CN103769015A - 外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器 - Google Patents

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王娟
毛羽
王江云
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Abstract

一种外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器，主要由外筒(1)、一段内筒(2)、二段内筒(3)、气体分布器(4)、液体喷嘴(5)、导流部件(6)、上排料口(7)、下排料口(8)组成，其特征是：在反应器外筒(1)内壁沿周向连续分布或不连续分布至少一个导流部件(6)。导流部件(6)焊接在外筒(1)的内壁上，其截面形状为梯形或三角形，且位于环缝轴向高度上的中心位置。本发明的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器，在导流部件(6)的约束下，大量流体从环缝或小孔处顺利进入反应器内筒，反应器内形成多个流体环流，以利于气液两相的充分接触。本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器结构简单、易于操作、具有较好的传质传热性能，适宜用宇高径比大的场合。

Description

外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器
技术领域
本发明涉及一种气升式多段环流反应器，属于石油化工、环境工程、制药、食品等领域。
背景技术
气升式环流反应器是近年来在强化鼓泡反应器的基础上发展起来的。由于其具有良好的传质和传热效果，容易密封，可以进行气-液、液-液、气-液-固之间的均相和非均相反应，适合用作易燃、易爆、有毒的化学反应器。
对于应用场合为较高空间或高径比较大时，为保证反应器内气液两相的充分接触，可以采用内筒分段的气升式环流反应器。这种分段环流反应器的内筒可以是多段单筒沿反应器高度方向同轴排布，在每段内筒之间形成环形缝隙以供流体在内外筒之间流动，也可以在一个整体内筒的不同高度位置沿周向开孔形成外筒内流体向内筒流动的通道。由于外筒内气液两相流体向下流动时由于重力和惯性的作用，能够在内筒之间的环缝或开孔处流向内筒的流体的量非常有限，分段环流增强气液接触的预期目的不能很好的实现。因此，还需要对这种分段环流的环流反应器进行改进。
发明内容
本发明提出一种外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器。这种分段环流反应器内的内筒被环缝或者小孔分为多段，在内筒环缝或者小孔处同一高度的外筒处，设有导流部件，在导流部件的约束下，大量流体从环缝或小孔处顺利进入反应器内筒，反应器内形成多个流体环流，以利于气液两相的充分接触。本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器结构简单、易于操作、具有较好的传质传热性能，并可以克服上述普通多段环流反应器的环流量少的缺陷。
本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器，主要由外筒(1)、一段内筒(2)、二段内筒(3)、气体分布器(4)、液体喷嘴(5)、导流部件(6)、上排料口(7)、下排料口(8)组成，其特征是：在反应器外筒(1)内壁安装至少一个导流部件(6)。
所述的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器中，导流部件(6)沿周向连续分布或不连续分布。
所述的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器中，内筒至少分为两段，每段内筒之间的流动空间是环形缝隙或者多排孔式缝隙，且每段内筒之间的环形缝隙的宽度或者每排孔的中心距为h，h的范围是0.01H～0.1H，其中H为每段内筒的轴向高度。
所述的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器中，导流部件(6)焊接在外筒(1)的内壁上，其截面形状为梯形或三角形，梯形或三角形的斜边与反应器高度方向的夹角a的范围是30°～60°，沿反应器轴向高度上的长度h1的范围是0.8h～1.5h，沿反应器半径方向上的厚度h2的范围是0.2d～0.7d，且位于环缝轴向高度上的中心位置，即h0＝h/2，其中d是外筒(1)和内筒之间的环隙宽度。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器(每段内筒间有环形缝隙)内的流体流动示意图。
图2是本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器内导流部件(6)沿周向连续分布的示意图。
图3是本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器内导流部件(6)沿周向不连续分布的示意图。
图4是本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器内各部分尺寸标注的示意图。
图5是本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器(每段内筒间有多排小孔式缝隙)内的流体流动示意图。
图1至图3中，1.外筒，2.一段内筒，3.二段内筒，4.气体分布器，5.液体喷嘴，6.导流部件，7.上排料口，8.下排料口。
具体实施方式
参考图1，本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器，主要由外筒(1)、一段内筒(2)、二段内筒(3)、气体分布器(4)、液体喷嘴(5)、导流部件(6)、上排料口(7)、下排料口(8)组成，其特征是：在反应器外筒(1)内壁安装至少一个导流部件(6)。
参考图1至图3，导流部件(6)沿周向连续分布或不连续分布。
参考图1、图4、图5，内筒至少分为两段，每段内筒之间的流动空间是环形缝隙或者多排孔式缝隙，且每段内筒之间的环形缝隙的宽度或者每排孔的中心距为h，h的范围是0.01H～0.1H，其中H为每段内筒的轴向高度。
参考图1、图4、图5，导流部件(6)焊接在外筒(1)的内壁上，其截面形状为梯形或三角形，梯形或三角形的斜边与反应器高度方向的夹角a的范围是30°～60°，沿反应器轴向高度上的长度h1的范围是0.8h～1.5h，沿反应器半径方向上的厚度h2的范围是0.2d～0.7d，且位于环缝轴向高度上的中心位置，即h0＝h/2，其中d是外筒(1)和内筒之间的环隙宽度。
本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器适用于高径比大的分段环流反应器。
本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器的使用过程，例如可以是：气相反应物料从气体分布器(4)喷出进入环流反应器一段内筒(2)内部的空间与液体喷嘴(5)喷出的液体一起向上流动，在一段内筒(2)的上沿处，一部分气液混合物继续向上流动进入二段内筒(3)的内部空间，一部分气体随液体在一段内筒(2)和二段内筒(3)之间的环缝空间或多孔空间转向进入内筒和外筒之间的环形空间向下流动，在一段内筒(2)的下沿处转向进入反应器的底部空间及一段内筒(2)的内部空间与气液混合物进行向上的流动，如此形成一段环流；进入二段内筒(3)内部空间的气液混合物在二段内筒(3)的上部附近，一部分气体溢出液面，另一部分气液混合物在二段内筒(3)的上沿处转向进入内筒和外筒之间的环形空间向下流动，在一段内筒(2)和二段内筒(3)的缝隙处，一部分流体转向进入二段内筒(3)内部空间向上流动，形成二段环流，另一部分流体与一段环流的气液混合物一起向下参与一段环流。
由于在一段内筒(2)和二段内筒(3)之间的环形缝隙或多孔式缝隙处的外筒内壁上设置了导流部件(6)，流体可以在其导流作用下，顺利从缝隙处进入内筒空间，有利于形成良好有序的循环流动，尤其可以提高参与二段环流的液体量。
本发明提出的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器适宜用于高径比大的场合。

Claims (4)

1.一种外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器，主要由外筒(1)、一段内筒(2)、二段内筒(3)、气体分布器(4)、液体喷嘴(5)、导流部件(6)、上排料口(7)、下排料口(8)组成，其特征是：在反应器外筒(1)内壁安装至少一个导流部件(6)。
2.如权利要求1所述的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器，其特征是：导流部件(6)沿周向连续分布或不连续分布。
3.如权利要求1所述的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器，其特征是：内筒至少分为两段，每段内筒之间的流动空间是环形缝隙或者多排孔式缝隙，且每段内筒之间的环形缝隙的宽度或者每排孔的中心距为h，h的范围是0.01H～0.1H，其中H为每段内筒的轴向高度。
4.如权利要求1和权利要求3所述的外筒内壁带有导流部件的分段环流反应器，其特征是：导流部件(6)焊接在外筒(1)的内壁上，其截面形状为梯形或三角形，梯形或三角形的斜边与反应器高度方向的夹角a的范围是30°～60°，沿反应器轴向高度上的长度h1的范围是0.8h～1.5h，沿反应器半径方向上的厚度h2的范围是0.2d～0.7d，且位于环缝轴向高度上的中心位置，即h0＝h/2，其中d是外筒(1)和内筒之间的环隙宽度。
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