式旋转床的流体力学与传质性能研究

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1、式旋转床的流体力学与传质性能研究第28卷增秘（1）现代化工撼xien1（强emiea1h1瞄吟June2008?21?糊8笨6冈折流式旋转床的流体力学与传质性能研究王广全，徐Z超，俞云良，计建炳（浙江工业大学化学工程与材料学院，浙江杭州310014）摘要：开发了一种新型的旋转设备一一折流式旋转床，其转子由动部件和静部件组合而成。与传统的旋转填料床相比.折流式旋转床易于实现连续精憾过程的中间进料，同吋可方便地将多个转子同轴安装在一个壳体内，成倍提高单台设备的分离能力。对折流旋转床的流体力学和传质性能进行了实验研究，结果表明折流式旋转床具有良好的流体力学和传质性能。

2、目前折流式旋转床已经成功应用于化学工业中的气液接触过程.尤其是连续精憾过程中。关键词：折流式旋转床；压降；传质；精憎中圈分类号：0351・2；TQ021.4文献标识码：A文章编号：0253.4320(2006)S1—0021—04Study0nhydrodynmicandmasstraDsfer(Institute0f01咖i脚EngiI咖andME鼬Science,不同咄UniversityTechnology,H日1咖310014,China)0fnovelkindof形伽Guang—qutm,XU腓cMo,III胁Zi取，J1胁6埋mta她eql1ip姗w

3、kning嫡乒agbed(R四)isde帆1E卩ed,whichwiththeconventionalthe8epsrslk)n0f■1sperformanceofrotaeng五乎鹏bedAbs卩崩：Absmzc■peqp①上oedss一M=sxo・§A丁昌蔷溫eQq4・JQdEIq【IIuI・8u古呈>u-s」o4o」qIdp-nEUOI4e-二-SIP8UIoaQQJQ4e-PQEJQ4u一ffi目E皋怒A--蚩qlueuodeEX)??-蛊吕eM口【ItoIqE8」oIEqlmcM0N・屢色昌Bod8田皋-0>Hpup。一一起一pAEws^gffiqxs

4、oo^A-I-Iqeo-dll-nUIBs①pa0a」gaspD8s9皓inK巧words：00枷ng娥bed；ptesstn七士叩；m鹏Dod卩崩缸Ltr嶂函t1旋转填料床目前，化工过程强化已成为国内外化学工程领域的研究热点・・・1。过程强化是指在实现既定生产目标的前提下，运用新技术和新设备，大幅度减小设备体积，减少装置的数目，显著地提高能量效率，大大地减少废物和副产品的产生［2】2。过程强化的概念是由英国帝国化学公司（ICI）于20世纪70年代首次提出［3f,同时最早的过程强化技术一一超重力技术也随之诞生。超重力技术的核心是利用离心场来代替重力场进行反应和分

5、离过程，旋转填料床…4是超重力技术应用的典型例子，其结构如图1所示。图1旋转填料床的结构简图（垂直转轴）但转子结构也决定了其存在着单个转子无法实现中间迸料，单台设备分离能力有限，难于实现单壳体内多转子同轴串联等缺点。液体在转子内被分散成极小的液滴或极细的液丝，因而产生了极大的液体表面积，曲折的流动通道又加剧了液体表面的快速更新，为气液两相间的充分接触创造了良好的条件。旋转填料床作为高效的气液传质设备,与传统的塔器相比具有很多优点［5］5,收稿日期：2008-04—232折流式旋转床的结构针对旋转填料床的缺点，本课题组研制了折流式旋转床'6—8J,并己成功应用于化

6、学工业的连续精基金项目：浙江省自然科学基金项目(Y40623

7、9)资助作者简介：王广全(1978—)，男，博士，讲师，从事传质与分离工程以及超重力过程强化技术方血的工作，0571—88320053,曲@zjot.edo・硼嘲@2j1吐.edu.饥o万方数据?22?现代化工第28卷鲂秘(1)馆过程［9—11

8、o折流式旋转床的结构如图2所示，转子是动、静部件相结合的结构，动部件为动盘和动圈，静部件为静盘和静圈，动、静圈之间的环隙空间与静圈和动盘以及动圈和静盘之间的缝隙，提供了气液流动的曲折通道。液体在动静圈Z间经历了多次分散一聚集的过程，即液体首先被动圈通过小孔分散

9、成极细的液滴并甩向静hul,然后液滴聚集在静圈上，在重力作用下流到动盘上。转子屮气液两相总体上呈逆流接触，而在动静圈Z间气液接触过程可以分为2步：第1步为液相的分散过程，即液体甩离动圈而向静圈运动，与环隙中的气体错流接触；第2步为液相的聚集过程，即静圈上的液休由于气体带动和重力作用旋转向下运动，与环隙屮旋转向上的气体逆流接触。由图2可以看出，折流式旋转床省掉了图1中的动密封，可方便地在转子径向上设置进料口。另外折流式旋转床转子内气液的接触时间较长，因而单个转子的分离能力显著提高，且易于实现图3所示多层结构，从而成倍的增加单台设备的分离能力。折流式旋转床有效地克服

10、了填料旋转床的缺点，因而