CN108686614A - 高效气液反应器 - Google Patents

Abstract

本发明申请属于化工设备技术领域，具体公开了一种高效气液反应器，包括筒体，筒体的两端分别开有底部进气口和顶部出气口，筒体内设有进液机构和支撑格栅，筒体内设有多层折流板，每层折流板由多个相互平行的板片组成，板片上均布有多个弯折单元；同一折流板上，相邻两个板片的弯折单元的弯折方向相反，并且相邻两个板片的弯折单元围合成流道，相邻折流板上的板片交错排布；板片的厚度为1.5‑2mm。本高效气液反应器中的填料层使用寿命长，无需频繁更换填料层。

Description

高效气液反应器

技术领域

本发明属于化工设备技术领域，具体公开了一种高效气液反应器。

背景技术

反应物至少一种在气相，至少一种在液相的非均相反应为气液反应，气液反应常在气液反应器中进行。

根据气液接触的方式，气液反应器可分为：气泡型(如鼓泡塔、板式塔、机械搅拌釜)、液滴型(如喷洒塔、喷射反应器、文丘里反应器)和液膜型(如填料塔、湿壁塔)。

对于填料塔类反应器，反应器内需设有进液机构、填料层、支撑格栅和液体再分布器，具体作用如下：

(1)填料层为反应气体和反应液体提供接触的场所。反应时，反应气体自下向上进入反应器，进液机构将反应液体自上向下送入反应器，反应气体和反应液体呈逆流在填料层接触并充分反应。

填料层在使用时会出现以下问题：填料层容易受到反应气体和反应液体的腐蚀，现有企业大多采用波纹丝网填料，这种填料由许多层波纹薄片组成，各波纹薄片的厚度大致为0.1-0.2mm。使用上述波纹丝网填料，企业大致需要每月更换一次反应器内的填料，大幅度增加反应器成本与工人的劳动强度。

(2)当反应液体沿填料层向下移动一定距离后，反应液体有逐渐向反应器内侧壁集中的趋势，使得塔壁附近的反应液体流量逐渐增加，造成气液两相在填料层中分布不均，传质效率降低，所以当反应器内的填料层较高时，填料层需要分段并且反应器内需设置液体再分布器，不仅增加了反应器的操作难度，还会进一步增加反应器成本。

(3)支撑格栅用于支撑、保持填料层为高度固定的床层，从而保持填料均匀一致的空隙结构，保证传质的稳定，防止在高压、瞬时负荷波动等情况下，填料层发生松动或跳动。

综上，现有气液反应器存在使用寿命短、需要较频繁更换填料层、生产成本高，并且需要加设液体再分布器保证反应液体在各个填料层分布均匀的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需频繁更换填料层的高效气液反应器。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：

高效气液反应器，包括筒体，筒体的两端分别开有底部进气口和顶部出气口，筒体内设有进液机构和支撑格栅，筒体内设有多层折流板，每层折流板由多个相互平行的板片组成，板片上均布有多个弯折单元；同一折流板上，相邻两个板片的弯折单元的弯折方向相反，并且相邻两个板片的弯折单元围合成流道，相邻折流板上的板片交错排布；板片的厚度为1.5-2mm。

本基础方案的工作原理和有益效果在于：

(1)现有波纹丝网填料的波纹薄片厚度为0.1-0.2mm，使用寿命大致为一个月，本反应器的多层折流板充当填料层，折流板上的板片厚度为1.5-2mm，折流板上的板片厚度是现有波纹薄片厚度的10-15倍，但是本折流板的使用寿命能够达到2-3年，是现有波纹薄片使用寿命的24-36倍，即本反应器中的折流板每个2-3年更换一次，极大的降低了反应器的生产成本，减轻了工人的劳动强度。

(2)同一折流板上，相邻两个板片的弯折单元的弯折方向相反，并且相邻两个板片的弯折单元围合成流道，所以本折流板呈类蜂窝状，反应气体和反应液体能够在流道内充分接触与反应，并且筒体内设有多层折流板，反应液体与反应气体能够进行多次充分接触与反应。另外，由于相邻折流板上的板片交错排布，即相邻折流板上的流道交错排布，反应液体自上向下流动时，每层折流板上的流道都将对反应液体再分布一次，有效的防止反应液体向筒体内侧壁集中，降低传质效率的问题，即多层折流板上流道的设置，不仅能够保证反应液体与反应气体的充分反应，而且每层折流板上的流道都将对反应液体再分布一次，无需额外设置液体再分布器，进一步降低了本反应器的生产成本。

进一步，所述流道与水平面形成第一夹角，所述第一夹角为55-60°。当流道与水平面形成的第一夹角＜55°时，板片对反应气体的阻力较大，反应液体与反应气体的传质速度较慢；当流道与水平面形成的第一夹角＞60°时，反应液体与反应气体的传质效率较低，即只有在流道与水平面形成55-60°的第一夹角时，反应液体与反应气体的传质效率较高，传质速度较快。

进一步，所述弯折单元包括第一弯折部和第二弯折部，第一弯折部和第二弯折部形成第二夹角，第二夹角为90°，加工较为简便。

进一步，所述流道的横截面为正方形，流道的尺寸范围为28×28-56×56。现有的波纹丝网填料的流道较小，并且波纹薄片易腐蚀，波纹丝网填料容易出现堵塞。本申请的流道远大于波纹丝网填料的流道，板片耐腐蚀能力较强，所以本申请几乎不会出现流道堵塞的问题。

进一步，所述进液机构包括伸入筒体上部的喷头，所述喷头为实心螺旋喷头。从实心螺旋喷头喷出的反应液体的纵截面为三角形，能够保证反应液体能够将筒体内的反应气体全面覆盖，进一步保证了反应液体和反应气体的充分反应。

附图说明

图1为本发明实施例的纵截面剖视图；

图2为本发明实施例的俯视图；

图3为本发明实施例单层折流板的结构示意图；

图4为图3中沿A-A方向的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：筒体1、底部进气口11、顶部出气口12、折流板2、板片21、流道22、弯折单元23、第一弯折部24、第二弯折部25、第一夹角26、第二夹角27、实心螺旋喷头31、支撑格栅4。

如图1-图4所示，高效气液反应器，包括筒体1，筒体1的两端分别设有底部进气口11和顶部出气口12，筒体1内设有进液机构和支撑格栅4。进液机构包括伸入筒体1上部的喷头，喷头为实心螺旋喷头31。

筒体1内设有多层折流板2(如图1和图3所示)，每层折流板2由多个相互平行的板片21组成(如图4所示)，板片21上均布有多个弯折单元23，弯折单元23包括尺寸相同的第一弯折部24和第二弯折部25，第一弯折部24和第二弯折部25形成的第二夹角27为90°；同一折流板2上，相邻两个板片21的弯折单元23的弯折方向相反，并且相邻两个板片21的弯折单元23围合成流道22，相邻折流板2上的板片21交错排布；板片21的厚度为1.5-2mm。流道22与水平面形成第一夹角26(如图3所示)，第一夹角26为55-60°。流道22的横截面为正方形，流道22的尺寸范围为28×28-56×56。

采用本气液反应器时，首先将反应气体从底部进气口11通入到筒体1内，反应气体在筒体1内自下向上扩散；反应液体通过进液机构的实心螺旋喷头31喷入筒体1内，反应液体在筒体1内自上向下流动。反应气体和反应液体能够在流道22内充分接触与反应，并且筒体1内设有多层折流板2，反应液体与反应气体能够进行多次充分接触与反应。另外，由于相邻折流板2上的板片21交错排布，即相邻折流板2上的流道22交错排布，反应液体自上向下流动时，每层折流板2上的流道22都将对反应液体再分布一次，即多层折流板2上流道22的设置，不仅能够保证反应液体与反应气体的充分反应，而且每层折流板2上的流道22都将对反应液体再分布一次，无需额外设置液体再分布器。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (5)

1.高效气液反应器，包括筒体，筒体的两端分别开有底部进气口和顶部出气口，筒体内设有进液机构和支撑格栅，其特征在于，筒体内设有多层折流板，每层折流板由多个相互平行的板片组成，板片上均布有多个弯折单元；同一折流板上，相邻两个板片的弯折单元的弯折方向相反，并且相邻两个板片的弯折单元围合成流道，相邻折流板上的板片交错排布；板片的厚度为1.5-2mm。

2.如权利要求1所述的高效气液反应器，其特征在于，所述流道与水平面形成第一夹角，所述第一夹角为55-60°。

3.如权利要求2所述的高效气液反应器，其特征在于，所述弯折单元包括第一弯折部和第二弯折部，第一弯折部和第二弯折部形成第二夹角，第二夹角为90°。

4.如权利要求3所述的高效气液反应器，其特征在于，所述流道的横截面为正方形，流道的尺寸范围为28×28-56×56。

5.如权利要求1-4中任意一项所述的高效气液反应器，其特征在于，所述进液机构包括伸入筒体上部的喷头，所述喷头为实心螺旋喷头。