波紋壁振蕩流管式反應器的製作方法
2023-10-09 03:31:29 1
專利名稱：波紋壁振蕩流管式反應器的製作方法
技術領域：
本發明涉及反應器，尤其涉及一種波紋壁振蕩流管式反應器。
背景技術：
振蕩流反應器是一種有著廣泛工業應用前景的新型化工設備，具有優良的傳遞特性，在很多情況下能提供比攪拌釜式反應器和普通管式反應器更佳的反應性能。目前已經有研究和應用報導的振蕩流管式反應器多為擋板型管式反應器，通過在管內設置沿流動方向周期性排列的擋板，使流動通道的橫截面積發生空間周期性改變，將管內空間分隔成串聯的多腔室結構。反應器工作時，振蕩發生機構在反應管內部的流體中產生的振蕩運動與擋板相互作用，在腔室內生成位置和尺寸不斷變化的旋渦。漩渦流動在腔室中提供良好的徑向混合，即使在平均流速很低情況下，也能使反應流體的停留時間趨向更均勻的分布，從而獲得優良的反應器性能。
擋板型管式振蕩流反應器的擋板引起反應器流道截面的突變，因而在擋板邊沿處形成高剪切速率區域，對於反應流體中含有高分子量的長鏈聚合物的體系，易於造成聚合物分子的機械降解，導致平均分子量降低和分子量分布變寬，這對於以高分子量和窄分子量分布為目標的生產過程是十分不利的。對於含有機械強度不太高的固體懸浮顆粒的體系，上述局部高剪切速率也易引起固體顆粒的破碎，這對於要求保持固體顆粒尺寸穩定的應用(如某些懸浮固體催化反應過程和絮凝過程)也是十分不利的。因此能夠克服上述缺點的振蕩流反應器將具有其獨特的應用價值。
發明內容
本發明的目的是提供一種波紋壁振蕩流管式反應器。
它由依次相連接的振蕩發生機構、進口段、反應管、出口段組成，在進口段上設有進料口，在出口段上設有出料口，反應管由垂直安置的波紋壁管構成，管內空間呈現多球形腔室結構。
所述的球形腔室內徑與腔室間連接通道內徑之比為3～1.2∶1。反應管外設有換熱夾套。反應管為多根。多根反應管為串聯或並聯本發明的有益效果有效地改善停留時間分布，強化反應器內部的傳遞過程，並保持固體粒子均勻地懸浮於反應流體中。能避免了出現局部高剪切速率區域，不易發生高分子量聚合物的剪切降解和固體顆粒的機械破碎。當垂直安裝時，波紋壁反應器內部不存在水平表面，不易發生固體顆粒的局部堆積，能夠在流體固含量較高的情況下長期穩定操作。
圖1是波紋壁振蕩流反應器的總體結構示意圖；圖2是反應管段的波紋壁結構示意中振蕩發生機構1、進口段2、換熱夾套3、反應管4、溫度傳感器5、連接彎管6、出口段7、出料口8、夾套進出口9、進料口10。
具體實施例方式
如圖所示，波紋壁振蕩流管式反應器由依次相連接的振蕩發生機構1、進口段2、反應管4、出口段7組成，在進口段2上設有進料口10，在出口段7上設有出料口8，反應管4由垂直安置的波紋壁管構成，管內空間呈現多球形腔室結構。
所述的球形腔室內徑與腔室間連接通道內徑之比為3～1.2∶1。反應管4外設有換熱夾套3。反應管4為多根。多根反應管4為串聯或並聯本發明所述的波紋壁管的內徑沿中心軸方向呈有序的周期性變化，使管內空間呈現多球形腔室結構。反應管波紋壁外可具有換熱夾套，提供反應管內部所需的溫度條件。反應器的進料端設置有振蕩發生機構，在反應管內部的流體中產生一個疊加在平均流速上的往復振蕩運動。波紋壁振蕩流反應器的結構參見附圖1至附圖2。
反應器工作時，反應流體流經反應管內部，振蕩發生機構在流體中產生的振蕩運動與波紋壁面結構相互作用，在腔室空間內生成位置和尺寸不斷變化的旋渦。漩渦流動在腔室中提供良好的徑向混合，即使在平均流速很低情況下，也能有效地改善停留時間分布，使反應器的流動模式趨近於平推流反應器。漩渦運動引起的強烈湍動還能強化反應器內部的傳遞過程，並保持固體粒子均勻地懸浮於反應流體中。振蕩流場的以上特徵能為固-液懸浮體系提供有利的反應環境，從而獲得優良的反應器性能。
反應器內部不存在流道截面的突變，從而避免了出現局部高剪切速率區域，不易發生高分子量聚合物的剪切降解和固體顆粒的機械破碎。波紋壁振蕩流反應器的這一特點使其有利於應用到聚合反應過程，獲得高分子量的聚合物產品。
當垂直安裝時，波紋壁反應器內部不存在水平表面，不易發生固體顆粒的局部堆積，能夠在流體固含量較高的情況下長期穩定操作。
權利要求
1.一種波紋壁振蕩流管式反應器，其特徵在於它由依次相連接的振蕩發生機構(1)、進口段(2)、反應管(4)、出口段(7)組成，在進口段(2)上設有進料口(10)，在出口段(7)上設有出料口(8)，反應管(4)由波紋壁管構成，管內空間呈現多球形腔室結構。
2.根據權利要求1所述的一種波紋壁振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的球形腔室內徑與腔室間連接通道內徑之比為3～1.2∶1。
3.根據權利要求1所述的一種波紋壁振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的反應管(4)外設有換熱夾套(3)。
4.根據權利要求1所述的一種波紋壁振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的反應管(4)為多根。
5.根據權利要求1或4所述的一種波紋壁振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的多根反應管(4)為串聯或並聯。
6.根據權利要求1或4所述的一種波紋壁振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的反應管(4)為垂直安裝。
全文摘要
本發明公開了一種波紋壁振蕩流管式反應器。它由依次相連接的振蕩發生機構、進口段、反應管、出口段組成，在進口段上設有進料口，在出口段上設有出料口，反應管由波紋壁管構成，管內空間呈現多球形腔室結構。本發明的有益效果有效地改善停留時間分布，強化反應器內部的傳遞過程，並保持固體粒子均勻地懸浮於反應流體中。能避免了出現局部高剪切速率區域，不易發生高分子量聚合物的剪切降解和固體顆粒的機械破碎。當反應管垂直安裝時，波紋壁反應器內部不存在水平表面，不易發生固體顆粒的局部堆積，能夠在流體固含量較高的情況下長期穩定操作。
文檔編號B01J8/20GK1958144SQ20061005369
公開日2007年5月9日 申請日期2006年9月29日 優先權日2006年9月29日
發明者吳嘉, 袁燦盛, 胡曉萍, 李正輝 申請人:浙江大學