[发明专利]高效旋转精馏床

说明书

技术领域

本发明涉及一种精馏装置，具体为一种提高气、液强化传递过程与传递效率的高效旋转精馏床。

背景技术

精馏是一传质、传热过程，工业上常通过强化气、液的微观混合，来提高气、液的接触面积和延长气、液的接触时间，提高设备的分离能力。对石油化工、煤化工、制药、冶金、轻工业、火炸药行业等气、液接触的吸收、精馏、解吸、化学反应等场合有着广泛的应用。

近年来，出现了利用旋转床产生的离心力场强化传递与反应的技术。它从提高单位容积内的相接触面积及设备操作的液泛限等方面极大地强化了传质强度。使得几十米高的塔缩小成高不过2米的旋转床，这对于传统的传质、传热技术是突破性的进展。如美国专利US4382900公开的一种离心气液分离装置，苏联专利SU127408公开的以精馏为应用目的的旋转床装置，中国专利CN1059105A及CN1686591公开的旋转床超重力场强化传递与反应装置和多层超重力旋转床装置等，均属此类。

美国专利US4382900的结构包括固定机壳，内设有盘状转子，转子上装有环形填料层，中心进液管下伸入环形填料层中间部分的液体分布器，环形填料内、外环面上开有气、液孔，其它部分保持密闭，液体从填料内环面的孔进入填料，在超重力场下，沿径向扩散，气体从机壳侧面的进气管进入，在压力梯度的作用下，由环形填料外环面进入填料，在填料中，气液相逆流接触，传递或反应后，气体由排气管排出，液体被甩出填料，从机壳底部的排液管排出。

苏联专利SU127408所示旋转床是出于精馏操作的目的。主要构造是在转子上布置了二层填料层，即远离转子中心的填料层用作提馏段，接近中心的填料层作为精馏段。在精馏段与提馏段之间设置原料进液管，而将液体回流管安置在转子中心处。该专利添加第二层填料，实现一床精馏。

中国专利CN1059105A所示的旋转床是在旋转床中心处添加了加了一环形或圆柱形旋转件，利用离心力场来除掉气中夹带的液体，同时采用多种形式的进液管形式，提高了操作气速，均匀了液体分布，强化了传质效果，进而提高了生产能力。

中国专利CN1686591所示的折流式旋转床，其核心部件为上下相嵌的由不同直径同心圈所构成的折流盘；位于上方的折流盘固定在壳体上，为静折流盘；与静折流盘相配套的是相嵌在其下方的动折流盘，动折流盘固定在旋转轴上并与轴一起转动。气体由进气口进入腔体，沿动、静折流盘的间隙曲折地由外缘向中心流动，最后经出气口离开床体；液体从进液口进入，由引导管(引流至动折流盘的中心，随后被一系列旋转的动圈甩向相应的静圈，最后在腔体内收集后由出液口流出。

前三篇文献均为单层(轴向)填料，在一定处理量下，要想提高设备的传递能力(或分离效果)，只能通过加大设备的直径来完成。设备直径加大带来的不足是：(1)旋转床转子内、外径相差太大时，即液体流通的横截面积相差太大，容易出现两种情况：一是转子内径处液体易充满整个横截面，导致气体流动不畅通，同时，液沫夹带现象严重；二是在接近转子外缘处，液体不能将填料完全润湿，气体容易走捷径，致使旋转床传质效率降低；(2)转子在旋转运动中扭矩增大，轴及轴承的负荷加大，在设备长期运行中，动平衡难以维持，同时，轴及轴承也易损坏。

中国专利CN1686591对上述文献的基础上作了改进，可以通过加大设备轴向高度来提高传递能力。但由于折流盘上折流板之间的空间较大，气体流动过程中是充满全部通道的，而液体只能润湿折流盘折流板的内侧，也就是说液体与逆流来的气体只能在折流板的内侧进行传质传热，而折流板的外侧及空隙通道则几乎不能被利用，大大降低了旋转床的强化传递效果。同时，由于整个过程中气液均为逆流流动，在床的中心处，气体流速较大，易出现液沫夹带和液体淹床现象。

发明内容

本发明为了解决现有技术中存在的设备分离能力低，气液交流效果差，易出现液沫夹带和液体淹床现象等问题而提供了一种高效旋转精馏床。

本发明是由以下技术方案实现的，一种高效旋转精馏床，包括上部带有气体出口，下部带有气体进口、液体出口的壳体，壳体内设有至少一层由转轴带动的旋转填料床，旋转填料床由开有通孔的下支撑盘片和环状的带有通气孔的上盘片以及内转鼓、外转鼓构成，其中环状的上盘片和内、外转鼓以及下支撑盘片构成环腔，环腔内装有填料，在每一层旋转填料床上部的壳体上装有进料管，进料管的液体分布器位于环腔内侧，壳体内设有受液盘，受液盘位于下支撑盘片下方，在受液盘上方的壳体上设有降液管。