CN201320465Y - 内置式螺旋导流双层反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型内置式螺旋导流双层反应器，立式外釜体内有带受电机带动的搅拌器的立式内釜体，内、外釜体间有由位于内釜体外壁上的螺旋翅片形成的螺旋上升流道，内釜体壁相对螺旋上升流道上、下部的位置分别有与螺旋上升流道相通的内釜上、下通道，内釜体顶部和底部分别有气相入口、液相入口及液相出口，外釜体上部有与螺旋上升流道相通的气相出口。反应介质的基本流态是内釜以内为紊流，内、外釜之间为层流，液相相通，但内、外釜釜顶气相空间相互隔离，达到液相全返混，气相活塞式连续推进反应的目的。本实用新型结构紧凑、反应前后气相品种清晰，可准确计量配方，反应后析出的气相产品品质目标容易控制，反应传质效率高，可节省建设投资。

Description

内置式螺旋导流双层反应器

技术领域：

本实用新型与用于化工领域的在液相中的二元或多元气体进行反应的内置式螺旋导流双层反应器有关。

背景技术：

化学反应器是化工生产过程中的关键设备，不同的化工产品及其生产过程，都有不同工艺条件的要求，“反应器”的装备技术水平，将直接影响到生产效率，产品品质，原材料消耗，能源消耗，安全环保等生产要素。某化学反应过程，要求参与反应的液相是全返混的连续相介质，参与反应的气相，包括二元或多元气相，是不可逆的、活塞式推进的分散相介质，并且要求气相进入液相时，处于均匀分散的传质状态，这是一般塔式反应器或静态混合反应器很难解决的问题。特别是一些新工艺、新产品的开发项目，反应器往往成了项目成败的技术瓶颈。因此，反应器的技术进步和创新，始终是化学工业发展的重要科研课题。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为了提供一种结构紧凑、反应前后气相品种清晰，可准确计量配方，反应后析出的气相产品品质目标容易控制，反应传质效率高，可节省建设投资的内置式螺旋导流双层反应器。

本实用新型的目的是这样来实现的：

本实用新型内置式螺旋导流双层反应器，其特征是在立式外釜体内有带受电机带动的搅拌器的立式内釜体，内、外釜体间有由位于内釜体外壁上的螺旋翅片形成的螺旋上升流道，内釜体壁相对螺旋上升流道上、下部的位置上分别有与螺旋上升流道相通的内釜上通道、内釜下通道，内釜体顶部和底部分别有气相入口、液相入口及液相出口，外釜体上部有与螺旋上升流道相通的气相出口。

上述的搅拌器中的搅拌轴从内釜体底部伸入内釜体的一端上从上到下分别装有三维三元流叶片、渐开线扭曲叶片，三维三元流叶片主要功能是将气相吸入液相，并将气相均匀分散于液相，渐开线扭曲叶片主要功能是将气、液相充分混合且反应充分后，达到活塞式推进反应的目的。

上述的搅拌轴位于内釜体外端上装有动密封。

上述的螺旋翅片与外釜体内壁间间隙δ在0.2～0.5mm间。

上述的外釜体上、下端装有与螺旋上升流道相通的液位计，可测试内、外釜体液位的高差，搅拌器停止时，内、外釜体液位相等，搅拌器转动时，外釜体的液位逐步上升，内釜的液位逐步下降，形成动态高度差，搅拌器转速越高，液相全循环的推动速度越大，反应推动力越大，反应加快，因此变换转速，可有效控制反应转换效率，以及反应成品的品质。

上述的外釜体外壁上装有带冷媒进、出口的冷媒夹套，外釜体外壁上装夹套可直接与冷媒或热媒换热，满足放热反应或吸热反应的要求，需增加换热工艺时，冷媒从夹套的冷媒进口进入，从冷媒出口排出，冷媒可连续工作。

本实用新型工作时，动力电机通过传动轴及动密封，将旋转动力传递给搅拌器，完成对介质的传质搅拌；参与反应的气、液相介质从内釜体上的气相入口、液相进入，沿内、外釜体之间的螺旋上升流道上升，气相从外釜体上部气相出口排出，液相从内釜体下端液相出口排出，气、相介质进出口为连续工作，液相进、出口可以是连续，也可以是不连续工作。

本实用新型中的立式反应釜中内置冷却带搅拌器的立式反应釜，两釜之间的夹层，又设置全程螺旋翅片导流上升流道。气相是从内釜的顶部连续吸入至内釜的液相，并通过特殊的搅拌叶片组，达到自动吸入和均匀分散的传质效果，气液相充分混合反应后的介质从釜体下端的内釜下通道，强制性推入与外釜之间的夹套，并沿着螺旋翅片形成的螺旋上升流道上升至外釜的气相空间，进入螺旋上升流道的介质流速比较釜内介质的沿釜壁流速已大大降缓，由紊流层变为层流层，反应后的气、液相因密度差，在螺旋流道中自动形成上下分离状态，密度相对较小的气相沿着螺旋翅片的下螺旋面上升，密度相对较大的液相沿着螺旋翅片的上螺旋面上升，在螺旋翅片中的液相上升达到内釜的气相空间高度后，又通过内釜体上端的内釜上通道，连续回流至内釜的气相空间，再随搅拌器进入液相，达到全返混的目的，而反应后的气相却不能进入内釜，并连续经外釜上部空间排出，基本上不与反应之前的气相混合，达到活塞式推进反应的目的。

本实用新型具有如下优点：

(一)、本实用新型在流程过程控制中，相对于塔式反应器，内循环代替了外循环返料，优化了工艺条件；

(二)、反应前后气相品种清晰，便于计量配方和控制产品品质；

(三)、因设置有动力搅拌，反应传质效率高；

(四)、连续相如有触媒的话，液相中的触媒分布状态较好，触媒品质不易失效；

(五)、结构紧凑，可节省建设投资。

附图说明：

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1中的I部放大图。

具体实施方式：

参见图1，立式外釜体4安装在平法兰15的静密封面上。在立式外釜体内有带受电机1带动的搅拌器3的立式内釜体6。内、外釜体间有由焊接于内釜体外壁上的螺旋翅片5形成的螺旋上升流道18。内釜体壁相对螺旋上升流道上、下部的位置上分别有与螺旋上升流道相通的内釜上通道10、内釜下通道13。内釜体顶部和底部分别有气相入口8、液相入口7及液相出口16。外釜体上部有与螺旋上升流道相通的气相出口9。搅拌器3中的搅拌轴19从内釜体底部伸入内釜体的一端上从上到下分别装有三维三元流叶片3A、渐开线扭曲叶片3B。搅拌轴位于内釜体外端上装有动密封2。外釜体上、下端装有与螺旋上升流道相通的液位计17。外釜体外壁上装有带冷媒进口14、出口11的冷媒夹套12。

参见图2，螺旋翅片与外釜体内壁间间隙δ在0.2～0.5mm间。

本实用新型工作时，反应介质的基本流态是内釜以内为紊流，内、外釜之间为层流，液相相通，但内、外釜釜顶气相空间相互隔离，达到液相全返混，气相活塞式连续推进反应的目的。

Claims (6)

1、内置式螺旋导流双层反应器，其特征在于在立式外釜体内有带受电机带动的搅拌器的立式内釜体，内、外釜体间有由位于内釜体外壁上的螺旋翅片形成的螺旋上升流道，内釜体壁相对螺旋上升流道上、下部的位置上分别有与螺旋上升流道相通的内釜上通道、内釜下通道，内釜体顶部和底部分别有气相入口、液相入口及液相出口，外釜体上部有与螺旋上升流道相通的气相出口。

2、如权利要求1所述的内置式螺旋导流双层反应器，其特征在于搅拌器中的搅拌轴从内釜体底部伸入内釜体的一端上从上到下分别装有三维三元流叶片、渐开线扭曲叶片。

3、如权利要求2所述的内置式螺旋导流双层反应器，其特征在于搅拌轴位于内釜体外端上装有动密封。

4、如权利要求1或2或3所述的内置式螺旋导流双层反应器，其特征在于螺旋翅片与外釜体内壁间间隙δ在0.2～0.5mm间。

5、如权利要求1或2或3所述的内置式螺旋导流双层反应器，其特征在于在外釜体上、下端装有与螺旋上升流道相通的液位计。

6、如权利要求1或2或3所述的内置式螺旋导流双层反应器，其特征在于外釜体外壁上装有带冷媒进、出口的冷媒夹套。