超重力旋转填料床最新研究进展

化学工程与装备

Chemical

Eagineering&Equiimeng

2008年第4期

2008年4月

超重力旋转填料床最新研究进展

栗继宏,刘有智

(山西省超重力化工工程技术研究中心,山西太原030051)

摘要:本文对旋转填料床结构的研究进展进行了评述,具体介绍了几种常见和新型的旋转填料床工作原理并进行了对比,最后对旋转填料床的发展趋势与侧重点做了简要分析.关键词,旋转填料床;超重力;逆流;错流;折流;撞击流中图分类号:TQ02t.4文献标识码:A

旋转填料床(RotatingPack酣Bed)是20世纪80

分离反应技术更为广阔的应用范围。因此,吸引了各国公司和大学对其进行研究,我国在1985年才开始对旋转填料床技术及设备方面进行相关研究研制,经过20年的发展,现已取得了较大的进展。1.1超重力旋转床的结构及原理

.超重力旋转床自诞生以来,其结构得到了不断的发展。超重力旋转床的主要结构包括外壳、转子和液体分布器,设备的核心部分是转子。其主要作用是固定和带动填料旋转,实现良好的气液接触与微观混合。超重力旋转床按气液接触方式分为逆

年代发展起来的一种新兴、高效气液传质设型卜到。

其工作原理是在填料床中环以数百至于倍重力(超

重力)的离心力作用下,液相在填料表面形成液膜,

液膜快速向外环流动,液膜厚度急剧减小,载体湿

润面积增加,相界面积增加导致了由液相控制的传

质、传热和反应过程得到极大的强化.传质单元高

度降低了l一2个数量级,并且显示出许多传统设备

所完全不具备的优点。从而使巨大的塔器变为高度不到2m的超重机pJ。因此,超重力技术被认为是强化传递与多相反应过程的一项突破性技术,被誉为“化学工业的晶体管,吐¨J。1旋转填料床研究进展.

1976年,美国国家宇航局在太空进行了气.液两

流、错流、撞击流和折流等,根据填料转子的摆放位置可分为立式和卧式。基于超重力旋转床的结构。其处理物系是多种多样的.根据不同需要可以

是气液或液液两相,亦可以是气液固三相,无论如何变化,超重力旋转床总是以气液、液液两相或气液固三相在模拟的超重力场实现“三传一反”的强化过程。

相间的传质实验,结果发现在完全失重Cg=o)的条件下,气液间传质不能实现。受此传质实验的启发.

英国帝国化学工业公司(ICI)以Ramshaw教授为首的课题组经过数年的研制,设计出了新型的传质设

逆流结构以丝网填料旋转床为代表,结构如图

1.1【15l所示。由丝网填料构成的环状填料床(简称转鼓)

备一超重力装置亦叫旋转填料床(RotatingPacked

Bed..简称RPB)或旋转床或超重机,申请了被称为“Higee”的多项专利【6 ̄10l,从此揭开了国内外学者

在电机的带动下以每分钟数百至数千转的转速旋转。

强制气体由气体进口管导入外腔,在压力作用下自转鼓周边进入床层,经过填料进入内腔,从中心排出;液体由位于转鼓内腔的静止液体分布器均匀喷洒在

研究超重力技术的序幕IlH41。

由于旋转填料床具有体积小j重量轻、能耗低、易运转、易维修、安全、可靠、灵活等优点,它一旦在某个行业部门工业示范成功后,就能较快得到推广。并且该设备还具有不怕震动,可以任意方位安装,物料在设备内停留时间短,适合于快速反应和选择性吸收等特点。因此。还可用于-二些传统技术所不能胜任的场合,使这项新技术有着较传统的

转子内缘匕进入床层。在高速旋转产生的离心力作用

下,由转鼓内缘沿径向向外流动,碰到静止的器壁后

落下,从位于底部的液体出口排出。在此过程中,由

于强大的离心力的作用。液体在高分散、强混合及界面快速更新的环境下与气体充分接触,极大地强化了传质和反应过程。

万方数据 

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