CN116272829B - 一种喷射反应器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种喷射反应器，涉及反应装置的技术领域，其包括外管和内管，所述内管穿过所述外管，所述外管和所述内管之间设有容纳腔，所述内管一端设为第一进料口，另一端设为出料口，所述外管上设有第二进料口，所述内管的侧壁上还开设有多个射流孔，所述内管内设有中心线与内管轴线重合的导流板，所述导流板从中心到边缘逐渐靠近出料口，所述射流孔靠近所述导流板。本申请具有提高喷射反应器的混合效率的效果。

Description

一种喷射反应器

技术领域

本申请涉及反应装置，尤其是涉及一种喷射反应器。

背景技术

喷射反应器是一种具有高强度混合效果的反应器形式，它通过流体高速喷射从而使得反应物之间可以相互剪切成微小颗粒充分混合，增加反应物各相之间的接触面积，能够强化传质与传热，加快反应速率，改善浓度和温度分布，抑制副反应，提高反应的选择性，因此喷射反应器特别适合于气液、液液等多相反应过程。随着经济发展和工业生产规模的扩大以及降低能耗的要求，喷射反应器也越来越要求趋于大型化，内部结构的多样化。

由于一股流体在另外一股流体中错流射流时，由于流体之间的相互作用，射流流股进入主流体中时只能达到一定的射流深度，当生产能力较大时，主体流的管路直径也相应较大，从射流孔喷射进入的流体不能在较短的时间内充分分散到主体流中，混合时间相应延长，混合效率不足以满足生产需求。

发明内容

本申请的目的是提供一种喷射反应器，用于提高喷射反应器的混合效率，满足更高的生产需求。

本申请提供的一种喷射反应器采用如下的技术方案：

一种喷射反应器，包括外管和内管，所述内管穿过所述外管，所述外管和所述内管之间设有容纳腔，所述内管一端设为第一进料口，另一端设为出料口，所述外管上设有第二进料口，所述内管的侧壁上还开设有多个射流孔，所述内管内设有中心线与内管轴线重合的导流板，所述导流板从中心到边缘逐渐靠近出料口，所述射流孔靠近所述导流板。

通过采用上述技术方案，第一种流体从第一进料口进入，第二种流体从第二进料口进入，第二种流体沿射流孔喷射进入并与第一种流体的外层混合，第一种流体经过导流板，在导流板的作用下，第一种流体流动的截面积缩小，从而使得第一种流体能够深入第二种流体的内层，由此第一种流体能够和第二种流体进一步混合，提高两种流体的混合效率，由此能够满足生产需求。

可选的，所有所述射流孔围绕导流板倾斜设置，且所述射流孔倾斜旋向相同。

通过采用上述技术方案，射流孔倾斜设置，并且所有射流孔相对内管轴线的旋向相同，当第一种流体沿射流孔进入内管内部后，第一种流体沿射流孔的旋向喷射，使得进入内管内部的第一种流体沿螺旋方向流动，由此延长第一种流体的流动路径，延长第一种流体和第二种流体的混合时间，由此进一步提高第一种流体和第二种流体的混合程度。

可选的，所述导流板的边缘处设有连接环，所述连接环远离导流板的一侧设有喷流组件，所述连接环上设有导流管，所述导流管一端连通到射流孔内，另一端穿入连接环内并连通喷流组件。

通过采用上述技术方案，射流孔内的第二种流体通过导流管进入喷流组件处，在导流板在导流第一种流体后，喷流组件位于第一种流体的内部，随后喷流组件将第二种流体喷向第一种流体，使得第二种流体从第一种流体的内部向外混合，配合射流孔中射出的第二种流体从外部混合第一种流体，使得第一种流体能够同时从内外两侧混合第二种流体，提高两种流体能够充分混合。

可选的，所述喷流组件包括转动连接在所述连接环上的套筒，所述套筒远离所述连接环的一侧开设有多个绕套筒轴线均匀分布的喷流孔，所述喷流孔旋向与所述射流孔旋向相同。

通过采用上述技术方案，第二种流体从在套筒内沿喷流孔喷出，同时带动套筒转动，由此第二种流体能够在圆周方向喷散，同时由于喷流孔旋向与射流孔旋向相同，第一种流体内外两侧的第二种流体旋向相同，进而减少气流对冲，降低流体扰动。

可选的，所述套筒远离所述连接环的一端封堵有挡块，所述挡块从边缘到中心逐渐向连接环凸起。

通过采用上述技术方案，第二种流体在套筒内部流动的过程中，第二种流体的流动的截面积逐渐缩小，进而提高第二种流体的流速，进而提高混合效率。

可选的，所述套筒内部设有多个连接套筒和挡块的分隔板，所述分隔板绕套筒的内壁螺旋设置，且相邻两个分隔板之间设置一个喷流孔，分隔板的旋向与所述喷流孔的朝向相同。

通过采用上述技术方案，相邻的分隔板形成了导流通道，并且导流通道的旋向与喷流孔的朝向相同，由此能够快速将流体导入对应的喷流孔内，降低流体散乱的可能。

可选的，所述内管靠近出料口一端的内壁设有若干导流块，导流块沿螺旋线方向分布，且所述导流块旋向与所述射流孔朝向相合。

通过采用上述技术方案，相邻的导流块形成导流槽，对流体导向，从而集束流体，减少流体散乱而造成动能和势能损耗，以及降低流体扰动。

可选的，所述套筒内部设有若干扇叶，扇叶绕套筒的轴线均匀分布。

通过采用上述技术方案，扇叶随套筒转动而转动，从而驱动套筒内的流体向喷流孔的方向移动，进而提高流体的动能，使得流体的混合效率提高。

可选的，沿流体的移动方向，所述内管正对所述喷流组件的位置的直径大于所述内管其他位置的直径。

通过采用上述技术方案，内管的直径逐渐变大，在此处内管的空间变大，使得流体扩散，进而驱使两种流体能够进一步混合，提高混合程度。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.导流板能够调整流体在内管内流动的截面积，进而提高两种流体的混合效率；

2.射流孔和喷流组件能够配合使用，使一种流体能够在另一种流体的内外两侧混合，提高混合效率以及混合程度；

3.相邻导流块之间形成的导流槽能够对流体导向，进而集束流体，进而降低流体的扰动，保持流体的动能和势能，降低能量损耗。

附图说明

图1是本申请实施例的外部结构示意图；

图2是本申请实施例的内部结构示意图；

图中，1、内管；11、第一进料口；12、出料口；13、射流孔；2、外管；21、第二进料口；3、导流板；4、导流管；5、连接环；6、喷流组件；61、套筒；611、喷流孔；62、挡块；63、分隔板；64、扇叶；7、导流块。

具体实施方式

以下结合附图1-附图2，对本申请作进一步详细说明。

实施例：一种喷射反应器，参照图1和图2，包括同轴线固接的内管1和外管2，内管1贯穿外管2，且内管1两端均穿出外管2。内管1的一端设置为第一进料口11，另一端设置为出料口12，外管2和内管1之间设有容纳腔，外管2上连通有第二进料口21，外管2靠近出料口12一端的管口逐渐直至固定在内管1的外壁上。内管1上开设有多个绕内管1均匀分布的射流孔13，射流孔13连通容纳腔和内管1的内部。其中，射流孔13相对于内管1的轴线斜下设置。

其中一种流体从第一进料口11进入，另一种流体从第二进料口21进入，流体在容纳腔内暂存，并在射流孔13中流入内管1中，第二种流体在射流孔13的导向下，沿内管1内壁螺旋流向出料口12，在此过程中，延长流体的流动路径，从而加长两种流体的混合时间，进而提高混合程度。

在内管1的内部设有导流板3，导流板3设置为圆锥状，导流板3的中心线与内管1的轴线重合，导流板3的尖端朝向第一进料口11。导流板3靠近出料口12的一侧固定连接有连接环5，连接环5的轴线和内管1的轴线重合。

连接环5和内管1之间设有多个连接两者的导流管4，所有导流管4绕连接环5均匀分布，导流管4一端安装在内管1上，并且连通一个射流孔13，导流管4另一端安装在连接环5上，并且导流管4连通到连接环5所围成的区域。

连接环5远离导流板3的一侧设有喷流组件6，喷流组件6包括与连接环5同轴线的套筒61，且连接环5远离导流板3的一端与套筒61转动连接，套筒61远离连接环5的一端固定连接有挡块62。套筒61远离连接环5的一端的边缘处开设有若干均匀分布的喷流孔611，所有喷流孔611倾斜设置，且沿相对与套筒61倾斜相同的角度。流体从套筒61内部沿喷流孔611流出，并且流体的动能驱动套筒61转动，套筒61转动的方向与射流孔13的旋向相反，由此射流孔13中的流体和喷流孔611中的流体不会对冲，从而降低流体扰动。

当两种流体经过导流板3后，导流板3、连接环5和套筒61缩小了流体流经的流通面积，从而使得两种流体能够尽快混合，另外在导流板3的作用下，位于内管1轴线部位的流体能够移动到靠近内管1内壁的位置，随后，另一种流体能够沿导气管进入连接环5和套筒61内部，并沿喷流孔611流出，在套筒61转动过程中，一种流体能够从另一种流体内部混合，进一步提高两种流体的混合效率。

为了提高喷流孔611内部流体的流速，挡板正对导流板3的一侧设置为弧形，且从边缘到中间逐渐向靠近导流板3的一侧凸起，由此通过缩小流通面积而增加流速。在挡板和套筒61内壁之间固定连接有多个绕套筒61轴线均匀分布的分隔板63，相邻两个分隔板63之间设置一个喷流孔611。分隔板63相对套筒61轴线的斜度与喷流孔611相对套筒61轴线的斜度相同。

套筒61内部还固定连接有多个扇叶64，所有扇叶64在同一平面上，且所有扇叶64绕套筒61轴线均匀分布。扇叶64一端固定在套筒61内壁上，另一端在套筒61的轴线上与其他扇叶64固定连接。

在套筒61转动时，扇叶64随套筒61转动而转动，从而驱动套筒61内的流体向喷流孔611的方向移动，进而提高流体的动能，使得流体的混合效率提高。

内管1靠近喷流组件6的位置设置为弧形，即内管1的直径逐渐变大再变小，在此处内管1空间变大，流体扩散，使得两种流体能够进一步混合。

内管1上位于弧形部位靠近出料口12的一端内部固定连接有多个导流块7，导流块7沿螺旋线的方向分布再内管1的内壁上，且导流块7的分布方向与流体的流动旋向相同，相邻两个导流块7之间形成导流槽，流体在内管1弧形部位散乱，用于混合，随后流体沿导流槽流动，再次集束流体，减少流体散乱而造成动能和势能损耗，以及降低流体扰动。

本申请实施例的实施原理为：一种流体从第一进料口11进入内管1，另一种流体从第二进料口21进入容纳腔，并沿射流孔13进入内管1，另一种流体再射流孔13的导向下快速与一种流体的外层混合，随后一种流体沿导流板3移动，并且另一种流体通过喷流孔611快速混合到一种流体的内层，由此使得两种流体的快速且充分混合。

本具体实施方式的实施例均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种喷射反应器，包括外管(2)和内管(1)，所述内管(1)穿过所述外管(2)，所述外管(2)和所述内管(1)之间设有容纳腔，所述内管(1)一端设为第一进料口(11)，另一端设为出料口(12)，所述外管(2)上设有第二进料口(21)，所述内管(1)的侧壁上还开设有多个射流孔(13)，其特征在于，所述内管(1)内设有中心线与内管(1)轴线重合的导流板(3)，所述导流板(3)从中心到边缘逐渐靠近出料口(12)，所述射流孔(13)靠近所述导流板(3)，所有所述射流孔(13)围绕导流板(3)倾斜设置，且所述射流孔(13)倾斜旋向相同，所述导流板(3)的边缘处设有连接环(5)，所述连接环(5)远离导流板(3)的一侧设有喷流组件(6)，所述连接环(5)上设有导流管(4)，所述导流管(4)一端连通到射流孔(13)内，另一端穿入连接环(5)内并连通喷流组件(6)，所述喷流组件(6)包括转动连接在所述连接环(5)上的套筒(61)，所述套筒(61)远离所述连接环(5)的一侧开设有多个绕套筒(61)轴线均匀分布的喷流孔(611)，所述喷流孔(611)旋向与所述射流孔(13)旋向相同，所述套筒(61)远离所述连接环(5)的一端封堵有挡块(62)，所述挡块(62)从边缘到中心逐渐向连接环(5)凸起。

2.根据权利要求1所述的一种喷射反应器，其特征在于，所述套筒(61)内部设有多个连接套筒(61)和挡块(62)的分隔板(63)，所述分隔板(63)绕套筒(61)的内壁螺旋设置，且相邻两个分隔板(63)之间设置一个喷流孔(611)，分隔板(63)的旋向与所述喷流孔(611)的朝向相同。

3.根据权利要求1所述的一种喷射反应器，其特征在于，所述内管(1)靠近出料口(12)一端的内壁设有若干导流块(7)，导流块(7)沿螺旋线方向分布，且所述导流块(7)旋向与所述射流孔(13)朝向相合。

4.根据权利要求1所述的一种喷射反应器，其特征在于，所述套筒(61)内部设有若干扇叶(64)，扇叶(64)绕套筒(61)的轴线均匀分布。

5.根据权利要求1所述的一种喷射反应器，其特征在于，沿流体的移动方向，所述内管(1)正对所述喷流组件(6)的位置的直径大于所述内管(1)其他位置的直径。