CN204544167U - 一种超声波催化气液反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种超声波催化气液反应装置，包括反应器本体，所述反应器本体设有气体导入口、液体引入口、辅助添加料口、排液口和排渣口，所述反应器本体内壁上设有超声波发射器，所述超声波发射器包括电源电路、超声波发生器、放大电路、比较器和换能器，所述超声波发生器包括微控制处理器、相位控制器、频率控制器、第一相位累加器、第二相位累加器、第三相位累加器、相位寄存器、波形存储器和D/A转换器。本实用新型提高了反应效率，同时超声波发射器发射的超声波信号有效催化了气液反应速率，提高反应效率，而且产生的超声波频率与现有的超声波发生器相比较频率更加精确，具有成本低、使用简单、寿命长等优点。

Description

一种超声波催化气液反应装置

技术领域

本实用新型涉及化学设备领域，具体是一种超声波催化气液反应装置。

背景技术

在石化学、化工等生产过程中，气液反应器是常见的设备，气液反应器通过搅拌轴的机械搅拌，使反应器内的液体与气体充分的接触，减少液体中旗袍的存在，提高了企气液反应效率。

气液反应器一般设有搅拌轴，搅拌轴在反应器内部慢速搅拌，使反应器内各种反应持续进行，但是搅拌轴的搅拌完全依赖预先设定的转动频率，其智能化程度较低，反应器内气液反应的效率较低，导致获取的产品合格率较低。而且在气液反应过程中，需要添加其他液体催化剂或者材料时，需要通过引流管引入反应器内，通过搅拌轴一井搅拌，其利用率和时效性较差。现有的技术中，有些设备将超声波引入到催化的领域，能够提高化学、化工反应的速率，但是现有的超声波发射器不能进行智能控制，输出的超声波频率较为单一，且设备成本高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超声波催化气液反应装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超声波催化气液反应装置，包括反应器本体，所述反应器本体设有气体导入口、液体引入口、辅助添加料口、排液口和排渣口，所述反应器本体内壁上设有超声波发射器，所述超声波发射器包括电源电路、超声波发生器、放大电路、比较器和换能器，所述电源电路的电源输出端与所述超声波发生器的电源输入端连接，所述超声波发生器的信号输出端分别与所述放大电路的信号输入端和所述比较器的信号输入端连接，所述放大电路的信号输出端和所述比较器的信号输出端与所述换能器的信号输入端连接，所述超声波发生器中设有微控制处理器；所述液体引入口连接液体存储罐，所述辅助添加口连接一真空泵，所述真空泵连接辅助剂存储罐,所述辅助添加口进入所述反应器本体内部的部分设有若干个分支管口，所述反应器本体内部空腔中间位置还设有搅拌轴，所述搅拌轴连接一驱动轴，所述驱动轴连接执行电机，所述搅拌轴下端设有若干个搅拌叶片，所述搅拌轴上端设有一辅助添加料混合装置，所述辅助添加料混合装置与所述搅拌轴同轴转动，所述辅助添加料混合装置设有一圆盘机构，所述圆盘机构的中央位置设有一杯状机构，所述杯状机构圆周面上设有若干个紧密的圆孔，所述杯状机构与所述若干个分支管口相配合，所述若干个分支管口朝向所述杯状机构的内口，并围在所述搅拌轴的四周位置，所述圆盘机构沿所述杯状机构设有若干个薄壁叶片，所述薄壁叶片固定在所述杯状机构圆周面上。

作为本实用新型进一步的方案：所述超声波发生器包括微控制处理器、相位控制器、频率控制器、第一相位累加器、第二相位累加器、第三相位累加器、相位寄存器、波形存储器和D/A转换器，所述微控制处理器的信号输出端与所述相位控制器的信号输入端和所述频率控制器的信号输入端连接，所述频率控制器的信号输出端和所述第一相位累加器的信号输出端与所述第二相位累加器的信号输入端连接，所述第二相位累加器的信号输出端与所述相位寄存器的信号输入端连接，所述相位寄存器的信号输出端和所述相位控制器的信号输出端分别与所述第三相位累加器的信号输入端连接，所述第三相位累加器的信号输出端与所述波形存储器的信号输入端连接，所述波形存储器的信号输出端与所述D/A转换器的信号输入端连接，所述波形存储器的信号输出端与所述比较器的信号输入端连接，所述D/A转换器的信号输出端与所述放大电路的信号输入端连接。

作为本实用新型再进一步的方案：所述辅助添加料混合装置与所述搅拌轴为一体结构。

作为本实用新型再进一步的方案：所述辅助添加料混合装置与所述搅拌轴为分体结构，所述辅助添加料混合装置套接在所述搅拌轴上。

作为本实用新型再进一步的方案：所述薄壁叶片为圆弧形。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：气液反应器设有反应器本体，所述反应器本体设有气体导入口、液体引入口、辅助添加料口、排液口和排渣口，其中，辅助添加料口进入反应器本体内部空腔的部分设有若干个分支管口，所述分支管口与设置在搅拌轴上端的辅助添加料混合装置向配合，所述辅助添加料混合装置设有圆盘机构、杯状机构和薄壁叶片，所述杯状机构四周面设有若干紧密的圆孔，当对反应器内进行添加催化剂等辅助添加料时，能快速融入反应器内部的气液中，提高了反应效率，同时，所述反应器本体内部还设有超声波发射器，超声波发射器发射的超声波信号有效催化了气液反应速率，提高反应效率，所述超声波发射器采用设置有带有微处理控制器的超声波发生器，使该超声波发生器产生的超声波频率范围更宽，产生的超声波频率与现有的超声波发生器相比较频率更加精确，从而使超声换能器的转换效率得到提高。本实用新型还具有成本低、使用简单、寿命长等优点。

附图说明

图1为超声波催化气液反应装置的结构示意图；

图2为超声波催化气液反应装置中超声波发生器的结构框图；

图中：1-反应器本体、2-气体倒入口、3-液体倒入口、4-辅助添加料口、5-排液口、6-排渣口、7-液体存储罐、8-真空泵、9-辅助剂存储罐、10-分支管口、11-搅拌轴、12-驱动轴、13-执行电机、14-搅拌叶片、15-辅助添加料混合装置、16-超声波发射器、151-圆盘结构、152-杯状结构、153-薄壁叶片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1-2，一种超声波催化气液反应装置，包括反应器本体1，所述反应器本体1设有气体导入口2、液体引入口3、辅助添加料口4、排液口5和排渣口6，所述反应器本体1内壁上设有若干个超声波发射器16，所述超声波发射器16包括电源电路、超声波发生器、放大电路、比较器和换能器，所述电源电路的电源输出端与所述超声波发生器的电源输入端连接，所述超声波发生器的信号输出端分别与所述放大电路的信号输入端和所述比较器的信号输入端连接，所述放大电路的信号输出端和所述比较器的信号输出端与所述换能器的信号输入端连接，所述超声波发生器中设有微控制处理器。

采用设置有带有微处理控制器的超声波发生器，使该超声波发生器产生的超声波频率范围更宽，产生的超声波频率与现有的超声波发生器相比较频率更加精确，从而使超声换能器的转换效率得到提高。该微控制器不需要外部晶振和复位电路，使得电路简单可靠，降低成本的同时更易于实施。

所述超声波发生器包括微控制处理器、相位控制器、频率控制器、第一相位累加器、第二相位累加器、第三相位累加器、相位寄存器、波形存储器和D/A转换器，所述微控制处理器的信号输出端与所述相位控制器的信号输入端和所述频率控制器的信号输入端连接，所述频率控制器的信号输出端和所述第一相位累加器的信号输出端与所述第二相位累加器的信号输入端连接，所述第二相位累加器的信号输出端与所述相位寄存器的信号输入端连接，所述相位寄存器的信号输出端和所述相位控制器的信号输出端分别与所述第三相位累加器的信号输入端连接，所述第三相位累加器的信号输出端与所述波形存储器的信号输入端连接，所述波形存储器的信号输出端与所述D/A转换器的信号输入端连接，所述波形存储器的信号输出端与所述比较器的信号输入端连接，所述D/A转换器的信号输出端与所述放大电路的信号输入端连接。

所述液体引入口3连接液体存储罐7，所述辅助添加口4连接一真空泵8，所述真空泵8连接辅助剂存储罐9,所述辅助添加口4进入所述反应器本体1内部的部分设有若干个分支管口10，所述反应器本体1内部空腔中间位置还设有搅拌轴11，所述搅拌轴11连接一驱动轴12，所述驱动轴12连接执行电机13，所述搅拌轴11下端设有若干个搅拌叶片14，所述搅拌轴11上端设有一辅助添加料混合装置15，所述辅助添加料混合装置15与所述搅拌轴11同轴转动，所述辅助添加料混合装置15设有一圆盘机构151，所述圆盘机构151的中央位置设有一杯状机构152，所述杯状机构152圆周面上设有若干个紧密的圆孔，所述杯状机构152与所述若干个分支管口10相配合，所述若干个分支管口10朝向所述杯状机构152的内口，并围在所述搅拌轴11的四周位置，图中为了辨别，仅仅示出其中一个分支管口，所述圆盘机构151沿所述杯状机构152设有若干个薄壁叶片153，所述薄壁叶片153固定在所述杯状机构152圆周面上。

所述辅助添加料混合装置15与所述搅拌轴11为一体结构，即其成型时设置为一体结构。

当然，所述辅助添加料混合装置15与所述搅拌轴11可以设置为分体结构，所述辅助添加料混合装置15套接在所述搅拌轴11上，通过螺栓或者焊接等方式固定。

所述薄带叶片153可以设置为圆弧形，当然也可以是其他形状。

本实用新型的工作原理是：气体导入口和液体引入口分别将反应原料气体和液体引入反应器本体内的空腔内；准备工作，该准备工作包括设置温度参数、工作时间以及超声波发射频率等；开启执行电机和超声波发射器，执行电机给驭动轴产生一驭动力，驱动轴带动搅拌轴进行搅拌操作；同时，超声波发射器向反应器本体内发射超声波信号；在搅拌轴带动搅拌叶片对气液进行均匀搅拌，同时，在超声波信号的作用下，气液反应加快；当需要添加辅助添加料时，例如催化剂或者第三反应料时，则通过辅助添加料口进入反应器本体内，通过分支管口进入辅助添加料混合装置的杯状机构与搅拌轴之间所形成的空间内，当搅拌轴带动辅助添加料混合装置旋转时，辅助添加料通过杯状机构的圆孔流出，然后通过薄壁叶片均匀的甩入气液中，快速的加入气液反应中，提高了反应效率；排液口和排渣口分别在预订的时间对液体和渣滓进行排出，完成整体的气液反应。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (5)

1.一种超声波催化气液反应装置，包括反应器本体，其特征在于，所述反应器本体设有气体导入口、液体引入口、辅助添加料口、排液口和排渣口，所述反应器本体内壁上设有超声波发射器，所述超声波发射器包括电源电路、超声波发生器、放大电路、比较器和换能器，所述电源电路的电源输出端与所述超声波发生器的电源输入端连接，所述超声波发生器的信号输出端分别与所述放大电路的信号输入端和所述比较器的信号输入端连接，所述放大电路的信号输出端和所述比较器的信号输出端与所述换能器的信号输入端连接，所述超声波发生器中设有微控制处理器；所述液体引入口连接液体存储罐，所述辅助添加口连接一真空泵，所述真空泵连接辅助剂存储罐,所述辅助添加口进入所述反应器本体内部的部分设有若干个分支管口，所述反应器本体内部空腔中间位置还设有搅拌轴，所述搅拌轴连接一驱动轴，所述驱动轴连接执行电机，所述搅拌轴下端设有若干个搅拌叶片，所述搅拌轴上端设有一辅助添加料混合装置，所述辅助添加料混合装置与所述搅拌轴同轴转动，所述辅助添加料混合装置设有一圆盘机构，所述圆盘机构的中央位置设有一杯状机构，所述杯状机构圆周面上设有若干个紧密的圆孔，所述杯状机构与所述若干个分支管口相配合，所述若干个分支管口朝向所述杯状机构的内口，并围在所述搅拌轴的四周位置，所述圆盘机构沿所述杯状机构设有若干个薄壁叶片，所述薄壁叶片固定在所述杯状机构圆周面上。

2.根据权利要求1所述的超声波催化气液反应装置，其特征在于，所述超声波发生器包括微控制处理器、相位控制器、频率控制器、第一相位累加器、第二相位累加器、第三相位累加器、相位寄存器、波形存储器和D/A转换器，所述微控制处理器的信号输出端与所述相位控制器的信号输入端和所述频率控制器的信号输入端连接，所述频率控制器的信号输出端和所述第一相位累加器的信号输出端与所述第二相位累加器的信号输入端连接，所述第二相位累加器的信号输出端与所述相位寄存器的信号输入端连接，所述相位寄存器的信号输出端和所述相位控制器的信号输出端分别与所述第三相位累加器的信号输入端连接，所述第三相位累加器的信号输出端与所述波形存储器的信号输入端连接，所述波形存储器的信号输出端与所述D/A转换器的信号输入端连接，所述波形存储器的信号输出端与所述比较器的信号输入端连接，所述D/A转换器的信号输出端与所述放大电路的信号输入端连接。

3.根据权利要求1或2所述的超声波催化气液反应装置，其特征在于，所述辅助添加料混合装置与所述搅拌轴为一体结构。

4.根据权利要求1或2所述的超声波催化气液反应装置，其特征在于，所述辅助添加料混合装置与所述搅拌轴为分体结构，所述辅助添加料混合装置套接在所述搅拌轴上。

5.据权利要求1或2所述的超声波催化气液反应装置，其特征在于，所述薄壁叶片为圆弧形。