CN107930165A - 一种飞溅式连续单元操作装置 - Google Patents
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Abstract
一种飞溅式连续单元操作装置,装置中心设有两端贯穿的转轴,转轴上串联连接有由上到下呈层状排列的一组抛液盘,抛液盘的上部设有加热盘,加热盘下方设有同圆心多级的环形加热管簇,每级环形加热管簇由多根同圆心的单根圆形环管组成;最上一层的加热盘的上端面上设有液体物料进口管;最下一层壳体的侧面和底面分别设有蒸发气体出口和液体物料出口;装置内物料混合快速均匀,无返混;传热效率高,传质效果好;液体物料体在装置内停留时间短;无物料残留;结构简单紧凑;可用于化学反应、物料蒸馏、蒸发、萃取、解吸、换热,气体吸收、空气降温加湿等化工生产及其它领域的多项单元操作;具有较强的自我清洗能力;常压、负压、正压状态下均可操作。
Description
技术领域
本发明涉及一种连续单元操作装置,具体地说是一种飞溅式连续单元操作装置。
背景技术
在化工、医药等多种行业生产中,“三传一反”是单元操作的重要过程,本发明提供了一种结构简单紧凑,传热效率高,传质效果好,每级上的物料混合快速均匀,各级间的物料无反混,物料在装置中停留时间短、无残留及自我清洗能力较强的单元操作装置,在常压、负压、正压状态下均可操作。
发明内容
本发明提供了一种结构简单紧凑,传热效率高,传质效果好,每级上的物料混合快速均匀,各级间的物料无返混,物料在装置中停留时间短、无残留及自我清洗能力较强的单元操作装置,在常压、负压、正压状态下均可操作。
本发明采用的技术方案是:一种飞溅式连续单元操作装置,其特征在于:装置中心设有两端贯穿的转轴,转轴上串联连接有由上到下呈层状排列的一组抛液盘,抛液盘的上部设有加热盘对整体装置进行加热,加热盘下方设有同圆心多级的环形加热管簇,每级环形加热管簇由多根同圆心的单根圆形环管组成;最上一层的加热盘的上端面上设有液体物料进口管,液体物料进口管的末端伸入壳体内;最下一层壳体的侧面和底面分别设有蒸发气体出口和液体物料出口;所述抛液盘在转轴的带动下旋转并将液体物料向径向的斜上方甩向环形加热管簇,环形加热管簇一方面起加热作用,另一方面对液体物料起撞击破碎与折向作用,液体物料被撞击成微小颗粒,一部分微小颗粒折向加热盘的底面,未气化的液体物料从加热盘底面及环形加热管簇上落下时,又经高速旋转的抛液盘的坡面再次撞击后,重新形成高速运动的微小颗粒,微小颗粒撞击环形加热管簇和加热盘的底面进行加热并汽化,另一部分仍附在抛液盘表面上的液体物料被径向向斜上方甩向下一级环形加热管簇。装置内的液体物料呈多级高速运动状态的微小颗粒,经与已蒸发的气体进行气液两相间的传质,保证操作后的气相中的气体为尽量纯的低沸点物料,蒸馏浓缩液中保留高沸点物料。
进一步的,所述抛液盘包括在抛液盘的径向方向上布置的多级旋转叶轮,每级旋转叶轮由多个在叶轮周向方向上均匀布置的叶片组成,叶片的叶面为向上的坡面或弧面,叶面在径向方向上均匀设有多个挡条,挡条使得液体物料沿叶面径向向斜上方甩出。
进一步的,每级环形加热管簇由中空的多根同圆心的单根圆环型管组成;壳体的一端开有环状加热管载热体进口,另一端开有加热管载热体出口,热介质从环状加热管载热体进口进入环形加热管簇中,再从加热管载热体出口流出。
进一步的,所述环形加热管簇对整体装置有加热效果,并对抛液盘径向抛出的液体物料起到破碎成微小颗粒与折向的作用,如果单元操作只需起破碎和折向作用时,环形加热管簇可制成环形档圈的形式而不需具备加热功能。
进一步的,所述加热盘为中空的,其一端开有加热盘载热体进口,另一端开有加热盘载热体出口。
本发明的有益效果和特点是:(1)该装置每级抛液盘上的物料可经抛液盘的旋转快速混合均匀,物料无返混、进液量与换热量易于控制,适用于对急剧化学反应的控制;(2)该装置传热效率高,传质效果好,蒸馏量大,适用于物料的蒸发与蒸馏;(3)液体物料体在装置内停留时间短,适用于热敏物料的生产操作;(4)操作完后装置内无物料残留,适用于有毒有害物料的生产操作;(5)直接在装置的底侧连接接出气管道,而不是在设备上部设置接气管道,气体从装置的底侧部出,降低整体的装置总高度;(6)可用于化学反应、物料蒸馏、蒸发、萃取、解吸、换热等;(7)在装置顶部增开气体进口后,还可用于进行气体吸收、空气降温加湿等化工生产及其它领域的多项单元操作;(8)由于抛液盘旋转带来的离心作用,该装置具有较强的自我清洗能力;(9)该装置在常压、负压、正压状态下均可操作。
附图说明
图1为本发明较佳实施例的整体结构示意图;
图2是图1抛液盘(编号为4)的结构示意图;
图3是图1抛液盘(编号为4)的另一种结构示意图;
图4是图3中单个叶片(编号为411)的结构示意图;
图5为图1中环形加热管簇(编号为3)的结构示意图;
图中标号分别表示:1-转轴、2-加热盘、3-环形加热管簇、4-抛液盘、41-旋转叶轮、411-叶片、412-叶面、413-挡条、5-壳体、6-液体物料进口管、7-蒸发气体出口、8-液体物料出口、9-加热盘载热体进口、10-环状加热管载热体进口、11-加热盘载热体出口、12-环状加热管载热体出口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行进一步说明:
请参照图1,一种飞溅式连续单元操作装置,装置中心设有两端贯穿的转轴1,转轴1上串联连接有由上到下呈层状排列的一组抛液盘4,每层抛液盘4的四周设有壳体5,抛液盘4的上部设有加热盘2(加热方式可采用电加热或通入热介质),加热盘2下方设有同圆心多级的环形加热管簇3(加热方式可采用电加热或通入热介质),每级环形加热管簇3由多根同圆心的单根圆形环管组成;最上一层的加热盘2的上端面上设有液体物料进口管6,液体物料进口管6的末端伸入壳体5内;最下一层壳体的侧面和底面分别设有蒸发气体出口7和液体物料出口8;所述抛液盘4在转轴1的带动下旋转并将液体物料径向向斜上方甩向环形加热管簇3,环形加热管簇3一方面起加热作用,另一方面对液体物料起撞击破碎与折向(即改变方向)作用,液体物料被撞击成微小颗粒,一部分微小颗粒折向加热盘2的底面,未气化的液体物料从加热盘2底面及环形加热管簇3上落下时,又经高速旋转的抛液盘6的坡面再次撞击后,重新形成高速运动的微小颗粒,微小颗粒撞击环形加热管簇3和加热盘2的底面,另一部分仍附在抛液盘4表面上的液体物料被径向向斜上方甩向下一级环形加热管簇3。
作为一种优选的加热方案,所述加热盘2为中空的,其一端开有加热盘载热体进口9,另一端开有加热盘载热体出口11,热介质从加热盘载热体进口9进入加热盘2中,再从加热盘载热体出口11流出。
请参照图2~图4,所述抛液盘4包括在抛液盘的径向方向上布置的多级旋转叶轮41,每级旋转叶轮41由多个在叶轮周向方向上均匀布置的叶片411组成,叶片411的叶面412为向上的坡面或弧面,叶面412在径向方向上均匀设有多个挡条413,挡条413使得液体物料沿叶面412径向向斜上方甩出。
请参照图5,作为一种优选的加热方案,每级环形加热管簇3由中空的多根同圆心的单根圆环型管组成;壳体5的一端开有环状加热管载热体进口10,另一端开有加热管载热体出口12,热介质从环状加热管载热体进口10进入环形加热管簇3中,再从加热管载热体出口12流出。
本装置的工作过程如下:如图1所示,液体物料从液体物料进口管3进入壳体5内,被高速旋转的抛液盘4甩向环形加热管簇3,在加热盘2和环形加热管簇3的加热作用下,液体物料一部分变为蒸汽,在完成同层上的各级过程后,蒸汽和未蒸发的液体物料在多层抛液盘4的离心力与重力作用下,进入下一层,并逐级重复进行上述相同的运行过程,最后蒸汽从最底一层的蒸发气体出口7出;液体物料从液体物料出口8出。
本装置可用于化学反应、物料蒸发、蒸馏、解吸、萃取、换热;在装置顶部增开气体进口后,还可用于进行气体吸收、空气降温加湿等化工生产与其它领域的单元操作,该装置在常压、负压、正压状态下均可操作。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的结构关系及原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种飞溅式连续单元操作装置,其特征在于:装置中心设有两端贯穿的转轴(1),转轴(1)上串联连接有由上到下呈层状排列的一组抛液盘(4),抛液盘(4)的上部设有加热盘(2)对整体装置进行加热,加热盘(2)下方设有同圆心多级的环形加热管簇(3),每级环形加热管簇(3)由多根同圆心的单根圆形环管组成;最上一层的加热盘(2)的上端面上设有液体物料进口管(6),液体物料进口管(6)的末端伸入壳体(5)内;最下一层壳体的侧面和底面分别设有蒸发气体出口(7)和液体物料出口(8);所述抛液盘(4)在转轴(1)的带动下旋转并将液体物料向径向的斜上方甩向环形加热管簇(3),环形加热管簇(3)一方面加热,另一方面对液体物料起撞击破碎与折向作用,液体物料被撞击成微小颗粒,一部分微小颗粒折向加热盘(2)的底面,未气化的液体物料从加热盘(2)底面及环形加热管簇(3)上落下时,又经高速旋转的抛液盘(6)的坡面再次撞击后,重新形成高速运动的微小颗粒,微小颗粒撞击环形加热管簇(3)和加热盘(2)的底面,另一部分仍附在抛液盘(4)表面上的液体物料被径向向斜上方甩向下一级环形加热管簇(3),在完成同层上的多级过程后,蒸汽和未蒸发的液体物料在抛液盘(4)的离心力与重力作用下,进入下一层,并逐级重复进行上述相同的运行过程。
2.根据权利要求1所述的飞溅式连续单元操作装置,其特征在于:所述抛液盘(4)包括在抛液盘的径向方向上布置的多级旋转叶轮(41),每级旋转叶轮(41)由多个在叶轮周向方向上均匀布置的叶片(411)组成,叶片(411)的叶面(412)为向上的坡面或弧面,叶面(412)在径向方向上均匀设有多个挡条(413),挡条(413)使得液体物料沿叶面(412)径向向斜上方甩出。
3.根据权利要求1所述的飞溅式连续单元操作装置,其特征在于:每级环形加热管簇(3)由中空的多根同圆心的单根圆环型管组成;壳体(5)的一端开有环状加热管载热体进口(10),另一端开有加热管载热体出口(12),热介质从环状加热管载热体进口(10)进入环形加热管簇(3)中,再从加热管载热体出口(12)流出。
4.根据权利要求3所述的飞溅式连续单元操作装置,其特征在于:所述环形加热管簇(3)对整体装置有加热效果,并对抛液盘(4)径向抛出的液体物料起到破碎成微小颗粒与折向的作用,如果单元操作只需起破碎和折向作用时,环形加热管簇(3)可制成环形档圈的形式而不需具备加热功能。
5.根据权利要求1所述的飞溅式连续单元操作装置,其特征在于:所述加热盘(2)为中空的,其一端开有加热盘载热体进口(9),另一端开有加热盘载热体出口(11)。
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