CN209791502U - 一种三相反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三相反应器，其包括壳体、设于壳体顶部的第一出口和设于壳体底部的液体入口，壳体内部设有气体分布器、气液分配器、换热器以及与所述壳体同轴安装的导流筒和气液分离器。本实用新型所述三相反应器可有效控制反应产生的热量、适用于多种反应类型、能够有效分离各相、可大规模工业应用。

Description

一种三相反应器

技术领域

本实用新型涉及化工设备装置领域，特别是涉及一种三相反应器。

背景技术

在化学工业、生物工程等领域，气态、液态和固态反应物料的气-液-固三相反应体系是一种很重要的体系(例如费托合成，其是强放热反应)，其通常可采用鼓泡式反应器。为了减少返混、提高反应器效率等目的，常常采用气升式环流反应器。在这些多相流的反应器中，相间传质、混合和传热是决定反应器性能的重要指标。

CN204699711公开了一种可以使三相物料充分的接触的三相反应器，适用于液相物料沸点较低的化工反应。

CN202590747公开了一种反应选择性和转化率可调、总传质效率高的气-液 -固三相反应器。

CN205761054公开了一种在反应器内能有效分离催化剂并能有效减少返混的气-液-固三相反应器。

现有技术中并没有提出一种针对改善放热问题的三相反应器，如果反应器的传热效果不理想，则会对反应控制带来困难，并存在安全问题。因此，有必要提供一种新的三相反应器以解决放热问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：提出一种可适用于多种放热反应的气- 固-液三相反应器，并且所述三相反应器能够有效分离各相、适用于大规模工业应用。

本实用新型提出的一种三相反应器，其包括壳体、设于所述壳体顶部的第一出口和设于所述壳体底部的液体入口。

所述壳体内部分为设于下部的反应腔和设于上部的沉降腔，所述反应腔由下至上依次设有气体分布器、气液分配器和换热器。所述气体分布器一端位于所述壳体外部，并且所述气体分布器位于所述壳体外部的一端开设有气体入口，所述气体分布器使布气更为均匀，可明显缓解在气泡上升过程中出现的聚并现象(有较大动能的小气泡相互碰撞形成大气泡的过程，其是一个自发过程)。所述换热器包括冷却水入口和冷却水出口(冷却水入口在下，冷却水出口在上)，其通过常规手段固定在筒壁上，能有效控制放热反应产生的热量，可将热量导出并利用于工艺中其他需加热的部分。

所述壳体内还包括与所述壳体同轴安装的导流筒和气液分离器，所述气液分离器位于所述沉降腔内，且与所述第一出口连通，所述导流筒一端与所述气液分离器连通，所述导流筒的另一端伸入至所述反应腔内。

采用上述各个技术方案，所述沉降腔还设有隔板，所述隔板开设有第二出口，所述气液分离器固定于所述隔板远离第一出口的一面，所述第二出口与所述气液分流器连通。所述气液分离器的作用是，当气体由底部上升至气液分离器后，其可分离出液体及催化剂，由第二出口到达隔板上部，从顶部的第一出口取出，分离出的液体沿下部流入导流筒，形成循环。

采用上述各个技术方案，所述反应腔的横截面积小于所述沉降腔的横截面积，以利于反应液在上升至沉降腔后速度减慢而沉降。

采用上述各个技术方案，所述导流筒的上端为广口，其上端为广口以利于导流。

采用上述各个技术方案，所述第一出口可连接过滤装置。

采用上述各个技术方案，本实用新型所述三相反应器可适用于多种放热反应或其他类型反应，能够有效控制放热、分离各相、可大规模工业应用。

附图说明

图1为本实用新型所述三相反应器的结构示意图。

图中标号说明：壳体1；沉降腔2；反应腔3；液体入口4；气体入口5；气体分布器6；气液分配器7；换热器8；冷却水入口9；冷却水出口10；导流筒 11；气液分离器12；第一出口13；隔板14；第二出口15。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例，对本实用新型进行详细说明。

实施例1

如图1所示，本实施例提供了一种三相反应器，其包括壳体1、设于壳体1 顶部的第一出口13和设于壳体1底部的液体入口4。

壳体1内部分为设于下部的反应腔3和设于上部的沉降腔2，反应腔3由下至上依次设有气体分布器6、气液分配器7和换热器8。所述气体分布器一端位于所述壳体外部，并且所述气体分布器位于所述壳体外部的一端开设有气体入口5。换热器8包括冷却水入口9和冷却水出口10，换热器8通过常规手段固定在筒壁上，能有效控制放热反应产生的热量，可将热量导出并利用于工艺中其他需加热的部分。

所述壳体内还包括有与所述壳体同轴安装的导流筒11和气液分离器12，所述气液分离器位于所述沉降腔内，且与所述第一出口连通，所述导流筒一端与所述气液分离器连通，所述导流筒的另一端伸入至所述反应腔内。

进一步地，所述沉降腔还设有隔板14，所述隔板开设有第二出口15，所述气液分离器固定于所述隔板远离第一出口13的一面，所述第二出口与气液分流器12连通。气液分离器12的作用是，当气体由底部上升至气液分离器12后，其可分离出液体及催化剂，由第二出口15到达隔板14上部，从顶部的第一出口13取出，分离出的液体沿下部流入导流筒11，形成循环。

进一步地，反应腔3的横截面积小于沉降腔2的横截面积，以利于反应液在上升至沉降腔后速度减慢而沉降。

进一步地，导流筒11的上端为广口，其上端为广口以利于导流。

进一步地，第一出口13可连接过滤装置。

使用时，以费-托合成为例，在特定压力和温度条件下，将由一氧化碳和氢气组成的合成气由气体入口5通入，液体由液体入口4进入，分别通过气体分布器6与气液分布器7使其均匀分布于反应腔3内部，与反应腔内的固体催化剂形成气-固-液三相。由于该反应为强放热反应，在反应过程中往冷却器8通入循环冷却水降温，反应腔的气体不断上升，当进入沉降腔2后上升速度减慢，同时，气液分离器12分离出液体和催化剂，气体最终由顶部的第一出口13导出，液体则进入导流筒11，形成循环。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。

以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种三相反应器，其特征在于，包括壳体、设于所述壳体顶部的第一出口和设于所述壳体底部的液体入口；

所述壳体内部分为设于下部的反应腔和设于上部的沉降腔，所述反应腔由下至上依次设有气体分布器、气液分配器和换热器，所述气体分布器一端位于所述壳体外部，并且所述气体分布器位于所述壳体外部的一端开设有气体入口，所述换热器包括冷却水入口和冷却水出口；

所述壳体内部还包括与所述壳体同轴安装的导流筒和气液分离器，所述气液分离器位于所述沉降腔内，且与所述第一出口连通，所述导流筒一端与所述气液分离器连通，所述导流筒的另一端伸入至所述反应腔内；

所述导流筒的上端为广口；所述第一出口连接过滤装置。

2.根据权利要求1所述的三相反应器，其特征在于，所述沉降腔还设有隔板，所述隔板开设有第二出口，所述气液分离器固定于所述隔板远离第一出口的一面，所述第二出口与所述气液分流器连通。

3.根据权利要求1所述的三相反应器，其特征在于，所述反应腔的横截面积小于所述沉降腔的横截面积。