CN204395961U - 一种具有内置换热挡板的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器 - Google Patents
一种具有内置换热挡板的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供了一种具有内置换热挡板的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，具有：反应器本体；搅拌轴；在所述搅拌轴上设置有一个或多个搅拌器；在所述反应器本体内沿反应器本体内壁设置两块以上挡板，所述挡板是中空的、内部可流通热交换介质的具有换热能力的换热挡板。本实用新型的具有内置换热挡板的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，克服了夹套式和蛇形盘管式换热器传热能力的不足，极大地增加了聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器内的传热面积，提高了传热能力。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种搅拌设备，具体涉及一种具有内置换热挡板的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器。
背景技术
搅拌式反应器是目前石油、化工、制药、冶金等领域中使用最为广泛的反应器，它是单相或多相流体进行质量、动量和能量传递以及化学反应的重要单元设备，具有混合效果好、相接触面积大、传热和传质效率高等特点。同时，大多数搅拌过程都涉及到传热与搅拌槽内部的温度分布问题，如伴有较大热效应的聚合反应，反应器内的温度是否均匀以及传热速率的高低对整个反应过程以及产品的质量有着决定性的影响。如果温度场分布不均匀将造成局部温度过高而引起局部爆聚，进而造成产品质量下降，影响生产。故而，在反应器内进行放热反应时，须借助其他设备将其产生的反应热移除体系之外，反应才能稳定进行。如果反应器中放热速率超过散热速率，导致反应体系能量积累，温度上升，反应速率进一步加快，将发生化学反应失控，使整个生产过程中达不到预先设计的理论上的反应效果，并产生严重的事故隐患。因此提高搅拌釜内的传热效果，控制搅拌釜内的反应温度，是工业上非常重要的问题。
搅拌釜内的换热方式最常用的主要有两种，分别(1)在搅拌釜外壁上安装有加热(或冷却)的夹套，(2)在搅拌釜内放置螺旋盘管。
在两种主要传热类型中，夹套换热搅拌釜的传热最为常见，该形式的传热面需要分析的变量最少，并且在设备成本和操作的经济性上有一定的优点，但其对一定的釜容积而言，传热面积小，并且在釜制成后，几乎不可能在调整夹套的传热面积。螺旋盘管的优点在于，在一定的工艺流体体积条件下可以得到大量的传热面积，然而一般来说盘管造价更高并且维修更加困难。为了增加传热面积可以使用多层盘管，由于两层盘管之间流型的相互干扰，即使增加的第二层盘管的管径和传热面积与第一层盘管相同，总传热速率与单层盘管的传热 速率相比也不会提高一倍。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种进一步强化换热能力的具有内置换热挡板的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器。
本实用新型的技术方案(1)，提供一种具有内置换热挡板的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，具有：反应器本体；搅拌轴；在所述搅拌轴上设置有一个或多个搅拌器；在所述反应器本体内沿反应器本体内壁设置两块以上挡板，所述挡板是中空的、内部可流通热交换介质的具有换热能力的换热挡板。
本实用新型的技术方案(2)，所述中空的具有换热能力的换热挡板的个数是2-6块，形状是片状的，具有用于流通热交换介质的内腔，所述换热挡板上部和下部分别连通热交换介质引导管，用于引入或引出热交换介质。
本实用新型的技术方案(3)，各个换热挡板的上部通过上环形管相互流体连通，并且各个换热挡板的下部通过下环形管相互流体连通，以使各个换热挡板的内腔形成整体流体连通的空间，所述热交换介质引导管包括上热交换介质引导管和下热交换介质引导管，其中上热交换介质引导管与上环形管相流体连通，下热交换介质引导管与下环形管相流体连通，以用于引入或引出热交换介质。
本实用新型的技术方案(4)，所述上环形管和下环形管设置在反应器本体内部，或者设置在反应器本体外部。
本实用新型的技术方案(5)，所述热交换介质引导管包括上热交换介质引导管和下热交换介质引导管，所述上热交换介质引导管和下热交换介质引导管的数量与换热挡板的数量相等，并且分别与各个换热挡板的上部和下部相连通，用于分别引入或引出热交换介质。
本实用新型的技术方案(6)，所述换热挡板的外表面设置多个突起，使其外表面形成凹凸不平的形状。
本实用新型的技术方案(7)，在换热挡板的外表面设置均匀的突起，所述突起为多个矩阵排列的四棱台形状的突起，或者为多个矩阵排列的三棱柱形状的突起。
本实用新型的技术方案(8)，挡板的内表面设置多个突起，使其内表面形 成凹凸不平的形状。
本实用新型的技术方案(9)，形成该换热挡板的板材通过压制成型，以在该换热挡板的内表面和外表面上均形成突起。
本实用新型的技术方案(10)，所述换热挡板可拆卸的连接于反应器本体内壁上。
本实用新型的各技术方案具有有益的技术效果。
本实用新型的技术方案(1)，设置中空的具有换热能力的换热挡板，克服了夹套式和蛇形盘管式换热器传热能力的不足，极大地增加了聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器内的传热面积，提高了搅拌式反应器内的传热能力。
本实用新型的技术方案(2)，所述中空的具有换热能力的换热挡板是片状的，制造加工容易，可以减少设备制造过程中材质的消耗。
本实用新型的技术方案(3)和(4)，使各个换热挡板的内腔形成整体流体连通的空间，从而可以简化操作，提高传热效率。
本实用新型的技术方案(6)和(7)，在换热挡板的外表面设置突起，如：四棱台形状的突起，或者三棱柱形状的突起，强化了反应器内流体的湍动状况，从而进一步提高了搅拌式反应器内的传热效率。
本实用新型的技术方案(8)，挡板的内表面设置多个突起，强化挡板内部湍流及传热性能，从而进一步提高了搅拌式反应器内的传热效率。
本实用新型的技术方案(10)，所述换热挡板可拆卸的连接于反应器本体内壁上，方便了换热挡板的拆卸。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器的纵剖视结构示意图；
图2为图1中A-A向的剖视图；
图3为本实用新型一个实施例的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器内具有换热能力的挡板的立体示意图；
图4为图3中的挡板的局部外表面结构示意图(四棱台)；
图5为本实用新型另一个实施例的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器内具有换热能力的挡板的立体示意图；
图6为图5中的挡板的局部外表面结构示意图(三棱柱)；
图7为图5中的挡板的局部左视结构示意图。
具体实施方式
通过如下附图对本实用新型的技术进行进一步的说明
图1为本实用新型实施例的搅拌式反应器的剖视结构示意图；图2为图1中A-A向的剖视图。通过图1，图2可以看出，本实用新型实施例的搅拌式反应器，具有筒状的反应器本体1，在反应器本体1内设置搅拌轴11，在搅拌轴上设置两层搅拌器12。在反应器本体1内沿反应器本体1的内壁均匀设置4块换热挡板2，这些换热挡板2是中空的具有换热能力的换热挡板。
作为优选的例子，该换热挡板2是片状的中空换热挡板，其上部和下部分别具有上热交换介质引导管31和下热交换介质引导管32。
特别优选地，各个换热挡板2的上部与下部分别通过上环形管41和下环形管42相流体连通，从而使各个换热挡板2内腔的形成整体流体连通的空间。上热交换介质引导管31和下热交换介质引导管32分别与上环形管41和下环形管42流体连通，用于引入或引出热交换介质。
作为一种变化，所述换热挡板2的个数可以不限于4块，可以是2块、3块、或6块，特别优选的是设置6块，符合全挡板条件。搅拌器的数量和型式可能根据需要进行选择。
另外，也可以不设置上环形管41和下环形管42，所述上热交换介质引导管31和下热交换介质引导管32的数量也可以与换热挡板的数量相等，从而分别设置在各个换热挡板2的上部和下部，用于分别引入或引出热交换介质。
所述上环形管41和下环形管42优选如图1、2所示设置在反应器本体1内部，这样可以一定程序地增大换热面积，但也可以设置在反应器本体1外部。
至于上热交换介质引导管31和下热交换介质引导管32，如果用于冷却，热交换介质从下向上流动。如果用于加热，热交换介质从上向下流动
优选地，为了强化热交换，所述换热挡板的外表面优选设置多个突起，使其外表面形成凹凸不平的形状。特别优选地是在换热挡板的外表面设置均匀的突起。
还可根据不同的反应器内流型以及流体性质，对挡板外表面结构进行不同的选择。
图3-4，和图5-7为不同形式的换热挡板外表面结构示意图。图3和图4所示的换热挡板的外表面设置有多个矩阵排列的四棱台形状的突起。
图5-7所示的换热挡板的外表面设置有矩阵排列的三棱柱形状(即：脊形)的突起。
使用这种形式的挡板，其换热面积可以提高2-3倍，同时，换热表面的凹凸不平增加了反应器内流体的湍动状况。
进一步优选的，挡板的内表面也优选设置多个突起，使其内表面形成凹凸不平的形状。
特别优选地是在换热挡板的内表面也设置均匀的突起。
上述突起相当于在挡板内部增加了插翅片，从而增加了挡板内部热交换介质的湍动状况，通过这些共同的作用，提高换热挡板的换热能力。
特别优选的是，换热挡板的内外表面同时具有突出，如图7所示。为了方便加工，优选形成该换热挡板的板材通过压制同时形成内外两面均匀的突起。
当需要对反应器内部进行加热时，加热蒸汽从换热挡板2的上热交换介质引导管31处进入，通过上环形管41到达换热挡板2的内腔，并在内腔内与反应器内的流体进行热量交换。交换能量后冷凝液进入下环形管42，从下热交换介质引导管32处流出换热挡板2.
当反应器内部流体需要冷却时，冷却介质从换热挡板2的下热交换介质引导管32处进入，通过下环形管42到达换热挡板2的内腔，并移除反应器内流体的热量，交换热量后的冷却介质进入上环形管41，然后从上热交换介质引导管31流出换热挡板。
具有换热能力的挡板2与反应器本体1内壁之间为活动连接，便于换热挡板的拆卸；所述的活动连接可以为设置于挡板2与反应器本体1上支撑件6通过螺栓相可拆卸连接。
根据本实施例的搅拌式反应器，所述挡板2具有换热能力，克服了夹套式和蛇形盘管式加热器各自传热能力的不足，极大地增加了搅拌式反应器内的传热面积，从而提高了搅拌式反应器内的传热效率。
优选的，表面具有突起的挡板，使挡板具有强化搅拌槽反应器内湍流及传热性能的双重功能。
同时，具有换热能力的挡板还可减少设备制造过程中材质的消耗，简化需要换热内构件的搅拌式反应器的设计。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
Claims (10)
1.一种具有内置换热挡板的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，具有：
反应器本体；
搅拌轴；
在所述搅拌轴上设置有一个或多个搅拌器；
在所述反应器本体内沿反应器本体内壁设置两块以上挡板，
其特征在于，所述挡板是中空的、内部可流通热交换介质的具有换热能力的换热挡板。
2.根据权利要求1所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征在于，
所述中空的具有换热能力的换热挡板的个数是2-6块，形状是片状的，具有用于流通热交换介质的内腔，所述换热挡板上部和下部分别连通热交换介质引导管，用于引入或引出热交换介质。
3.根据权利要求2所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征在于，
各个换热挡板的上部通过上环形管相互流体连通，并且各个换热挡板的下部通过下环形管相互流体连通，以使各个换热挡板的内腔形成整体流体连通的空间，
所述热交换介质引导管包括上热交换介质引导管和下热交换介质引导管，其中上热交换介质引导管与上环形管相流体连通，下热交换介质引导管与下环形管相流体连通，以用于引入或引出热交换介质。
4.根据权利要求3所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征在于，
所述上环形管和下环形管设置在反应器本体内部，或者设置在反应器本体外部。
5.根据权利要求2所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征在于，
所述热交换介质引导管包括上热交换介质引导管和下热交换介质引导管，所述上热交换介质引导管和下热交换介质引导管的数量与换热挡板的数量相等，并且分别与各个换热挡板的上部和下部相连通，用于分别引入或引出热交换介质。
6.根据权利要求1-5任一项所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征 在于，
所述换热挡板的外表面设置多个突起，使其外表面形成凹凸不平的形状。
7.根据权利要求6所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征在于，
在换热挡板的外表面设置均匀的突起，所述突起为多个矩阵排列的四棱台形状的突起，或者为多个矩阵排列的三棱柱形状的突起。
8.根据权利要求6所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征在于，
挡板的内表面设置多个突起，使其内表面形成凹凸不平的形状。
9.根据权利要求8所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征在于，
形成该换热挡板的板材通过压制成型，以在该换热挡板的内表面和外表面上均形成突起。
10.根据权利要求1-5任一项所述的聚甲氧基二甲醚搅拌式反应器，其特征在于，
所述换热挡板可拆卸的连接于反应器本体内壁上。
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