CN201768556U - 纤维液膜反应设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种纤维液膜反应设备，该设备包括沉降分离罐、筒体、纤维丝束、水相分布器、水相进口、烃相进口、烃相出口、出口挡板、集水包和水相循环孔，所述的水相进口和纤维丝束之间通过水相分布器连接，所述的水相分布器为莲蓬头式、单管式、排管式中的一种或几种。在烃相出口处设置了出口挡板。在水相循环口处设置了破涡器。在外筒体上部设置了放空口。采用了经过表面亲水性改性处理的金属纤维丝束。通过采用上述技术，可以有效提高纤维液膜反应设备的传质效率，缩短两相的分离时间，同时可以最大程度地减少两相相互夹带现象。另外，本实用新型还采用了内、外筒分体式结构，有利于设备的安装和改造。
Description
技术领域 本实用新型涉及一种高效传质设备，尤其是一种能提高水烃两相反应的传质效率和反应后两相分离效率的纤维液膜反应设备。
背景技术 纤维液膜反应设备可广泛用于石化、造纸、环保等行业的萃取、催化等传质反应过程。它通过采用增加两相的接触界面、缩短传质距离等方式，有效提高传质反应效率。该设备内部装有大量的纤维丝，利用两种液体表面张力的不同，使一种液体分布到纤维丝上，形成液膜；另一种液体分布在该液膜外层。两种液体在沿纤维丝同向流动的过程中，形成非弥散的大传质表面，既有很大的传质表面和较短的传质距离，又可避免分散混合传质带来的两相分离困难的问题，从而一方面提高了传质反应效率，另一方面缩短了两相分离时间，减少了两相相互夹带现象。
美国专利US3977829采用玻璃或不锈钢材质的纤维束作为两相传质界面的载体，但不能保证液体在纤维丝表面的均匀分布，易出现短路或沟流现象，影响传质效率。美国专利US3992156采用纤维束分束固定的方式，并在纤维束内用一种在一定间隔内带倒钩的纹丝对纤维束进行加固，但仍无法保证纤维束内液体的均匀分布。中国专利ZL02258985.6、ZL200620105959.2对纤维丝的形状进行了改进，但由于受到液体流入纤维束方式的限制，不能有效保证纤维束内液体分布的均匀性，从而对其反应传质效率产生不利影响。
发明内容 本实用新型的目的在于提供一种能够有效提高传质效率、缩短两相分离时间，同时可以最大程度地减少两相相互夹带现象的纤维液膜反应设备。
为了实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：
一种纤维液膜反应设备，该设备包括沉降分离罐、筒体、纤维丝束、水相分布器、水相进口、烃相进口、烃相出口、出口挡板、集水包和水相循环孔，其特征在于所述的水相进口和纤维丝束之间通过水相分布器连接，所述的水相分布器为莲蓬头式、单管式、排管式中的一种或几种。
所述的莲蓬头式水相分布器由变径管和弧形钢板组成，弧形钢板上分布有不同间距的直径为4～10mm的孔。
所述的单管式水相分布器在单根管底部开有长槽孔。
所述的排管式水相分布器由总管和支管焊接而成，在总管和支管上分布有不同数量、直径为4～10mm的孔。
所述的烃相出口处设有出口挡板。
所述的水相循环口处设有破涡器。
所述的放空口位于外筒体的上部。
所述的金属纤维丝经过表面改性处理，具有良好的表面亲水性。
所述的筒体采用内、外筒分体式结构。
本实用新型提供的上述纤维液膜反应设备，由于采用不同形式的水相分布器，保证了水相均匀分布在金属纤维丝束上，使两相传质表面大大增加，从而提高了传质效率。由于在烃相出口处设置了出口挡板，增加了两相在沉降分离罐内的停留时间，提高了沉降分离罐体的利用率。由于在水相循环口处设置了破涡器，保证了水相循环口水相界面的平稳。由于在外筒体上部设置了放空口，排出内、外筒体之间的气体，从而能够消除气相对液液传质效率的影响。由于采用了经过表面亲水性改性处理的金属纤维丝束，提高了水相在金属纤维丝束表面的成膜能力，进一步扩大了两相接触面积。通过采用上述技术，可以有效提高纤维液膜反应设备的传质效率，缩短两相的分离时间，同时可以最大程度地减少两相相互夹带现象。另外，本实用新型还采用了内、外筒分体式结构，有利于设备的安装和改造。本实用新型可广泛用于石化、造纸、环保等行业的高效萃取、催化等传质反应过程。
附图说明 图1是本实用新型纤维液膜反应设备的结构示意图。
图2是莲蓬头式水相分布器的结构示意图；
图3是图2的仰视图。
图4是单管式水相分布器的结构示意图。
图5是排管式水相分布器的结构示意图；
图6是图5的仰视图。
图7是破涡器的结构示意图；
图8是图7的俯视图。
具体实施方式 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型提供的纤维液膜反应设备实施例，由卧式沉降分离罐1、内筒体2、纤维丝束3、外筒体4、水相分布器5、水相进口6、烃相进口7、放空口8、烃相出口9、出口挡板10、集水包11、破涡器12和水相循环口13组成。其中，水相进口6和纤维丝束3之间通过水相分布器5连接；烃相出口9处设有出口挡板10，出口挡板10为折板式挡板；集水包11底部水相循环口13处设有破涡器12；放空口8位于外筒体4的上部；金属纤维丝束3是由若干直径为0.02～1.0毫米的金属纤维丝组成，金属纤维丝经过表面改性处理，具有良好的表面亲水性；内筒体2与外筒体4通过法兰连接。
如图2至图6所示，该纤维液膜反应设备中的水相分布器5为莲蓬头式、单管式、排管式中的一种或几种。所述的莲蓬头式水相分布器5由变径管和弧形钢板组成，弧形钢板上分布有不同间距的直径为4～10mm的孔。所述的单管式水相分布器5在单根管底部开有长槽孔。所述的排管式水相分布器5由总管和支管焊接而成，在总管和支管上分布有不同数量、直径为4～10mm的孔。
如图7、图8所示，该纤维液膜反应设备的水相循环口13处设置的破涡器12为十字形。
本实用新型提供上述的纤维液膜反应设备的工作过程为：水相介质从水相进口6经水相分布器5均匀分布在纤维丝束3的每根金属纤维丝上，并很快在表面亲水性良好的金属纤维丝表面铺展成水相液膜；烃相介质从烃相进口7进入，并在水相液膜表面与水相并流向下，两相流动速度的不同及两相之间的摩擦力，使得接触传质表面进一步增大，并得以不断更新，在此过程中发生两相之间的传质反应；两相流至纤维丝束3的末端时，由于金属纤维丝具有良好的亲水性及两相之间存在密度差，使得两相在沉降分离罐1中实现快速清洁分离；然后，水相介质经集水包11、破涡器12进一步分离、破涡后，从水相循环口13流出，烃相介质则通过出口挡板10从烃相出口9离开本设备。
上文中，参照附图描述了本实用新型的具体实施方式，并非用来对本实用新型进行限制。本领域中的普通技术人员能够理解，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，在本实用新型所提供的技术启示下，还可以对本实用新型的具体实施方式做出其它等同变型和改进，这些变更和替换都落在本实用新型权利要求书所限定的范围内。
Claims (9)
1.一种纤维液膜反应设备，该设备包括沉降分离罐、筒体、纤维丝束、水相分布器、水相进口、烃相进口、烃相出口、出口挡板、集水包和水相循环孔，其特征是：所述的水相进口和纤维丝束之间通过水相分布器连接，所述的水相分布器为莲蓬头式、单管式、排管式中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的纤维液膜反应设备，其特征是：所述的莲蓬头式水相分布器由变径管和弧形钢板组成，弧形钢板上分布有不同间距的直径为4～10mm的孔。
3.根据权利要求1所述的纤维液膜反应设备，其特征是：所述的单管式水相分布器在单根管底部开有长槽孔。
4.根据权利要求1所述的纤维液膜反应设备，其特征是：所述的排管式水相分布器由总管和支管焊接而成，在总管和支管上分布有不同数量、直径为4～10mm的孔。
5.根据权利要求1至4任一所述的纤维液膜反应设备，其特征是：所述的烃相出口处设有出口挡板。
6.根据权利要求1至4任一所述的纤维液膜反应设备，其特征是：所述的水相循环口处设有破涡器。
7.根据权利要求1至4任一所述的纤维液膜反应设备，其特征是：所述的放空口位于外筒体的上部。
8.根据权利要求1至4任一所述的纤维液膜反应设备，其特征是：所述的金属纤维丝经过表面改性处理，具有良好的表面亲水性。
9.根据权利要求1至4任一所述的纤维液膜反应设备，其特征是：所述的筒体采用内、外筒分体式结构。
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