一種氣液/氣液固反應裝置的製作方法

2023-05-21 11:29:06

專利名稱：一種氣液/氣液固反應裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種反應裝置，具體的說，涉及一種適用於石油、 化工、生物領域的氣-液，氣-液-固反應裝置。
背景技術：
在化工行業的一些光化、卣化等氣液反應中，需要將原料氣體通 入到液體物料中進行氣液反應。而有些氣體，如氟氣、氯氣、硫化氫 等，由於低壓、劇毒、強腐蝕性、高溫反應條件等限制，很難有合適
的壓縮機進行壓縮進料；而且，由於參與反應的氣液兩相的不相容性， 液相中的氣相容易逸出，降低氣相與液相的反應效率。本發明改進現 有的反應釜，通過攪拌部件自身攪拌形成的負壓將氣體吸入到反應器 中，無須壓縮機進料，降低了對加料設備的要求；還通過攪拌部件的 攪拌將反應器上部未參與反應的氣體吸入液體，提高反應效率。
發明內容
本實用新型的目的是提供一種的氣液/氣液固反應裝置。該反應 裝置無須氣體進料裝置，利用攪拌形成的負壓將原料氣體從空心攪拌 軸吸入反應系統，並將反應過程中液相中逸出的未反應氣體從反應器 上部吸入液體內部，特別適用於高腐蝕性、劇毒等對加料裝置要求很 高的氣體反應，並可提高氣液反應效率。
本實用新型的的氣液反應裝置包括曝氣葉輪l,攪拌槳2，空心 攪拌軸3，反應釜4，旋轉接頭5，聯軸器6，進氣管7，密封部件8和攪 拌驅動裝置9。其中旋轉接頭5位於反應釜內部上方，上有開孔，連 接進氣管；曝氣葉輪1位於攪拌槳2的下方。
豎軸曝氣輪是汙水處理行業常用的增氧部件，常用的曝氣輪有泵 型葉輪、倒傘型葉輪、平板型葉輪等，本發明的曝氣葉輪l是在此基礎上改進得到的，在曝氣輪11上增加上圓盤12和下圓盤13，上圓盤12
中心開有與空心攪拌軸3配合的軸向通孔，下圓盤13 (無孔)直接焊
接在曝氣輪ll上，防止高速液體從底部拋出。在曝氣輪ll的攪拌葉下
半部分，還可以增加下緣與下圓盤13連接的錐簡14,使高速液體沿攪 拌槳上部拋出，錐簡14的上緣根據所需的高速液體的拋射路線確定， 可選擇曝氣葉輪1的攪拌葉高度的20% ~80%。上圓盤12、下圓盤13 (和錐簡14)共同作用，保證高速液體沿特定的路線拋出，形成所需 的較大負壓。
根據所需的負壓大小、攪拌液體的物理性質，攪拌槳2可選用1-12 片後彎葉、前彎葉、直葉、斜葉等能夠各種實現負壓的攪拌葉，優選 2-6片。
空心攪拌軸3通過旋轉接頭5和攪拌驅動裝置6連接，空心撹拌軸 開孔起於旋轉接頭5 (頂部或側面開口 )，與進氣管7連通，傳遞負壓， 將反應氣體吸入反應液體中，空心攪拌軸3也可以用作頂部出料通道。
密封部件8可選擇各種常用的密封方式，考慮到反應氣體的強腐 蝕性和毒性，優選密閉效果較好的磁性密封。
本實用新型利用曝氣葉輪l攪拌形成的負壓，通過空心攪拌軸3， 旋轉接頭5的開孔和空心攪拌軸3，將反應氣體吸入液相中，並利用曝 氣輪ll的曝氣分散作用，將吸入的氣體破碎成非常細小的氣泡，提高 氣液兩相的接觸面積，並通過上下圓盤(及錐簡)的作用，將氣體沿 特定路線快速拋出，提髙反應效率；同時利用上層的攪拌槳2撹拌高 速旋轉時形成負壓旋渦再一次將反應器內上層空間的氣體吸入到液 體中，再經過氣液吸收、傳質，氣相物料在攪拌作用下大大提高與液 體的反應速度。本實用新型無須壓縮機進料，尤其適用於滷氣或者硫 化氫等強腐蝕、劇毒氣體的氣液(固)反應。
進氣管直接連在攪拌軸3的旋轉接頭5上，因此對電機、減速機等
無使用限制， 一般常見的空心軸是從減速機頂部伸出，因此只能使用一般的填料密封、機械密封，減速機也只能使用齒輪減速機、蝸輪蝸杆減速機或者皮帶輪等方式(即軸必須從減速機或皮帶輪的頂部伸出來，因此電機不能和減速機在一條軸線上)，而這種形式可特別使用有零洩漏要求的磁力密封等形式。本實用新型在電機反轉時，在攪拌葉的底部會形成正壓，能夠將反應器內部的液體壓出設備。特別適合因加熱方式等條件限制無法底部出料的連續進液連續出液的生產方式。
本實用新型特別適用於化學工業中有劇毒，強腐蝕性氣體參與的氣液(固)反應，其優點為
1) 省略了氣體進料裝置，尤其是用於強腐蝕性，劇毒性氣體進
料的裝置，降低了投資和維護成本；
2) 增加氣液(固)反應效率，提高了產量，降低了生產成本；
3) 密封釆用磁力密封，防止毒性氣體洩漏，實現安全生產。


圖l為氣液反應裝置示意圖，其中1，曝氣葉輪；2,攪拌槳；3,空心攪拌軸；4,反應釜；5,旋轉接頭；6,聯軸器；7,進氣管；8，磁力密封；9,攪拌驅動裝置。
圖2為曝氣葉輪的軸向截面圖，其中11,曝氣輪；12，上圓盤；13，下圓盤；14,錐簡。
圖3為曝氣葉輪的俯視圖，其中11,曝氣輪；12,上圓盤；13,下圓盤；14，錐簡。
具體實施方式
以下實施例用於說明本實用新型，但不用來限制本實用新型的範圍。
實施例l
將本實用新型用於辛酸氯化反應，反應裝置包括曝氣葉輪l，攪拌槳2,空心攪拌軸3，反應釜4，旋轉接頭5，聯軸器6，進氣管7，密封部件8和撹拌驅動裝置9。曝氣葉輪l中的曝氣輪ll為泵型葉輪；旋轉接頭5位於反應釜內部上方，上有開孔，連接進氣管7;曝氣葉輪l位於攪拌槳2的下方；曝氣葉輪1如圖2和3所示；攪拌槳2由2片斜葉攪拌葉組成，密封為磁力密封。
該反應需要在0.03Mpa的壓力環境下進行，先將一定量的辛酸加入到反應釜中，然後設定好要加入的氯氣的流量，開啟攪拌，氯氣通過空心軸被吸入到反應釜內與辛酸進行氣液反應，與單純利用撹拌槳的反應比較，反應效率提高15%,反應結東後，過剩的氯氣體通過鹼
洗滌塔吸收後高空排放。實施例2
將本實用新型用於苯氟化反應，反應裝置包括曝氣葉輪l,攪拌槳2，空心攪拌軸3，反應釜4，旋轉接頭5，聯軸器6，進氣管7，密封部件8和撹拌驅動裝置9。曝氣葉輪l中的曝氣輪ll為倒傘型葉輪；旋轉接頭5位於反應釜內部上方，上有開孔，連接進氣管7;曝氣葉輪l位於攪拌槳2的下方；攪拌槳2由6片直葉攪拌葉組成，密封為磁力密封。
該反應需要在0.03Mpa的壓力環境下進行，先將液體苯加入到釜中，然後設定好要加入的氯(氟)氣的流量，開啟攪拌，氯(氟)氣通過空心軸被吸入到反應器內進行氣液反應，與單純利用攪拌槳的反應比較，反應效率提高19%，反應結束後，過剩的氯(氟)氣通過洗滌塔吸收後高空排放，反應生成的產物被送到下一個工序進行處理。
權利要求1、一種氣液/氣液固反應裝置，包括曝氣葉輪(1)、攪拌槳(2)、空心攪拌軸(3)、反應釜(4)、旋轉接頭(5)，聯軸器(6)，進氣管(7)，密封部件(8)和攪拌驅動裝置(9)，其中旋轉接頭(5)位於反應釜(4)內部上方，上有開孔，連接進氣管(7)；曝氣葉輪(1)位於攪拌槳(2)的下方。
2、 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述曝氣葉輪(l) 包括曝氣輪(11),上圓盤(12)和下圓盤(13),上圓盤(12)中心 有與空心攪拌軸(3)配合的軸向通孔。
3、 如權利要求2所述的裝置，其特徵在於，所述曝氣輪(ll) 是泵型葉輪、倒傘型葉輪、平板型葉輪中的一種。
4、 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述曝氣葉輪(l) 還包括錐簡(14)，其下緣與下圓盤(13)連接，上緣在曝氣葉輪(1) 攪拌葉高度的20% ~80%處。
5、 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，所述攪拌槳(2)的 槳葉是1-12片後彎葉、前彎葉、直葉或斜葉槳葉。
6、 如權利要求5所述的裝置，其特徵在於所述攪拌槳(2)的槳 葉為2-6片。
7、 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，空心攪拌軸(3)開 孔起於旋轉接頭(5)，與進氣管(7)連通。
8、 如權利要求l所述的裝置，其特徵在於，密封部件(8)為磁 力密封。
專利摘要本實用新型涉及一種氣液/氣液固反應裝置。該反應裝置包括，曝氣葉輪(1)，攪拌槳(2)，空心攪拌軸(3)，反應釜(4)，旋轉接頭(5)，聯軸器(6)，進氣管(7)，磁力密封(8)和攪拌驅動裝置(9)。其中旋轉接頭(5)位於反應釜內部上方，上有開孔，連接進氣管；曝氣葉輪(1)位於攪拌槳(2)的下方，利用攪拌形成的負壓將原料氣體從空心攪拌軸(3)吸入反應系統，並將反應過程中液相中逸出的未反應氣體從反應器上部吸入液體內部，增加氣液/氣液固反應效率。本實用新型特別適用於有高腐蝕性、劇毒等氣體參與的氣液/氣液固反應，可省略氣體進料裝置，並可提高氣液反應效率，提高了產量，降低了投資和生產成本。
文檔編號B01F3/04GK201342344SQ200820124219
公開日2009年11月11日 申請日期2008年12月2日 優先權日2008年12月2日
發明者馮啟鳳, 張勁松, 張金剛, 勇 徐, 譚梅芳 申請人:中昊晨光化工研究院