CN206566914U - 一种多组分层对称挡板式撞击流混合反应器 - Google Patents

Abstract

一种多组分层对称挡板式撞击流混合反应器，涉及化工反应器，所述反应器的多组进料口为同轴对置，即反应器为多组同轴对置的进料管，每组物料入口的撞击面都设有与入口垂直的且相互对称的挡板，每组进料管间设有折流板；本实用新型工作时，每组进料管的两喷嘴喷射出物料进行撞击流反应，反应初期轴向的高湍动撞击实现初步混合，之后产生沿径向两侧向外运动、离开中心撞击流场的倾向。此时两对称挡板的设定阻扰了这种偏离倾向，使流体回流到高湍动区域以达到充分反应和混合。且在折流板的作用下使物料形成循环往复的绕流，大大增加了物料在撞击区的停留时间，从而提高了反应器的工作效率，且此反应器安装方便，并适用多种工况，维护费用低。

Description

一种多组分层对称挡板式撞击流混合反应器

技术领域

本实用新型涉及一种化工反应器，特别是涉及一种多组分层的对称挡板式撞击流混合反应器。

背景技术

撞击流是一种较为新颖的技术方法，最早由Elperin提出，其基本思想是两股或多股均相或非均相流体相向运动撞击，产生一个高湍流区，为强化热、质传递提供了极好的条件。两股流体的的连续相相向撞击，往复振荡运动，导致撞击区强烈混合，使得温度和组成均化。这有利于提高平均推动力，促进传递过程。由于其相向撞击的特殊流动结构，撞击流中存在亚声波范围的宽谱多频率压力波动，对于微观混合非常有效。这使得撞击流在反应、沉淀等方面也有很大的开发利用价值。

目前工业上所使用的撞击流反应器多为内置螺旋桨的导流筒，混合效率虽然有所提高，但螺旋桨制造成本高且容易磨损。而射流形成的撞击流反应器，撞击区域小，有效混合能力收到限制，使得撞击流技术在工业生产方面的应用受到的极大的限制。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种多组分层对称挡板式撞击流混合反应器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多组分层对称挡板式撞击流混合反应器，反应器的釜体为立式圆筒形，上部安装椭圆形顶盖，下部安装椭圆形釜底，盖上设有气体出口、温度计和压力计插口，气体出口安装放空阀，釜底设出料口，釜体上部设溢流口，塔壁外侧设换热夹套，所述反应器的多组进料口为同轴对置，即反应器为多组同轴对置的进料管，每组物料入口的撞击面都设有与入口垂直的且相互对称的挡板，每组进料管间设有折流板；反应器包括釜体、进料管、釜底、顶盖；釜体外形为直筒型，上部为椭圆形顶盖，下部为椭圆形釜底，外壁设置换热夹套；进料管为多组同轴对置，且直径、长度相同，两挡板结构对称并与进料管相垂直，每组进料管间设有折流板，釜体外侧设有换热夹套，釜体上部设有溢流口，顶盖上设置压力计、温度计及可以安装放空阀的气体出口，釜底下端设有出料口；进料管为多组同轴对置的形式；对称挡板的间距视工况需要应可调，对称挡板的曲率视工况需要也应可调，每组进料口间都设有折流板。

所述的一种多组分层对称挡板式撞击流混合反应器，所述进料管出口端安装喷嘴。

本实用新型的优点与效果是：

本实用新型为一种多组分层的对称挡板式撞击流混合反应器，反应器可满足液-液快速混合反应。该反应器不仅体现了传统撞击流强化传质传热的特点，同时使混合器内物料循环往复，进行多次撞击流反应。反应器为多组同轴对置的进料管，每组物料入口的撞击面都设有与入口垂直的且相互对称的挡板。同时每组进料管间设有折流板，使物料在反应器内实现循环往复的多次撞击流反应。反应器的釜体为立式圆筒形，上部安装椭圆形顶盖，下部安装椭圆形釜底。顶盖上设有气体出口、温度计和压力计插口，其中气体出口可安装放空阀，釜底设出料口，可引出重物料；釜体上部溢流口可引出反应后的轻组分。塔壁外侧设换热夹套，可用于对物料进行加热或冷却，对反应器内的温度进行控制。本反应器的多组进料口为同轴对置且安装结构、直径、间距均可调，两对称的挡板间距及挡板曲率也可调。工作时，每组进料管的两喷嘴喷射出物料进行撞击流反应，反应初期轴向的高湍动撞击实现初步混合，之后产生沿径向两侧向外运动、离开中心撞击流场的倾向。此时两对称挡板的设定阻扰了这种偏离倾向，使流体回流到高湍动区域以达到充分反应和混合。且在折流板的作用下使物料形成循环往复的绕流，大大增加了物料在撞击区的停留时间，从而提高了反应器的工作效率，且此反应器安装方便，并适用多种工况，维护费用低。

具有如下特点：

1.本实用新型利用撞击流强化微观混合的特点，通过强化相间的传递可以提高混合的均匀度和混合的效率；

2.本实用新型在结构上增加的对称挡板能够限制流体撞击后的径向流动，从而提高撞击区的湍流强度，增大涡流区，使物料混合更充分，提高反应效率；

3.本实用新型在结构上增加了折流板，能够使流体进行反复绕流形成了循环往复，从而增加物料在撞击区的停留时间，使混合更加均匀，提高反应效率；

4.本实用新型进料口出口端的可调喷嘴，对称挡板的间距和曲率，挡板的间距和曲率的调整会因物料的物理性质改变而提高其混合的均匀度和混合效率。

5.本实用新型可适用于连续生产，也可间歇生产，能适应不同工况的混合反应。

附图说明

图1为多组分层的对称挡板式撞击流反应器的结构示意图；

图2为图1 A-A的剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型反应器由釜体3，进料管6，椭圆形釜底 9，顶盖14等部件组成，可在釜体内实现浸没状态下的流体撞击和混合。进料管6为多组同轴对置。进料管出口端安装有喷嘴，喷嘴直径、间距可根据实际工况需要调整。在进料管同一平面上安装有与其垂直的对称挡板10，且挡板间距及曲率可调。每组进料管间设有折流板。釜体3为立式圆筒形，釜体外侧设置换热夹套5，可根据工况需要进行加热或冷却；顶盖14形状为椭圆形，顶部设有压力计2、温度计1、气体出口15等组件。釜体上部设置溢流出口11。釜底 9为椭圆形，釜底底部设出料口 7，可根据反应产物的物理性质选择出料方式。

反应器由釜体3，进料管6，椭圆形釜底 9，顶盖14等部件组成。物料通过多组进料管6进入反应区，在撞击区进行对撞，撞击后流体沿径向流动，在对称挡板限制后使其回流，产生了二次撞击，同时每组撞击区的物料要经过折流板的绕流，从而增加物料在撞击区的停留时间，充分提高混合效率。

实施例：

图1是本实用新型所述对称挡板式撞击流混合反应器的结构示意图。

图中：1-温度计、2-压力表、3-釜体、4，8-换热介质进出口、5-换热夹套、6-进料管、7-出料口、9-釜底、10-对称挡板、11-折流板、12-溢流口、13-溢流堰、14-顶盖、15-气体出口。

反应器由釜体3，进料管6，椭圆形釜底 9，顶盖14等部件组成，主要加工材料为不锈钢，釜体3为立式圆筒形，上部采用椭圆形封头为顶盖14，下部为椭圆形釜底9，外壁设置换热夹套5，顶盖设气体出口15、压力表2、温度计1，气体出口可连接放空阀，釜底设有出料口7。

本实用新型的工作过程如下。液相工艺介质在泵（图中未涉及）的推动下，经过流量计根据工况所需流量进入多组进料管，物料进入后在釜中中心出发生撞击，撞击区内的压力分布明显增加，且高湍流强度促使物料快速混合，撞击后由内部流场分布可知物料沿径向流动脱离高湍动区，在受到对称挡板的限制后产生回流，回流的物料重新回到高湍动区内发生二次撞击，此时撞击区的湍流强度因回流而增加，涡流区域增大，促使混合反应进一步快速有效的进行反应或混合。由于每组撞击区的物料都需要绕流折流板，折流板间的物料形成了往复循环，这就使其在撞击区的停留时间大大增长，混合时间明显缩短，混合效率高。本混合反应器突显了撞击流强化相间传递的效果，弥补了物料在高湍动区内停留时间短的缺陷。当反应釜内压力超过许用压力，可通过放空阀15释放压力；当釜内液体达到反应（混合）要求时，可打开出料口7或溢流出口11，再经后续处理，得到产物。反应器壁外设有换热夹套 5，可以在反应期间加热或冷却工艺介质。进料管喷嘴设置为浸没状态可以增加物料的接触和停留时间，强化相间传递，使混合更充分。本反应器独特的结构设计，具有处理效率高，操作简便，维护费用低的特点，适用于将物料进行均匀混合和快速反应的过程，拓宽了撞击流技术在工业生产中的应用范围。

Claims (2)

1.一种多组分层对称挡板式撞击流混合反应器，反应器的釜体为立式圆筒形，上部安装椭圆形顶盖，下部安装椭圆形釜底，盖上设有气体出口、温度计和压力计插口，气体出口安装放空阀，釜底设出料口，釜体上部设溢流口，塔壁外侧设换热夹套，其特征在于，所述反应器的多组进料口为同轴对置，即反应器为多组同轴对置的进料管，每组物料入口的撞击面都设有与入口垂直的且相互对称的挡板，每组进料管间设有折流板；反应器包括釜体（3）、进料管（6）、釜底（9）、顶盖（14）；釜体（3）外形为直筒型，上部为椭圆形顶盖（14），下部为椭圆形釜底（9），外壁设置换热夹套（5）；进料管（6）为多组同轴对置，且直径、长度相同，两挡板（10）结构对称并与进料管相垂直，每组进料管间设有折流板（11），釜体（3）外侧设有换热夹套（5），釜体上部设有溢流口（12），顶盖上设置压力计（2）、温度计（1）及可以安装放空阀的气体出口（15），釜底下端设有出料口（7）；进料管为多组同轴对置的形式；对称挡板的间距视工况需要应可调，对称挡板的曲率视工况需要也应可调，每组进料口间都设有折流板。

2.根据权利要求1所述的一种多组分层对称挡板式撞击流混合反应器，其特征在于，所述进料管出口端安装喷嘴。