錐環擋板振蕩流管式反應器的製作方法

2023-10-07 03:06:59

專利名稱：錐環擋板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，尤其涉及一種錐環擋板振蕩流管式反應器。
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，適用於液相或以液相為主的多相流反應過程。振蕩流反應器具有優良的傳遞特性，在平均流速很低的條件下也具有較為均勻的停留時間分布，在很多情況下能提供比普通管式反應器和攪拌釜式反應器更佳的反應性能。目前已經有研究和應用報導的擋板型振蕩流管式反應器的擋板結構多為平面孔板型擋板(單孔或多孔)，當應用於含有較多固體粒子的反應流體體系時，固體粒子易在擋板的上方(反應器垂直安裝時)或前、後方(反應器水平安裝時)堆積，從而造成反應器不能長時間連續穩定運行。這一缺點限制了該類反應器對於固液催化或非催化反應體系的應用。

發明內容
本發明的目的是提供一種錐環擋板振蕩流管式反應器，適用於固含量較高的液固懸浮體系的催化或非催化反應過程，能夠長時間連續穩定運行。
它由依次相連接的振蕩發生機構、進口段、反應段、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，反應段由垂直安置的圓形反應管構成，管內設置有沿垂直方向有序排列的錐環型擋板，將管內空間分隔成多腔室結構。
錐環擋板振蕩流反應器的反應段可以由多根反應管並聯或串聯組成，以提供足夠長的平均停留時間。
反應管內部的錐環擋板通過固定長度的擋板定位杆互相連結，定位杆之間用螺紋連接。
錐環擋板的錐頂角在45°～170°之間，錐環開孔的內徑與錐環的外徑之比在0.2～0.8之間，可以用1～10毫米厚度的板材製成。
錐環在反應管中的安裝方式應該是錐面向下方突出，即擋板的上表面是凹面，下表面是凸面。
反應管的外表面還可以設置換熱夾套，通過加套內的換熱介質為反應管提供加熱、冷卻或保溫條件。
本發明的優點是在連續操作條件下，具有比釜式反應器更均勻的停留時間分布；在平均流速很低的條件下，具有比普通管式反應器更均勻的停留時間分布；在平均流速很低的條件下，反應器內的流體與壁面之間仍然具有良好的傳熱性能；調節振蕩強度，既可以使固體粒子均勻地懸浮於反應器內部的液體中，也可以讓固體粒子形成由上到下數密度逐漸加大的穩定分布；反應器內部的流體與懸浮粒子之間的表面不斷更新，傳遞過程得到強化；反應器中錐環擋板上表面為向下傾斜的斜面，能有效地防止固體顆粒在擋板上方的堆積，從而使反應器在流體固含量較高的情況下仍然能夠長期穩定操作。


圖1是錐環擋板振蕩流反應器的結構示意圖。
圖2是反應管段的結構示意圖。
圖3是錐環擋板的結構示意圖。
圖中各部件的編號為振蕩發生機構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、錐環擋板11、擋板定位杆12。
具體實施例方式
錐環擋板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、反應段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，反應段4由垂直安置的圓形反應管構成，管內設置有沿垂直方向有序排列的錐環型擋板11，將管內空間分隔成多腔室結構。
反應段可以由多根反應管串聯或並聯組成，以提供足夠的反應空間和停留時間。多根反應管之間用連接彎管連接。
反應管內部的錐環擋板11用擋板定位杆12連接定位，保持各擋板的空間位置和擋板之間的距離。
反應管4的外部設置有換熱夾套3，夾套內錐環擋板的錐頂角為120°，錐環內徑與外徑之比為0.5。錐環擋板的錐面向下方突出。
本發明所述的反應器具有垂直安置的圓管型外殼，殼外可具有換熱夾套，提供反應管內部所需的溫度條件。反應管內部設置有沿垂直方向上有序排列的擋板。擋板結構為中部開孔的錐環面形狀，錐環內徑與外徑之比可在0.2～0.8範圍選擇，錐環面向下方突出。擋板間可用定位杆連接。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。錐環擋板振蕩流反應器的結構參見附圖1至附圖3。
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，使反應流體的停留時間趨向更均勻的分布，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。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。反應器中錐環擋板的錐面向下突出安裝，擋板上表面為向下傾斜的斜面，能有效地防止固體顆粒在擋板上方的堆積，從而使反應器在流體固含量較高的情況下仍然能夠長期穩定操作。
權利要求
1.一種錐環擋板振蕩流管式反應器，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)由垂直安置的圓管構成，管內設置有沿垂直方向有序排列的錐環型擋板(11)，將管內空間分隔成多腔室結構。
2.根據權利要求1所述的一種錐環擋板振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的反應管(4)為多根。
3.根據權利要求1或2所述的一種錐環擋板振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的多根反應管(4)為串聯或並聯。
4.根據權利要求1所述的一種錐環擋板振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的錐環擋板(11)由擋板定位杆(12)定位。
5.根據權利要求1所述的一種錐環擋板振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的錐環擋板的錐頂角為45°～170°，錐環內徑與外徑之比為0.2～0.8。
6.根據權利要求1所述的一種錐環擋板振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的錐環擋板的錐面向下方突出。
7.根據權利要求1所述的一種錐環擋板振蕩流管式反應器，其特徵在於所述的反應管(4)外設有換熱夾套(3)。
全文摘要
本發明公開了一種錐環擋板振蕩流管式反應器。它由依次相連接的振蕩發生機構、進口段、反應段、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，反應段由垂直安置的圓形反應管構成，管內設置有沿垂直方向有序排列的錐環型擋板，將管內空間分隔成多腔室結構。本發明具有以下優點在平均流速較低的連續操作條件下，具有比釜式反應器和普通管式反應器更均勻的停留時間分布和優良的傳遞特性，能使固體顆粒均勻地懸浮於液體中，並防止固體顆粒在反應器內局部空間的堆積。本發明適用於固含量較高的液固懸浮體系的催化或非催化反應過程，能夠長期穩定連續化運行。
文檔編號B01J8/20GK1958143SQ20061005369
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, 胡曉萍, 李曉清, 袁燦盛 申請人:浙江大學