CN109045974A - 一种降膜反应器 - Google Patents

Abstract

本发明属于吸收反应设备技术领域，具体公开了一种降膜反应器，包括反应器壳体，反应器壳体上部的侧壁开有进液口，反应器壳体内固定有上管板和下管板，上管板位于反应器壳体的上部且位于进液口的下方，下管板位于反应器壳体的下部；上管板上设有分液筒，上管板与下管板之间贯穿有多根导流管；分液筒下部的侧壁开有多个通孔，分液筒顶部的侧壁开有多个锯齿型槽；上管板的上方设有位于分液筒内的溢流板，分液筒与溢流板之间形成流道，导流管位于溢流板内，溢流板的顶部位于分液筒的上方，溢流板底部的高度低于导流管上部的高度；导流管的上部内设有降膜装置。使用本发明的降膜反应器，降膜均匀，可有效避免“干管”的现象。

Description

一种降膜反应器

技术领域

本发明属于吸收反应设备技术领域，尤其涉及一种降膜反应器。

背景技术

在化工生产过程中会产生一些有毒、有害气体，这些气体的存在不仅污染环境，还会危害人体健康，因此，需要对这些气体进行处理后再排放，目前一般使用吸收反应器处理这些有害气体。吸收反应器是一种高效节能设备，广泛应用于化工、制冷、余热回收等行业的生产中，降膜反应器是吸收反应器的一种。现有的降膜反应器一般是在壳体的侧面开有进液口，液体从进液口进入布液板，在布液板上形成一定液位后通过溢流，直接在导流管内壁形成液膜，液膜在重力的作用下沿导流管内壁向下流动，与通入的气体进行反应，除去气体中的有害成分。

降膜装置是降膜反应器的核心部件，其均匀布液能力直接影响降膜反应器的总体性能。现有降膜蒸发器中的降膜装置与导流管之间形成的间隙不能确保是均匀分布的，因此液体通过间隙流入导流管内时，液体容易分布不均。除此之外，上述降膜反应器的进液一般由导流管群的四周向中心流布，通常按等边三角形排列的导流管之间的间隙较小。由于进液流经导流管间曲折的间隙通道阻力的影响，中心部位导流管的溢流量显然会小于四周部分的导流管，特别是在导流管群直径较大时，这种影响十分明显，严重时甚至可导致中心部分缺乏进液溢流而形成“干管”。“干管”会影响气体的吸收，导致出现废料；而且导流管内部布液不均易使导流管内液膜太薄或形成干壁区,由于其与非干壁区温差较大,在应力的作用下易造成导流管变形损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种降膜反应器，以解决导流管内壁布液不均的问题。

为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种降膜反应器，包括反应器壳体，反应器壳体上部的侧壁开有进液口，反应器壳体内固定有上管板和下管板，上管板位于反应器壳体的上部且位于进液口的下方，下管板位于反应器壳体的下部；上管板上设有分液筒，上管板与下管板之间贯穿有多根导流管；分液筒下部的侧壁开有多个通孔；上管板的上方设有位于分液筒内的溢流板，分液筒与溢流板之间形成流道，导流管位于溢流板内，溢流板的顶部位于分液筒的上方，溢流板底部的高度低于导流管上部的高度；导流管的上部内设有使液体均匀分布在导流管内壁的降膜装置。

本基础方案的工作原理在于：通过进液口往反应器壳体内通入液体，小部分液体通过通孔直接进入分液筒，而其余的液体越过分液筒进入流道内，液体在上管板上流动，当上管板上的液位达到一定高度时，液体从导流管的四周流入导流管内，在降膜装置的作用下，液体能够均匀的分布在导流管的内壁上。

本基础方案的有益效果在于：

1、设置分液筒，只有当液体达到了一定高度后才可流入，减慢了液体进入的速度，同时也可使液体较为均匀的从各个方向流入。分液筒下部的侧壁开有多个通孔，通入液体时，通孔可起到分流的作用，使部分液体从通孔流入而其余液体从分液筒的上部溢流而入；反应完成后，上管板上的液体可通过通孔排出，避免上管板上产生积液。

2、设置溢流板，分液筒与溢流板之间形成流道，液体越过分液筒进入流道中，溢流板能够有效限制液体的流速、流量，避免液体由于流速、流量过大而直接通过降膜装置进入导流管内，导致导流管的内壁不能形成液膜。

进一步，分液筒顶部的周向开有多个锯齿型槽。分液筒顶部的周向开有多个锯齿型槽，液体在一定高度范围内均可流入，同时锯齿型槽的设置可使液体以缓慢涓流的方式溢流进入，溢流效果好。

进一步，降膜装置包括降膜反应头，降膜反应头的上部呈管状，下部呈开口面积从上到下逐渐增大的喇叭状；降膜反应头的底部与导流管内壁之间形成用于生成液膜的间隙；降膜反应头的侧壁上固定有至少两个沿周向均匀分布的L形限位块，降膜反应头的侧壁上固定有至少两个能与导流管内壁接触的中心定位块，中心定位块位于L形限位块的下方且沿降膜反应头的侧壁均匀分布；中心定位块远离降膜反应头的一侧设置为弧形。

降膜反应头上不带支承板，仅设置了中心定位块和L形限位块，降膜反应头的加工装配十分方便。降膜反应头可拆卸的安装在导流管的上部，安装降膜反应头时，由于中心定位块远离降膜反应头的一侧设置为弧形，降膜反应头可较为容易的伸入导流管中，中心定位块伸入导流管内后，中心定位块能够准确的控制降膜反应头与导流管之间的间隙，确保各处的间隙宽度一致。L形限位块对降膜反应头伸入的位置进行限制，并且对降膜反应头形成支撑，可使降膜反应头较为稳定的安装在导流管上。将降膜反应头的下部设置为喇叭状，与现有的降膜反应头相比，更有利于形成均匀分布的液膜。

进一步，降膜反应头底部与导流管内壁之间的间隙宽度设置为0.4-0.8mm。经过申请人的多次计算、试验发现，将间隙宽度设置为0.4-0.8mm，有助于形成符合实际需要的液膜。

进一步，L形限位块和中心定位块均设有两个，俯视观察，L形限位块和中心定位块分别位于降膜反应头前后左右四个方向。设置两个L形限位块即可较好将降膜反应头安装在导流管上，而设置两个相对设置的中心定位块，中心定位块可较好的对降膜反应头进行定位，使降膜反应头能与导流管的内壁形成宽度一致的间隙。L形限位块和中心定位块分别位于降膜反应头前后左右四个方向，这样设置，降膜反应头四边自动定心，且可最好的安装、固定降膜反应头，也有利于避免由于L形限位块和中心定位块聚集在一起而对流入的液体形成阻挡，导致不能形成均匀分布的液膜。

进一步，流道的宽度设置为15-30mm。液体越过分液筒进入流道中，流道会限制液体的流速、流量，将流道的宽度设置为15-30mm，能够有效避免液体由于流速、流量过大而直接通过降膜装置进入导流管内，导致导流管的内壁不能形成液膜。

进一步，多根导流管均匀的分布在上管板上，上管板上预留有便于液体从四周流向上管板中心的液体通道，液体通道的一端均与溢流板相对。液体在上管板内流动时会受到导流管对其施加的阻力，液体越往上管板的中心流动受到的阻力越大，因此液体液位在靠近溢流板的位置会高于靠近上管板中心的位置，四周部分的导流管的溢流量显然会高于中心部位导流管。在本发明中，设置液体通道，液体在液体通道内流动受到的阻力大大减少，加快了液体流向中心部位导流管的流动速度，使液体在上管板上较为均匀的分布,保证四周部分的导流管的溢流量与中心部位导流管尽量相同。

附图说明

图1是本发明一种降膜反应器实施例的结构示意图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是图1中降膜反应头的结构示意图；

图4是图3的俯视图；

图5是液体通道的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图1至5中的附图标记包括：反应器壳体10、进气口11、排液口12、排气口13、进液口14、上管板15、下管板16、导流管20、分液筒30、通孔31、锯齿型槽32、流道33、溢流板40、降膜反应头50、L形限位块51、中心定位块52、液体通道60。

如图1、图2所示，一种降膜反应器，包括反应器壳体10，反应器壳体10的顶部开有进气口11，反应器壳体10的底部开有排液口12，反应器壳体10上部的侧壁开有多个进液口14，在本实施例中，进液口14开设有八个，八个进液口14沿反应器壳体10侧壁的周向均匀分布。反应器壳体10下部的侧壁开有排气口13，经过处理的气体通过排气口13排出。反应器壳体10的内壁上焊接有上管板15和下管板16，上管板15位于反应器壳体10的上部且位于进液口14的下方，下管板16位于反应器壳体10的下部且位于排气口13的上方，上管板15、下管板16依次将反应器壳体10分隔为上部、中部和下部。上管板15的上表面焊接有上端开口的分液筒30，在本实施例中分液筒30设置为圆柱形，分液筒30的侧壁与进液口14相对，分液筒30下部的侧壁开有多个与上管板15连通的通孔31，多个通孔31沿分液筒30的周向均匀分布，分液筒30顶部的侧壁开有多个锯齿型槽32。上管板15的上方设有环形的溢流板40，溢流板40位于分液筒30内，溢流板40与分液筒30之间通过连接杆焊接为一体；分液筒30与溢流板40之间形成流道33，流道33的宽度设置为15-30mm。上管板15与下管板16之间贯穿有多根位于溢流板40内的导流管20，导流管20的上部焊接在上管板15上且与上管板15密封连接，导流管20的下部焊接在下管板16上且与下管板16密封连接。溢流板40的顶部位于分液筒30的上方，溢流板40底部的高度低于导流管20上部的高度。

结合图5所示，多根导流管20的上部贯穿上管板15并在上管板15上均匀分布，上管板15的固定位置不设置导流管20，通过在上管板15的固定位置不设置导流管20可形成供液体流动的液体通道60，液体通道60远离上管板15中心位置的一侧均与溢流板40相对。液体通道60可设置为“米”字形，也可设置为朝向上管板15中心处的放射状，流入的液体在液体通道60内流动受到的阻力相对较少，液体通道60的设置便于液体从四周流向上管板15的中心。

结合图3、图4所示，导流管20的上部内设有降膜装置，降膜装置包括降膜反应头50，降膜反应头50的上部呈管状，降膜反应头50的下部呈开口面积从上到下逐渐增大的喇叭状，降膜反应头50的直径均小于导流管20的内径，降膜反应头50的下部可拆卸连接在导流管20的上部内。降膜反应头50的底部与导流管20内壁之间形成用于生成液膜的间隙，降膜反应头50底部与导流管20内壁之间的间隙宽度设置为0.4-0.8mm。降膜反应头50的侧壁上焊接有两个L形限位块51，两个L形限位块51沿降膜反应头50侧壁的周向均匀分布。降膜反应头50的侧壁上焊接有两个位于L形限位块51下方的中心定位块52，两个中心定位块52沿降膜反应头50侧壁的周向均匀分布，中心定位块52远离降膜反应头50的一侧设置为弧形。俯视观察，L形限位块51与中心定位块52沿降膜反应头50侧壁的周向均匀分布，L形限位块51和中心定位块52分别位于降膜反应头50的前后左右四个方向。将降膜反应头50的下部安装在导流管20的上部内时，两个L形限位块51的上部均与导流管20的顶部接触，两个L形限位块51下部的侧壁均与导流管20的内壁接触，两个中心定位块52的侧壁均与导流管20的内壁接触。

具体实施过程如下：通过进液口14往反应器壳体10内通入液体，小部分液体通过通孔31直接进入分液筒30，而其余的液体越过分液筒30的锯齿型槽32进入流道33内，液体在上管板15上流动，当上管板15上的液位达到一定高度时，液体从导流管20的四周流入导流管20内，液体在导流管20与降膜反应头50形成的间隙间流动，在降膜反应头50的作用下，液体均匀的分布在导流管20的内壁上。通过进气口11往反应器壳体10内通入反应气体，反应气体通过降膜反应头50的上端开口然后进入导流管20内，反应气体与导流管20内的液膜进行反应，反应后的气体通过导流管20的下端口最后通过排气口13排出，而反应后的与液体通过排液口12排出。

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。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (7)

1.一种降膜反应器，包括反应器壳体，反应器壳体上部的侧壁开有进液口，反应器壳体内固定有上管板和下管板，上管板位于反应器壳体的上部且位于进液口的下方，下管板位于反应器壳体的下部；上管板上设有分液筒，上管板与下管板之间贯穿有多根导流管；其特征在于：分液筒下部的侧壁开有多个通孔；上管板的上方设有位于分液筒内的溢流板，分液筒与溢流板之间形成流道，导流管位于溢流板内，溢流板的顶部位于分液筒的上方，溢流板底部的高度低于导流管上部的高度；导流管的上部内设有使液体均匀分布在导流管内壁的降膜装置。

2.根据权利要求1所述的一种降膜反应器，其特征在于：分液筒顶部的周向开有多个锯齿型槽。

3.根据权利要求1或2所述的一种降膜反应器，其特征在于：降膜装置包括降膜反应头，降膜反应头的上部呈管状，下部呈开口面积从上到下逐渐增大的喇叭状；降膜反应头的底部与导流管内壁之间形成用于生成液膜的间隙；降膜反应头的侧壁上固定有至少两个沿周向均匀分布的L形限位块，降膜反应头的侧壁上固定有至少两个能与导流管内壁接触的中心定位块，中心定位块位于L形限位块的下方且沿降膜反应头的侧壁均匀分布；中心定位块远离降膜反应头的一侧设置为弧形。

4.根据权利要求3所述的一种降膜反应器，其特征在于：降膜反应头底部与导流管内壁之间的间隙宽度设置为0.4-0.8mm。

5.根据权利要求3所述的一种降膜反应器，其特征在于：L形限位块和中心定位块均设有两个，俯视观察，L形限位块和中心定位块分别位于降膜反应头前后左右四个方向。

6.根据权利要求3所述的一种降膜反应器，其特征在于：流道的宽度设置为15-30mm。

7.根据权利要求3所述的一种降膜反应器，其特征在于：多根导流管均匀的分布在上管板上，上管板上预留有便于液体从四周流向上管板中心的液体通道，液体通道的一端均与溢流板相对。