上。外壳与电机共用一个底盘，旋转床轴与动力装置电机间用联轴器连接。 本发明的螺旋式旋转床可制成多级并联结构，以适应不同气量的运行工况，采用
并联结构时，设置气相出入口集合管，用于气相的分配与收集。 本发明根据气液两相传质与反应工艺特点，液相在高速旋转床离心力的作用下， 实现碎液、雾化，并形成径向流；气相在高速旋转的螺旋状床层作用下，形成轴向流，气液两 相在流动过程中完成错流接触，实现传质与反应。同一截面的气相在流过旋转床时，与不同 区域的液相接触，均化了传质与反应；液滴在径向运动过程中，反复经历不同的床层，可获 得较长的气液两相接触路径，并实现"聚集_分散_反应"过程，液滴表面在此过程中，不断 更新，强化、均化了传质与反应。螺旋式床层在旋转过程中对气相有一定的推动作用，气相 经过该超重力旋转床时压降很小，适宜于气相受压力降限制的过程中。本发明螺旋式旋转 床具有结构简单、占地面积小、不易结壳、积垢，无堵塞等优点。
图1为本发明的装配图。
图2为旋转床层迎风面开槽结构示意图。
图3为为旋转床层迎风面条型板分布示意图。
图4为本发明的设备多级并联结构示意图。
具体实施例方式
以下结合附图对本发明做进一步详述。如图1、2、3所示，本发明的螺旋状旋转床 由螺旋状床层10、液相分布管9、外壳11、支撑组件3、气相入口 2、气相出口 5、进液口 6、旋 转接头4、集液箱8、液相出口 7及电机1构成。 螺旋状床层10由若干层筛网10-1等多孔材料制成；旋转床层迎风面附着一层薄 板10-3，或附着若干块均匀分布的条型板10-2 ;采用附着薄板方式时，该板开设若干个舌 型槽缝或1型槽缝，槽缝呈鱼鳞状分布；槽缝冲压而成，舌型板凸起，凸起高度1 2mm，槽 缝开孔率30% 50%，优选40% ;采用附着条型板方式时，条型板均匀分布，封堵面积占总 面积的30% 70%，优选60% ;螺旋状床层由1头螺旋 5头螺旋制成，优选3头螺旋，呈 均匀分布；螺旋状床层可制成0. 2 4圈，优选1圈。液相分布管9具有分布液相和床层 旋转轴两个功能；轴呈中空管状，管壁上开设若干个小孔，小孔直径①lmm ①3mm，优选 Ol. 5mm，小孔总面积等于进料管截面积；设置旋转接头，把液相分布管与进液管连通。外壳11包括布气箱11-1、床层壳体11-3和集气箱11-2三段外壳上设置床层内构件的支撑组 件、气相入口、气相出口、进液口、液相出口及集液箱。螺旋式旋转床层安装在机壳内，两端 分别用滑动轴承支撑一端轴承固定在机壳上，一端轴承安装在支撑组件上。旋转床与电机 共用一个底盘，旋转床轴与电机间用联轴器连接。螺旋式旋转床可制成多级并联结构，如图 4所示，采用并联结构时，设置气相入口集合管13、气相出口集合管12，用于气相的分配与 收集。 工作时，气相经气相入口进入旋转床，螺旋状床层旋转时螺旋向气体流动方向推 进，高速旋转的螺旋状床层间形成气相流道，气相在此空间内形成近似轴向流；液相自进液 口经旋转接头进入液相分布管，从液相分布管壁上开设的小孔中，喷洒到高速旋转的螺旋 状床层间所形成的气相流道中，形成气液充分混合接触；液相在螺旋状床层迎风面上重新 聚集、混合，经槽缝分布到床层里，并完成碎流；在高速旋转和多孔材料的多次切割下，液相 在床层内实现雾化，并与下一螺旋状气相流道中的气体混合、传质。液相在高速旋转床离心 力的作用下，形成径向流；气相在高速旋转的螺旋状床层作用下，形成轴向流，气液两相在 流动过程中完成错流接触，实现传质与反应。同一截面的气相在流过旋转床时，与不同区域 的液相接触，均化了传质与反应；液滴在径向运动过程中，反复经历不同的床层，反复实现 "聚集_分散_反应"过程，液滴表面在此过程中，不断更新，强化、均化了传质与反应，同时 推动气相流动，减少压降。
权利要求
一种螺旋式旋转床，包括螺旋状床层、液相分布管、外壳、气相入口、气相出口、液相入口和液相出口，其特征在于螺旋状床层为多孔材料制成，在轴向方向上形成螺旋形状，液相分布管设置在螺旋状床层轴向中央，液相分布管与液相入口相通，外壳两端设置气相入口和气相出口，外壳底部设置液相出口。
2. 按照权利要求1所述的螺旋式旋转床，其特征在于螺旋状床层通过传动机构与动 力装置连接。
3. 按照权利要求1所述的螺旋式旋转床，其特征在于螺旋状床层由若干层筛网制成； 床层迎风面附着薄板，或附着条型板。
4. 按照权利要求3所述的螺旋式旋转床，其特征在于所述的附着薄板，开设舌型槽缝 或I型槽缝，槽缝冲压而成，舌型板凸起。
5. 按照权利要求1所述的螺旋式旋转床，其特征在于所述的液相分布管同时做为床 层旋的转轴，轴呈中空管状，管壁上开设若干小孔。
6. 按照权利要求1所述的螺旋式旋转床，其特征在于所述的外壳由三段构成布气 箱、床层壳体和集气箱，布气箱上设置气相入口 ，床层壳体内设置螺旋状床层，集气箱上设 置气相出口 ，外壳底部设置集液箱，液相出口与集液箱相连。
7. 按照权利要求l所述的螺旋式旋转床，其特征在于螺旋式旋转床层安装在外壳内， 两端分别用轴承支撑。
8. 按照权利要求l所述的螺旋式旋转床，其特征在于螺旋式旋转床为多级并联结构。
9. 按照权利要求1所述的螺旋式旋转床，其特征在于所述的螺旋状床层由1头螺 旋 5头螺旋制成。
10. 按照权利要求1所述的螺旋式旋转床，其特征在于所述的螺旋状床层制成0. 2 4圈。
全文摘要
本发明公开了一种螺旋式旋转床，包括螺旋状床层、液相分布管、外壳、气相入口、气相出口、液相入口和液相出口等结构，螺旋状床层为多孔材料制成，在轴向方向上形成螺旋形状，液相分布管设置在螺旋状床层轴向中央，液相分布管与液相入口相通，外壳两端设置气相入口和气相出口，外壳底部设置液相出口。本发明的螺旋式旋转床适用于气液传质与反应，尤其适用于利用液相去除气相中有害成分、且气液比较大的气液传质与反应。该设备结构简单、占地面积小、传质效率高、压降低，可获得较长的气液两相接触路径，液滴表面实现强制更新，有利于气液传质于反应。
文档编号B01F3/04GK101721830SQ20081022835
公开日2010年6月9日 申请日期2008年10月28日 优先权日2008年10月28日
发明者唐本义, 彭德强, 李建军, 王丽君, 范纯杰, 齐慧敏 申请人:中国石油化工股份有限公司;中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院