CN212492954U - 一种低能耗雾化液膜床传质设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低能耗雾化液膜床传质设备，包括壳体，所述壳体的顶端通过法兰与封头连接；所述壳体上部一侧设有物料出口，所述壳体底部设有水相出口，所述壳体内设有内套筒，所述内套筒焊接在下法兰下方；所述封头顶部设有油相进口，所述封头的一侧设有水相进口，所述封头内设有水相分布器，所述水相进口与所述水相分布器连接；所述内套筒上端的内壁与纤维束挂梁的两端焊接连接，所述纤维束挂梁与纤维束固定连接。本实用新型的低能耗雾化液膜床传质设备在纤维膜接触器亲水纤维丝成膜技术基础上，通过改进分散相分布效果，进一步降低分散相与连续相的质量比例，从而实现降低分散相输送泵和水相废液处理节能降耗的目的。

Description

一种低能耗雾化液膜床传质设备

技术领域

本实用新型涉及传质设备技术领域，具体来说，涉及一种低能耗雾化液膜床传质设备。

背景技术

当前石油化工行业应用较多的传质设备包括各类混合器、规整填料或散堆填料塔、筛板塔、纤维膜接触器等，混合器适用于对混合效果不是很高的混合过程；填料塔和筛板塔传质效果较混合器有大幅提高，但分散相（水相）与连续相（油相）质量流量比一般要求在0.5-2范围，分散相流量较大，分散相输送泵电机电耗高，而且塔式设备尺寸一般都比较大，设备投资和占地都比较大。

实用新型内容

针对相关技术中的上述技术问题，本实用新型提出一种低能耗雾化液膜床传质设备，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种低能耗雾化液膜床传质设备，包括壳体，所述壳体的顶端通过法兰与封头连接；所述壳体上部一侧设有物料出口，所述壳体底部设有水相出口，所述壳体内设有内套筒，所述内套筒焊接在所述法兰的下法兰下方；所述封头顶部设有油相进口，所述封头的一侧设有水相进口，所述封头内设有水相分布器，所述水相进口与所述水相分布器连接；所述内套筒上端的内壁与纤维束挂梁的两端焊接连接，所述纤维束挂梁与纤维束固定连接，所述纤维束在所述纤维束挂梁上均匀分布。

进一步地，所述水相分布器上设有均匀分布的雾化喷嘴。

进一步地，所述雾化喷嘴的出口竖直朝下。

进一步地，所述纤维束中的纤维丝呈连续波纹状，波高为1-5mm，波长为3-15mm。

进一步地，所述纤维束中的纤维丝直径为0.05-0.2mm。

本实用新型的有益效果：本实用新型的低能耗雾化液膜床传质设备通过利用水相喷嘴雾化分散效果好和亲水纤维丝更容易形成两相液膜的特点，在保证油相物料（连续相）与水相充分接触、水相和物料两相中的可反应溶质足够反应或水相足以萃取物料中水溶物的前提下，水相（分散相）质量流量与油相（连续相）的质量比仅需0.03-0.15，水相流量达到极优化值，从而实现水相输送泵和水相废液处理节能降耗的目的。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据本实用新型实施例所述的低能耗雾化液膜床传质设备的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例所述的水相分布器和雾化喷嘴的分布示意图；

图3是根据本实用新型实施例所述的纤维束挂梁的结构示意图；

图中：1、壳体，2、内套筒，3、封头，4、水相分布器，5、雾化喷嘴，6、法兰，7、纤维束挂梁，8、纤维束，9、油相进口，10、水相进口，11、物料出口，12、水相出口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，根据本实用新型实施例所述的低能耗雾化液膜床传质设备，包括壳体1，所述壳体1的顶端通过法兰6与封头3连接；所述壳体1上部一侧设有物料出口11，所述壳体1底部设有水相出口12，所述壳体1内设有内套筒2，所述内套筒2焊接在法兰6下法兰下方，所述封头3顶部设有油相进口9，所述封头3的一侧设有水相进口10，水相分布器4安装在封头3内，所述水相进口10与所述水相分布器4连接，雾化喷嘴5均匀分布安装在水相分布器4上，雾化喷嘴5安装方向为竖直朝下，所述纤维束挂梁7焊接在内套筒2上端内壁，所述的纤维束8均匀分布并固定在纤维束挂梁7上。

如图2所示，所述水相分布器4材质为不锈钢，所述水相分布器4上分布孔的孔径及数量按水相出孔流速限定为2-4m/s范围设计，所述水相分布器4每个分布孔安装一个雾化喷嘴5，所述雾化喷嘴5的出口竖直朝下，所述雾化喷嘴5主体材质为不锈钢，喷嘴芯和不锈钢导流叶片采用耐磨不锈钢，所述雾化喷嘴5内安装有高分子材料过滤网和防滴漏装置，水相经过喷嘴芯和导流叶片流速要求不小于5-8m/s，水相压降在50-100kPa范围。

如图3所示，所述内套筒2上端的内壁与纤维束挂梁7的两端焊接连接，所述纤维束挂梁7与纤维束8固定连接，所述纤维束8在所述纤维束挂梁7上均匀分布，所述纤维束8中的纤维丝为亲水改性纤维丝，纤维丝基材为不锈钢，纤维丝直径0.05-0.2mm，表面经过亲水改性技术处理，要求亲水角不大于5°，纤维丝呈连续波纹状，波高1-5mm，波长3-15mm。

为了方便理解本实用新型的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本实用新型的上述技术方案进行详细说明。

在具体使用时，带压水相从水相进口10压送进入雾化液膜床，先经过水相分布器4均匀分布于各雾化喷嘴5，水相高速流动并经过喷嘴内导流叶片作用，再经过雾化喷孔形成极微细的雾状液滴，大量水相雾状液滴均匀喷洒在液膜床纤维丝上，在亲水纤维丝表面作用力下，水相在纤维丝表面形成厚度为微米级的水相薄膜。

油相物料从顶部油相进口9进入雾化液膜床，由于油相为连续相，自上而下流经液膜床内大量亲水纤维丝时，油相被纤维丝分散形成油相薄膜。油水两相以液体薄膜形式接触，两相接触面积大幅增加，单相内溶质从内部扩散至液膜表面的距离大大缩短，两相的传质效率成数量级提高。

水相（分散相）与油相（连续相）的质量流量比仅需0.03-0.15，水相流量达到极优化值，大大降低了水相输送泵和水相废液处理节能降耗。

综上所述，借助于本实用新型的上述技术方案，通过利用水相喷嘴雾化分散效果好和液膜床亲水纤维丝更容易形成两相液膜的特点，只需较小流量的水相，即可使水相在液膜床内所有亲水纤维丝表面形成液膜，在保证油相物料与水相充分接触、水相和物料两相中的可反应溶质足够反应或水相足以萃取物料中水溶物的前提下，水相流量达到极优化值，两相以液膜形式接触，传质效率进一步提高，较好地解决了混合器和塔式设备分散相流量较大，分散相输送泵电机电耗高的问题，实现了水相输送泵和水相废液处理节能降耗的目的，分散相与连续相质量流量比降低至0.03-0.15范围。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种低能耗雾化液膜床传质设备，其特征在于，包括壳体（1），所述壳体（1）的顶端通过法兰（6）与封头（3）连接；所述壳体（1）上部一侧设有物料出口（11），所述壳体（1）底部设有水相出口（12），所述壳体（1）内设有内套筒（2），所述内套筒（2）焊接在所述法兰（6）的下法兰下方；所述封头（3）顶部设有油相进口（9），所述封头（3）的一侧设有水相进口（10），所述封头（3）内设有水相分布器（4），所述水相进口（10）与所述水相分布器（4）连接；所述内套筒（2）上端的内壁与纤维束挂梁（7）的两端焊接连接，所述纤维束挂梁（7）与纤维束（8）固定连接，所述纤维束（8）在所述纤维束挂梁（7）上均匀分布。

2.根据权利要求1所述的低能耗雾化液膜床传质设备，其特征在于，所述水相分布器（4）上设有均匀分布的雾化喷嘴（5）。

3.根据权利要求2所述的低能耗雾化液膜床传质设备，其特征在于，所述雾化喷嘴（5）的出口竖直朝下。

4.根据权利要求1所述的低能耗雾化液膜床传质设备，其特征在于，所述纤维束（8）中的纤维丝呈连续波纹状，波高为1-5mm，波长为3-15mm。

5.根据权利要求1所述的低能耗雾化液膜床传质设备，其特征在于，所述纤维束（8）中的纤维丝直径为0.05-0.2mm。

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