CN1112234C - 气液固三相循环反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种气液固三相循环反应器，由主反应器、气液分离室、液固分离室和气体分布器组成，气液分离室位于主反应器上方，液固分离室与主反应器的下部连通，主反应器和液固分离器的底部设有循环管，主反应器的上部和循环管的下部通过提升管相连，气体分布器位于反应器的底部。本发明设计的反应器，既提高了传质效果，又使得反应器中固体颗粒分布均匀，同时还适应高气速、低液速的操作过程。
Description
技术领域
本发明涉及一种气液固三相反应器，属于化工设备技术领域。
背景技术
在工业应用领域，存在着许多强放热、快速反应的气液固三相过程，如有机过氧化物的固体酸催化分解，合成气制甲醇、二甲醚等。对于强放热快速反应，如果采用固定床反应器存在移热比较困难，床层的径向、轴向温度分布不均匀的问题，严重时甚至会出现飞温现象，使得反应过程难以控制。因此，对此类反应通常选用流化床反应器。气液固三相反应通常在固体颗粒表面或内部进行，所以强放热快速反应要求反应器中颗粒分布均匀，而普通的三相流化床反应器颗粒轴向分布不均匀，难以满足上述要求。普通的三相环管反应器和循环流化床反应器中气液固并流，传质效果不太理想，反应器效率较低，同时，普通的三相环管反应器和循环流化床反应器不适合高气速、低液速的反应过程，因为在这种情况下颗粒循环难以实现。
发明内容
本发明的目的是设计一种气液固三相循环反应器，改变已有技术的结构，以提高传质效果，从而提高反应器效率。
本发明设计的气液固三相循环反应器，由主反应器、气液分离室、液固分离室和气体分布器组成，气液分离室位于主反应器上方，液固分离室与主反应器的下部连通，主反应器和液固分离器的底部设有循环管，主反应器的上部和循环管的下部通过提升管相连，气体分布器位于反应器的底部。
本发明设计的气液固三相循环反应器，综合了普通三相流化床反应器、环管反应器和循环流化床反应器的优点，克服了它们存在的不足。该反应器的主反应器中液固下行，与上行的气体逆流接触，既提高了传质效果，又使得反应器中固体颗粒分布均匀，同时还适应高气速、低液速的操作过程。另外，反应器中有一液固循环系统，可根据不同的反应过程调节液固循环量，能较好地解决普通的三相流化床反应器和环管反应器颗粒不能循环和循环调节范围小的问题。
附图说明
图1为本发明设计的气液固三相循环反应器示意图。
图2为本发明设计的气液固三相循环反应器操作示意图。
具体实施方式
图1为本发明设计的气液固三相循环反应器示意图。1是主反应器；2是提升管；3是循环管；4是气液分离室；5是液固分离室；6是气体分布器；7是提升管气体入口；8是主反应器气体入口；9是液体入口；10是颗粒进料口；11是液体出口；12是气体出口；13是颗粒出料口。
本发明设计的三相循环反应器，由主反应器1、提升管2、液固循环管3、气液分离室4、液固分离室5及其它一些附件组成。进入主反应器的固体颗粒(催化剂)从其底部离开，经循环管由提升管输送返回至其的上部，实现颗粒循环使用。液体从提升管下部通入，在提升管中进行反应，同时被输送至主反应器继续进行反应。主反应器中进行的反应可以与提升管中的反应相同也可以不同。主反应器中的部分产物经液固分离室后排出，另一部分随固体颗粒从主反应器底部离开，经循环管由提升管输送返回至主反应器的上部，实现液固循环。气体分别从提升管底部和主反应器下部通入，从提升管通入的气体既是液固循环的动力来源，也可在提升管中参与反应；从主反应器下部通入的气体既起到搅拌的作用，也可参加反应。这二股气体均在主反应器上部的气液分离室与液体分离后由气体出口排出。气体既参与反应又起搅拌减少传质、传热阻力的作用。此外，提升管和主反应器中的气体可以是相同或不同的反应物，也可以是惰性气体。对于反应过程中有气体产生的体系，可以视实际情况确定是否通入一定量的气体。提升管既是反应器又是三相循环的推动器，具有双重功能。与提升管中气液固快速并流上行不同，主反应器内液固并流下行、气体上行。
图2为本发明设计的气液固三相循环反应器操作示意图。固体颗粒(催化剂)由颗粒进料口10进入主反应器1，与气液进行反应。由于重力的作用，固体颗粒(催化剂)下行从主反应器1底部离开，经循环管3由提升管2输送返回至主反应器1的上部，实现颗粒循环使用。固体颗粒需要更换时，可从颗粒出料口13排出。液体从提升管2下部的液体入口9加入，在提升管2中进行反应，同时被输送至主反应器1，继续在主反应器1中进行反应。一部分液体经液固分离室5由液体出口11排出，另一部分随固体颗粒从主反应器1底部离开，经循环管3由提升管2输送返回至主反应器1的上部，实现液固循环。气体分别从提升管底部气体入口7和主反应器下部气体入口8加入。提升管2中的气体既是液固循环的动力来源，也可在提升管2中参与进行反应；主反应器1中气体既可参加反应，也起到搅拌的作用。这二股气体均在主反应器上部的气液分离室4与液体分离后由气体出口12排出。对于反应过程中有气体产生的体系，可以视实际情况确定是否通入一定量的气体。
Claims (1)
1、一种气液固三相循环反应器，该反应器包括主反应器、气液分离室、液固分离室和气体分布器，气液分离室位于主反应器上方，气体分布器位于反应器的底部，其特征在于，所述的液固分离室与主反应器的下部连通，主反应器和液固分离室的底部设有循环管，主反应器的上部和循环管的下部通过提升管相连，进入主反应器的固体催化剂颗粒从主反应器底部离开，经循环管由提升管输送返回至主反应器的上部，实现颗粒循环使用，液体从提升管下部通入，在提升管中进行反应，同时被输送至主反应器继续进行反应；主反应器中的部分产物经液固分离室后排出，另一部分随固体颗粒从主反应器底部离开，经循环管由提升管输送返回至主反应器的上部，实现液固循环；气体分别从提升管底部和主反应器下部通入。
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