CN208661150U - 一种分段式振荡流反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及化学反应器技术领域，具体涉及一种分段式振荡流反应器，包括振荡发生器、进料段、反应段和出料段；所述反应段包括第一反应段、第二反应段、第三反应段以及连接管，所述第一反应段包括至少两个相互连接的球形反应器，相邻两个球形反应器的连接处设有一块环形挡板，所述球形反应器中部水平方向设有填料层，所述第二反应段与第三反应段的结构与第一反应段相同。本实用新型的有益效果在于：通过设置分段式的反应段有效的改善反应相的停留时间分布，且通过设置球型反应器有效改善气体的附壁效应有利于提高气液反应效率。

Description

一种分段式振荡流反应器

技术领域

本实用新型涉及化学反应器技术领域，具体涉及一种分段式振荡流反应器。

背景技术

振荡流管式反应器是一种有着广泛应用前景的新型化工反应设备，自问世半个世纪以来，经不断改进，现已逐渐发展成为一种新型高效的连续化化学反应设备与过程强化装置。由于它能显著提高物料的混合程度，传质传热性能优良，且工艺过程容易控制，在连续操作状态下具有优良的停留时间分布特性，在化工过程工业中已经展现出了巨大的应用价值，在化学反应、絮凝过滤、结晶等诸多领域具有良好的应用前景。

常规的振荡流反应器为进口段、反应段和出口段依次设置在同一根直管上对振荡发生器的设备要求高，且在气液或液液多相流反应过程时，由于气泡或液滴上升过程中发生聚并，无法始终保证分散相形态的稳定性和均匀性，影响相际间混合及传递的效果。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适合气液或液液两相均匀混合且长期运行稳定的分段式振荡流反应器。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：一种分段式振荡流反应器，包括振荡发生器、进料段、反应段和出料段；

所述振荡发生器与进料段的进料端连接，所述进料段设有第一进液口、第二进液口和进气口；

所述反应段包括第一反应段、第二反应段、第三反应段以及连接管，所述第一反应段包括至少两个相互连接的球形反应器，相邻两个球形反应器的连接处设有一块环形挡板，所述球形反应器中部水平方向设有填料层，所述第二反应段与第三反应段的结构与第一反应段相同，所述第一反应段的底部与进料段的出料端相连，所述第一反应段的顶部通过连接管与第二反应段的顶部相连，所述第二反应段的底部通过连接管与第三反应段的底部相连；

所述出料段与第三反应段的顶部连接，所述出料段设有出液口和排气口。

其中，所述进料段与第一反应段的连接处设有液体分布器。

其中，所述填料层内的填料为陶瓷材质的散堆填料。

其中，所述环形挡板的内环与外环的直径比为1:2-3。

其中，所述环形挡板上设有通孔。

其中，所述环形挡板上的通孔面积为环形挡板面积的20-35％。

其中，所述出料段设有气液过滤网，所述气液过滤网位于出液口和排气口之间。

其中，所述振荡发生器的型式为液压隔膜式或气动脉冲式。

其中，所述反应段外表面设有换热夹套。

其中，所述第一反应段、第二反应段和第三反应段均包括两个相互连接的球形反应器。

本实用新型的有益效果在于：通过设置分段式的反应段有效的改善反应相的停留时间分布，强化反应段内部的传递过程使得气液相和液液相均匀混合和稳定分散，且通过设置球型反应器有效改善气体的附壁效应有利于提高气液反应效率。

附图说明

图1所示为本实用新型具体实施方式一种分段式振荡流反应器的结构示意图；

图2所示为本实用新型具体实施方式一种分段式振荡流反应器的环形挡板结构示意图；

标号说明：

1、振荡发生器；

2、进料段；21、第一进液口；22、第二进液口；23、进气口；

31、第一反应段；311、球形反应器；312、环形挡板；313、填料层；

314、换热夹套；315、液体分布器；32、第二反应段；33、第三反应段；34连接管；

4、出料段；41、出液口；42、排气口；43、气液过滤网。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。

本实用新型最关键的构思在于：通过设置分段式的反应段有效的改善反应相的停留时间分布，强化反应段内部的传递过程使得气液相和液液相均匀混合和稳定分散。

请参照图1至图2所示，本实用新型的一种分段式振荡流反应器，包括振荡发生器1、进料段2、反应段和出料段4；

所述振荡发生器1与进料段2的进料端连接，所述进料段2设有第一进液口21、第二进液口22和进气口23；

所述反应段包括第一反应段31、第二反应段32、第三反应33段以及连接管34，所述第一反应段31包括至少两个相互连接的球形反应器311，相邻两个球形反应器311的连接处设有一块环形挡板312，所述球形反应器311中部水平方向设有填料层313，所述第二反应段32与第三反应段33的结构与第一反应段31相同，所述第一反应段31的底部与进料段2的出料端相连，所述第一反应段31的顶部通过连接管34与第二反应段32的顶部相连，所述第二反应段32的底部通过连接管34与第三反应段33的底部相连；

所述出料段4与第三反应段33的顶部连接，所述出料段4设有出液口41和排气口42。

本实用新型的工作原理为：通过管道将两种反应物料分别连接至进料段的第一进液口和第二进液口，若其中一种为气体时则连接进气口，振荡发生器通过活塞或振动膜推动反应器内流体做往复运动，流体进入填料层内形成不规则的剪切速率分布，不断地改变着流体的流动方向，促进液体在横向和纵向充分混合，在填料层的剪切力作用下反应物料被切割成数量众多的小气泡或小液滴，增加了反应面积，强化了传递效果，再通过与挡板接触产生旋涡运动，加强了流体间的混合效果，流体在振荡发生器的推动作用下从第一反应段进入第二段和第三反应段进一步的进行混合，反应结束后液体从出液口引出，气体从出排气口引出收集。

从上述描述可知，本实用新型的有益效果在于：通过设置分段式的反应段有效的改善反应相的停留时间分布，强化反应段内部的传递过程使得气液相和液液相均匀混合和稳定分散，且通过设置球型反应器有效改善气体的附壁效应有利于提高气液反应效率。

进一步的，所述进料段2与第一反应段31的连接处设有液体分布器315。

从上述描述可知，通过液体分布器可以有效改善相接触面积提高传质效果。

进一步的，所述填料层313内的填料为陶瓷材质的散堆填料。

从上述描述可知，陶瓷材质填料具有优异的耐酸碱和耐热性能，化学性质稳定。

进一步的，所述环形挡板312的内环与外环的直径比为1:2-3。

进一步的，所述环形挡板312上设有通孔。

进一步的，所述环形挡板312上的通孔面积为环形挡板312面积的20-35％。

从上述描述可知，通过控制环形挡板上的内外直径比以及通孔的面积有利于调节流体振荡的涡流运动的速度和混合效果。

进一步的，所述出料段设有气液过滤网43，所述气液过滤网43位于出液口41和排气口42之间。

从上述描述可知，设置气液过滤网可以避免从排气口排出的气体夹杂着水汽。

进一步的，所述振荡发生器1的型式为液压隔膜式或气动脉冲式。

进一步的，所述反应段外表面设有换热夹套314。

从上述描述可知，可以向换热夹套中通入不同的换热介质，从而为圆形反应器内的反应体系提供不同的加热、冷却或保温条件，还可通过温度计实时观察反应器内的反应温度适时更换换热介质。

进一步的，所述第一反应段31、第二反应段32和第三反应段33均包括两个相互连接的球形反应器311。

请参照图1至图2所示，本实用新型的实施例一为：

一种分段式振荡流反应器，包括振荡发生器1、进料段2、反应段和出料段4；

所述振荡发生器1与进料段2的进料端连接，所述进料段2设有第一进液口21、第二进液口22和进气口23；

所述反应段包括第一反应段31、第二反应段32、第三反应33段以及连接管34，所述第一反应段31包括至少两个相互连接的球形反应器311，相邻两个球形反应器311的连接处设有一块环形挡板312，所述球形反应器311中部水平方向设有填料层313，所述第二反应段32与第三反应段33的结构与第一反应段31相同，所述第一反应段31的底部与进料段2的出料端相连，所述第一反应段31的顶部通过连接管34与第二反应段32的顶部相连，所述第二反应段32的底部通过连接管34与第三反应段33的底部相连；

所述出料段4与第三反应段33的顶部连接，所述出料段4设有出液口41和排气口42。

所述进料段2与第一反应段31的连接处设有液体分布器315，所述填料层313内的填料为陶瓷材质的散堆填料，所述环形挡板312的内环与外环的直径比为1:2，所述环形挡板312上设有通孔，所述环形挡板312上的通孔面积为环形挡板312面积的20％，所述出料段4设有气液过滤网43，所述气液过滤网43位于出液口41和排气口42之间，所述振荡发生器1的型式为液压隔膜式，所述反应段外表面设有换热夹套314。

请参照图1至图2所示，本实用新型的实施例二为：

一种分段式振荡流反应器，包括振荡发生器1、进料段2、反应段和出料段4；

所述振荡发生器1与进料段2的进料端连接，所述进料段2设有第一进液口21、第二进液口22和进气口23；

所述反应段包括第一反应段31、第二反应段32、第三反应33段以及连接管34，所述第一反应段31包括至少两个相互连接的球形反应器311，相邻两个球形反应器311的连接处设有一块环形挡板312，所述球形反应器311中部水平方向设有填料层313，所述第二反应段32与第三反应段33的结构与第一反应段31相同，所述第一反应段31的底部与进料段2的出料端相连，所述第一反应段31的顶部通过连接管34与第二反应段32的顶部相连，所述第二反应段32的底部通过连接管34与第三反应段33的底部相连；

所述出料段4与第三反应段33的顶部连接，所述出料段4设有出液口41和排气口42。

所述进料段2与第一反应段31的连接处设有液体分布器315，所述填料层313内的填料为陶瓷材质的散堆填料，所述环形挡板312的内环与外环的直径比为1:2.5，所述环形挡板312上设有通孔，所述环形挡板312上的通孔面积为环形挡板312面积的25％，所述出料段4设有气液过滤网43，所述气液过滤网43位于出液口41和排气口42之间，所述振荡发生器1的型式为气动脉冲式，所述反应段外表面设有换热夹套314。

请参照图1至图2所示，本实用新型的实施例三为：

一种分段式振荡流反应器，包括振荡发生器1、进料段2、反应段和出料段4；

所述振荡发生器1与进料段2的进料端连接，所述进料段2设有第一进液口21、第二进液口22和进气口23；

所述反应段包括第一反应段31、第二反应段32、第三反应33段以及连接管34，所述第一反应段31包括至少两个相互连接的球形反应器311，相邻两个球形反应器311的连接处设有一块环形挡板312，所述球形反应器311中部水平方向设有填料层313，所述第二反应段32与第三反应段33的结构与第一反应段31相同，所述第一反应段31的底部与进料段2的出料端相连，所述第一反应段31的顶部通过连接管34与第二反应段32的顶部相连，所述第二反应段32的底部通过连接管34与第三反应段33的底部相连；

所述出料段4与第三反应段33的顶部连接，所述出料段4设有出液口41和排气口42。

所述进料段2与第一反应段31的连接处设有液体分布器315，所述填料层313内的填料为陶瓷材质的散堆填料，所述环形挡板312的内环与外环的直径比为1:3，所述环形挡板312上设有通孔，所述环形挡板312上的通孔面积为环形挡板312面积的35％，所述出料段4设有气液过滤网43，所述气液过滤网43位于出液口41和排气口42之间，所述振荡发生器1的型式为液压隔膜式，所述反应段外表面设有换热夹套314。

综上所述，本实用新型提供的一种分段式振荡流反应器，通过设置分段式的反应段有效的改善反应相的停留时间分布，强化反应段内部的传递过程使得气液相和液液相均匀混合和稳定分散，且通过设置球型反应器有效改善气体的附壁效应有利于提高气液反应效率。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种分段式振荡流反应器，其特征在于，包括振荡发生器、进料段、反应段和出料段；

所述振荡发生器与进料段的进料端连接，所述进料段设有第一进液口、第二进液口和进气口；

所述反应段包括第一反应段、第二反应段、第三反应段以及连接管，所述第一反应段包括至少两个相互连接的球形反应器，相邻两个球形反应器的连接处设有一块环形挡板，所述球形反应器中部水平方向设有填料层，所述第二反应段与第三反应段的结构与第一反应段相同，所述第一反应段的底部与进料段的出料端相连，所述第一反应段的顶部通过连接管与第二反应段的顶部相连，所述第二反应段的底部通过连接管与第三反应段的底部相连；

所述出料段与第三反应段的顶部连接，所述出料段设有出液口和排气口。

2.根据权利要求1所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述进料段与第一反应段的连接处设有液体分布器。

3.根据权利要求1所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述填料层内的填料为陶瓷材质的散堆填料。

4.根据权利要求1所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述环形挡板的内环与外环的直径比为1:2-3。

5.根据权利要求1所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述环形挡板上设有通孔。

6.根据权利要求5所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述环形挡板上的通孔面积为环形挡板面积的20-35％。

7.根据权利要求1所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述出料段设有气液过滤网，所述气液过滤网位于出液口和排气口之间。

8.根据权利要求1所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述振荡发生器的型式为液压隔膜式或气动脉冲式。

9.根据权利要求1所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述反应段外表面设有换热夹套。

10.根据权利要求1所述的分段式振荡流反应器，其特征在于，所述第一反应段、第二反应段和第三反应段均包括两个相互连接的球形反应器。