CN104353405B - 一种水平三向撞击流混合反应器 - Google Patents

一种水平三向撞击流混合反应器 Download PDF

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Abstract

一种水平三向撞击流混合反应器，涉及一种反应器，釜体为立式圆筒形，上部安装椭圆形顶盖，下部安装椭圆形釜底；顶盖上设有气体出口、压力计和温度计插口，其中气体出口可安装放空阀，工作时，三股流体经由进料管的喷嘴喷射而出，在撞击区剧烈撞击，以达到充分反应和混合。釜底设出料口，可引出重物料；釜体上部溢流口可引出反应后的轻组分。塔壁外侧设换热夹套，可用于对物料进行加热或冷却。本反应器进料系统设置为水平三喷嘴结构，可实现撞击流的充分混合和反应，提高撞击流反应器的生产效率，且此装置可适用多种工况需求，结构简单，安装方便，维护费用低。

Description

一种水平三向撞击流混合反应器
技术领域
本发明涉及一种反应器，特别是涉及一种水平三向撞击流混合反应器。
背景技术
化学生产和石油化工等许多过程工业中，都会涉及到多项体系中相间热量和质量传递，出于探求提高相间相对速度以强化传递过程的目的，导致了撞击流反应器及扩展装置的开发研究及应用。目前工业上常用的撞击流反应器结构多为在导流筒内设置螺旋桨，虽然提高了混合效率，但是存在螺旋桨制造成本高，长期运转容易磨损以及在撞击区以外的区域混合效果不好等缺点。由射流形成撞击的撞击流反应器多为两喷嘴水平对置结构，在一定程度上提高了流体碰撞的剧烈程度，但是撞击面面积较小，仅能依靠调解液流的出射速度来提高混合效率，不能充分体现出撞击的多样性和微观混合的高效性。另外，两喷嘴水平对置的方式不适合三股及以上物料的混合和反应，在一定程度上限制了撞击流技术在工业上的应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水平三向撞击流混合反应器，该反应器利用多股流体间相互撞击，增加了参与撞击的射流数量，提高了撞击的剧烈程度，强化了相间传质，提高了反应效率；可适用于连续生产，也可间歇生产，能适应反应过程中有固体产物的场合。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种水平三向撞击流混合反应器，所述反应器包括釜体，进料管，釜底，顶盖；釜体外形为直筒形，上部为椭圆形顶盖，下部为椭圆形釜底，外壁设置换热夹套；进料管由直径和长度相同的三根进料管在同一水平面、互成120°设置在釜体上，釜体外侧设置换热夹套，顶盖和釜底形状为椭圆形，顶盖上设置压力计、温度计以及可以安装放空阀的气体出口，釜底下端设出料口。
所述的一种水平三向撞击流混合反应器，所述进料管出口端安装有可调喷嘴。
所述的一种水平三向撞击流混合反应器，所述进料管数量视工况需要增加或减少。
所述的一种水平三向撞击流混合反应器，所述进料管之间撞击角度可调。
所述的一种水平三向撞击流混合反应器，所述进料管之间撞击角度可调，如三喷嘴90°-90°-180°、60°-120°-180°设置。
一种水平三向撞击流混合反应器，所述进料管之间撞击角度可调，四喷嘴90°-90°-90°-90°设置。
本发明的优点与效果是：
（1）利用多股流体间相互撞击，增加了参与撞击的射流数量，提高了撞击的剧烈程度，强化了相间传质，提高了反应效率；
（2）进料管数量和各股流体之间的碰撞角度可根据实际工况需要进行调节，适用范围广；
（3）装置中机械结构简单，动部件少，便于加工、安装，清洗方便，设备投资少；
（4）可适用于连续生产，也可间歇生产，能适应反应过程中有固体产物的场合。
附图说明
图1是水平三向撞击流反应器的结构示意图；
图2为图1的剖视俯视示意图。
具体实施方式
下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。
本发明反应器由釜体3，进料管9，釜底6，顶盖12等部件组成，可在釜体内实现浸没状态下的流体撞击和混合。进料管9由直径和长度相同的三根进料管在同一水平面、互成120°设置在釜体上，进料管出口端安装结构、直径、间距均可调的喷嘴。可根据实际工况需要增加或减少进料管数量，进料管之间撞击角度也可以调整，如三喷嘴90°-90°-180°、60°-120°-180°设置；四喷嘴90°-90°-90°-90°设置等。釜体3外侧设置换热夹套5，用于反应器内物料的加热或冷却。顶盖12和釜底6形状为椭圆形，顶盖上设置压力计2、温度计1以及可以安装放空阀的气体出口13等组件，釜底下端设出料口8。
本发明在化工生产过程中可实现三种以上物料进行均匀混合和快速反应，本反应器由釜体3，物料在浸没状态下通过进料管进入反应区，在撞击区进行对撞。进料管在釜体内为水平三向对置，反应产物根据物理性质，既可由溢流口10排出，也可由釜底出料口7排出。
实施例；
图中：1-温度计、2-压力表、3-釜体、4,7-换热介质进、出口、5-加热或冷却夹套、6-釜底8-出料口、9-进料口、10-溢流出口、11-溢流堰、12-顶盖、13-气体出口、14-撞击区
反应器制备材料为不锈钢，釜体3外形为直筒形；上部为椭圆形顶盖12；下部为椭圆形釜底6，外壁设置换热夹套5；封头处设气体出口13、压力表2和温度计1；釜底6设有出料口8。
本发明的泵（图中未涉及）带动液相工艺介质流动，经过计量控制装置，由在同水平面上互成120°角布置的进料管9进入反应器，三股流体在釜体3中心处发生碰撞，形成撞击区14，并在此处迅速完成反应（混合）过程。反应中若有气体生成，使得反应釜内气压超过许用压力时，可通过气体出口13释放压力；当釜内液体达到反应（混合）要求时，可打开出料口7或溢流出口10，再经后续处理，得到产物。反应器壁外设有换热夹套5，可以在反应期间加热或冷却工艺介质。进料管喷嘴设置为浸没状态可以增加物料的接触和停留时间，强化相间传递，使混合更充分。本反应器独特的结构设计，具有处理效率高，操作简便，维护费用低的特点，适用于三种以上物料进行均匀混合和快速反应的过程，拓宽了撞击流技术在工业生成中的应用范围。

Claims (1)

1.一种水平三向撞击流混合反应器，包括温度计(1)、压力表(2)、釜体（3）、换热介质进口(4)、加热或冷却夹套(5)、釜底(6)、换热介质出口(7)、出料口(8)、进料管(9)、溢流出口(10)、溢流堰(11)、顶盖(12)、气体出口(13)、撞击区(14)；其特征在于，釜体（3）外形为直筒形，上部为椭圆形顶盖（12），下部为椭圆形釜底（6），外壁设置加热或冷却夹套(5)；进料管(9)为三根，三根进料管的直径和长度相同、在同一水平面、互成120°设置在釜体上，顶盖上设置压力表（2）、温度计（1）以及能安装放空阀的气体出口（13），釜底下端设出料口（8）；进料管出口端安装结构、直径、间距均可调的喷嘴；反应器在工作时，通过泵带动液相工艺介质流动，经过计量控制装置，由直径和长度相同的、在同一水平面、互成120°布置的三根进料管（9）进入反应器，三股流体在釜体（3）中心处发生碰撞，形成撞击区（14），并在此处迅速完成反应混合过程；反应中若有气体生成，使得反应器内气压超过许用压力时，通过气体出口（13）释放压力；当反应器内液体达到反应混合要求时，打开出料口（8）或溢流出口(10)，再经后续处理，得到产物；将进料管喷嘴设置为浸没状态以增加物料的接触和停留时间，强化相间传递，使混合更充分。
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