[实用新型]气动涡流式超重力场反应装置

说明书

本实用新型涉及一种用于化工生产或废品净化过程中强化传递的气动涡流式超重力场反应装置，特别是用于包括两相或多相物系的传递反应过程。如汽一液、液一液、汽一液一固各物系的相际间的物理化学反应。

常规的传质设备中，物质的相间传递和反应效果除了与参加反应的汽液固相自身的物化性质、湿度、压力等因素有关外，还与相间接触面积的大小、流动状况以及相对速度有关。传统的设备(如填料塔、板式塔、网膜塔等)中，液相是靠重力自然地由上而下流动，因此液膜厚、流速低、停留时间长，这对液相控制的传质过程和选择性吸收是很不利的，对气相由于受浮力因子的限制，液泛点的气速比较低，这对于强化气相控制的传质过程，减小设备体积也是不利的。

近年来针对上述问题，人们开发出一类称为旋转填充床的超重力场装置(简称超重机)。是一种用离心力强化传递与混合过程的设备，这类设备的典型结构特征为由密封机壳和一个可高速旋转的环行填充床组成，在转子的环形填料层中间设有液体分布器，液体从填料内环而进入填料，机壳的侧面开有进气孔，在压力梯度的作用下，气体由环形行填料外环而进入填充层，在填料中汽液相逆流接触。该类设备在运行时可产生稳定可调的离心力场使浮力因子提高1～3个数量级，液体在超重力场中由于受到巨大的剪切力的作用，被拉成极薄的膜，很细的丝和微小的滴，表面被迅速更新，产生巨大的相间接触面积，因此极大地提高了传质速率，也提高了泛点气速。这一切对强化传质过程都非常有利，并可大幅度地减小设备体积，降低投资。由于具有优良的特征，解决了许多在常重力场下难以解决的问题，因此在吸收、解析、蒸馏等分离过程中应用已取得突出的成果。但是，因为超重机是以动代静，以机代塔，所以就必须解决机器的动密封，机械运转的稳定性、可靠性、长期性和维护等问题，尤其是处理大量物料时，旋转填充床不易做的太大，以多个小型机替代，则投资、动力消耗、运行管理都会骤增，另外因动平衡的原因，旋转填充床的转速也不能太高，这些问题都直接制约了超重机的推广应用，且这类设备只利用了离心力场的作用，对旋流体中心区(涡核区)的特性未能考虑。

本实用新型的目的是提供一种气动涡流式超重力场反应装置，使其以静代动，彻底解决因机械运动所存在的问题；充分利用旋转流体的特性，进一步提高反应效率；并能适用于多相物流在超重力场中参加反应的装置。

本实用新型的目的是这样实现的，一种气动涡流式超重力场反应装置，其特征在于至少设有一个反应室，于反应室上设有连续相进口；反应室内设固定支撑体，于该支撑体上设有可附着反应物的载体，该连续相进口与该载体切向设置；反应室的对应处设有布液器；于最后一级反应室的后部连接一分离室，该连续相出口设于分离室；每室间由隔板区隔，并由隔板的间隙相互导通；在本装置下部设集液箱和出料口。

上述的支撑体上设有的载体可为一网膜，该网膜可为涡旋状、片板状或多层复合式，也可为环形、星形、螺旋形、翼形。所述的载体可为蜂窝填料或填充床。该的连续进相进口呈现收敛状，其收敛状的连续相进口内设有间隙调整装置。反应室可呈串连两个以上，其间由隔板分开，并由隔板周边的间隙导通，集液箱可设于反应室的下端，于该集液箱与反应室间设有排液狭缝。该集液箱也可设于分离室的下端，于该集液箱与分离室间设有排液狭缝。所述的反应室可上，下串联设置两反应室间设有分隔板，由隔板上的通孔上互导通，分离室可设于上层反应室的上端，连续相出口设于分离室的上端，布液器设于支撑体上附着反应物的载体的上端。

本实用新型的工作原理是，本实用新型的基本主体结构为一个包括连续相进口、布液器、反应室、分离室、及连续相出口的装置，在该装置下部设集液箱和出料口；反应室中装有固定支撑体，于该支撑体上设有可附着反应物的载体，如中空的涡状网架或填料床等，该连续相进口与该载体切向设置；反应室与分离室由一档板隔开。设备运行时，(以气体作连续相为例)，气流由置于反应室一侧切向设置的连续相进口导入，并在反应室内高速旋转形成一个稳定的超重力场，其转速可由风机风压和位于进口内的间隙调整装置控制，连续相可以是反应气体本身，也可以仅作为动力。反应液由布液器均匀喷向网架形成液膜，由于气流的高速切割运动，反应物载体的表面受到压力，液膜不断变薄直至撕碎、雾化并迅速形成微粒状分散体系。为反应物的相间传质提供了极大的且不断更新的接触表面，传质系数显著增大，反应速率也相应加快。再加上该装置强烈均匀的搅拌作用及高速流体对分散体系的悬浮作用，都为物系间的吸收、吸附、催化转化、能量转换和相间物质传递提供了充分的必要条件。