[发明专利]旋流传质反应和产物分离方法与装置

摘要

本发明旋流传质化学反应与产物分离装置属于化工反应池(器)技术领域。包括传动装置3、针轮8、曝气装置9、喷液装置、配浆器10、轻相撇出器4、滗水器6。螺旋带等搅拌器能耗大,局限于起搅拌作用。本发明采用线材呈辐射状均匀密集排列分层迭置的针轮8做复合搅拌器,启旋能耗小,借助针轮8产生的稳定层序好的旋流分次序进行高效剪切曝气、药剂分散,提高了传质化学反应效率,同时依靠旋流离心来同腔完成或者同期进行澄清、浮选、分离产物。可以归并化工工艺设施,可以对废水处理设施综合化、归一化、车间化,并缩短处理时间。本发明用于中和、氧化、还原、酸碱盐反应、汽提、吹脱、结晶、气浮、混凝、萃取、及其产物分离工艺。

主权项

1、一种旋流传质反应和产物分离方法，用于曝气、气浮、汽提、吹脱一类传质与产物分离，用于中和、氧化、还原、酸碱盐沉淀一类化学反应与产物分离，用于结晶与晶体分离，其特征在于：第一步，浆液经过管道进入一个具有一定深度的轴对称形或近于轴对称形旋流仓[7]的底部中心，通过一个配浆器[10]分流，将浆液散布在不同半径的区域向上流动；第二步，浆液上流过程中，在旋流仓[7]下部采用静止的曝气装置[9]从分散的气孔向浆流曝气，分散输入有压空气、或蒸汽、或其它气体，气体以气泡形式在浮力作用下向上运动；第三步，在曝气装置[9]上部利用一种由线材呈辐射状紧密排列分层组合成盘状的针轮[8]转子同轴于旋流仓[7]旋转，使浆液以一定的速度旋转；第四步，从曝气头溢出的气泡被旋转的浆液剪切破碎，破碎气泡在旋转过程中向上移动，经过针轮[8]转子时，中心区域的气泡再次被针轮[8]剪切破碎，破碎气泡与浆液进行传质或化学反应，破碎气泡上行过程中又促进浆液中的乳化轻相聚集在气泡周围向上运动，实现溶解气体、或传递热量、或吸收热量、或气浮破乳、或释放出可挥发组分、或气—液化学反应；第五步，在浆液旋转过程中，浆液中的原始或/和新生重相颗粒受离心力作用向仓边缘富集后沉降，经过旋流仓[7]屏蔽板[11]的通道进入下部沉淀仓[12]，通过屏蔽板[11]的屏蔽与旋流分离，再用管道引出，收集处理；第六步，利用针轮[8]的离心力作用，在浆液表面形成一个中心下凹的自由面，使在气浮作用下向上运动到达浆液表层后的轻相颗粒—漂浮物自然向中心汇集，完成浮选；第七步，用一个漂浮在浆液上部中心的轻相撇出器[4]从凹液面中心表面将轻相撇出，与旋流分离，收集处理，完成轻相分离；第八步，经过传质或/和化学反应的液体从旋流仓[7]上部沿一环周区域从一个对称形或近于对称形的滗水器[6]流出，再集中于管道排出；第九步，从凹液面释放出的气体自然向外排放或用旋流仓[7]顶部的管道引出收集。