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超重力反应器结构与类型

浏览: | 发布日期:2022-6-3 10:35:29

超重力装置结构主要包括转子、液体分布器和外壳等。超重力设备可分为单轴结构和双轴结构,其中单轴结构按气、液接触构件的结构形式可分为旋转填料床(逆流、错流和并流)和折流床,双轴结构分为分裂填料旋转床(SR-RPB)和气流对向剪切旋转填料床(CAS-RPB)。

旋转填料床在转子内装载大量填料作为相间接触构件。填料由转子装载和固定,装填的填料可以是规整填料,或是随意堆积的散装填料,也可以是按某种结构设计的形状等,填料在动力驱动下进行高速旋转。液体从液体分布器均匀喷洒在填料内缘,在填料高速旋转产生的离心力作用下,以液滴、液丝和液膜的形式由填料内缘沿径向向外流动。气体在压力作用下穿过旋转的填料层,与液体在填料表面和内部进行密切接触。填料不仅为气液接触提供较大的传质表面,还通过高速旋转来改善气液分布、增强气液的分散及混合效果,为提高过程的传递效率、减少流动阻力及特殊产品的制备提供了重要支撑。

旋转填料床作为一种新型高效的传质设备已有较多研究,普遍认为旋转填料床对传质过程中的液相传质系数的提高较为明显,但对于传质过程中的气相传质系数影响不大,基于强化气膜控制的传质过程,传统旋转填料床的结构研究者则提出了许多新型双轴结构旋转填料床以改善和强化对气膜控制的传质过程。

在普通旋转填料床中的液相传质系数比传统塔有效地提高了数倍至数十倍,但对气相传质控制过程的传质系数与传统塔气相传质系数相当,这主要是由于旋转填料床中高比表面积填料对气体的曳力作用不足,造成气体与填料间的相对滑移速度较小,气体几乎随旋转填料床中的填料同步旋转,和传统塔一样以“整体”或“股”经过填料层,气体的湍动程度较小,相界面得不到快速更新,不能有效地强化气膜内的传质过程。而且传统单轴旋转填料床存在着液体分布不均的现象,使得气相传质过程得不到强化。为此,研究学者对普通旋转填料床转子结构进行改装以强化气相传质过程。其中最具代表性的为Chandra A等提出一种新型双轴转子结构旋转填料床—分裂填料旋转床(Split Packing Rotating Packed Bed,SP-RPB)。


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