[发明专利]膜气体分布器

说明书

本发明为一种膜气体分布器，具体涉及到在化工生产及其它领域中所应用的各种气液接触设备中的气体分布器。属于化工分离及反应设备领域。

在化工生产及其它领域中，如在气体吸收、气液反应过程中等，存在许多气液接触设备，在这些气液接触设备中，气体在液相中的溶解与传递常常制约着整个过程的生产能力。因此已经开发了不同形式的气体分布器，以改善气液接触设备中的气液分散状况，强化其气液间传质能力。目前广泛使用的气体分布器主要是筛板和喷嘴。筛板气体分布器是指在一平板上钻有按某种规则排列的一定大小的孔，一般是通过机械方法加工，孔径通常不小于0.5mm。这种气体分布器虽然结构简单，但使用这种分布器生成的气泡较大，直径一般在1cm左右，因而使用这种气体分布器时气流接触设备内的气液相间传质比表面积低，这就限制了设备的气液相间的传质能力。喷嘴分布器可以有不同的结构，但基本原理都是气体或气液两相在高速下通过喷嘴，借助气液相急剧扰动达到气液分散的目的。使用这种分布器虽然可以获得比较好的气液分散效果，但由于必须使气相或气液两相高速通过喷嘴，所以操作能耗也比较高。

本发明的目的就是开发一种新型气体分布器，利用这种分布器获得细小均匀的气泡，并改善气液接触设备内气液分散状况，强化气液传质能力，从而在较低的能耗下达到较高的传质能力。

本发明为一种膜气体分布器，是由经过表面处理的微孔膜、连接件、法兰及进气口组成，膜固定在连接件上，并与法兰连接在一起，膜与连接件之间的空间构成进气腔室，整个膜气体分布器可通过法兰方便地与气液接触设备相连。所说微孔膜可以是金属膜，也可以是高分子膜，可以是管状膜，也可以是平板膜，微孔径最好为0.1到10微米。

现在对本发明进行详细描述。图1为本发明的膜气体分布器的结构图。图中1为作为气体分布介质的微孔膜，2为用于安装和固定膜的连接件，其形状、规格应根据所选用的膜进行设计;3为法兰，用于与气液接触设备相连接;4为进气口。膜的内侧与连接件一起构成进气腔室5。使用时气体由进气口4进入进气腔室5，在一定的压力下通过膜1的微孔形成细小均匀的气泡进入气液接触设备。用于制造连接件、法兰等部件的材料、规格可根据实际应用场合进行选择，构成不同类型的膜气体分布器，以适应于各种气液接触设备。由于膜气体分布器采用孔径很小的膜材料作为气体分布介质，气体通过阻力比较大。因此用于制造膜气体分布器的膜材料均须经过表面处理，以减小气体通过阻力，降低操作能耗。

图2为本发明的一个实施例的结构图。该实施例共采用4根经过表面处理的管状金属微孔膜，构成多管式膜气体分布器。图中6为管状金属微孔膜，该实施例设计了中心进气腔室9和环隙进气腔室10两个进气腔室。对应于中心进气腔室，使用一根管状微孔膜;对应于环隙进气腔室使用三根管状微孔膜，彼此间成120度。由于该实施例设计了中心和环隙两个进气腔室，所以它既可以从中心进气腔室时气，也可以从环隙进气腔室时气;即可分别用于中心气升和环隙气升式内环流反应器，也可以用于鼓泡反应器。图中7为连接件;8为法兰;11为中心进气口;12为环隙进气口。

图3为本发明的另一实施例。图中13为经过表面处理的平板金属微孔膜，对于这种平板膜，可将其接与连接件14及法兰15焊在一起。该实施例也设计了中心进气腔室16和环隙进气腔室17，与图2所示实施例相似，该实施例可用于中心气升式内环流反应器，环隙气升式内环流反应器及鼓泡反应器。18为中心进气口，19为环隙进气口。

图4为本发明的又一实施例，该实施例选用孔径均一的经过表面处理的聚酯核孔膜21作为气体分布介质，由于膜材料本身较薄，所以上下两侧分别用筛网20和筛板22支撑。图中23为法兰;24为连接件;25为进气腔室;26为进气口。

本发明达到了预期的效果。对于本发明的几种实施例，分别在不同形式的气液接触设备中对其气液分散性能和传质能力进行了检测，结果证明使用本发明的膜气体分布器确实可以得到细小均匀的气泡，从而改善气液接触设备中的气液分散效果，强化气液传质能力。