CN211384966U - 一种连续高效的光化反应系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种连续高效的光化反应系统，包括光化反应器，光化反应器包括筒体及套设于筒体外侧的夹套，夹套下部和上部分别通接有冷媒进口管道和冷媒出口管道；筒体顶部和底部分别设置有放空管道和氮气进口管道，氮气进口管道上设有止回阀，放空管道上设有安全阀和阻火器；筒体侧部下端和侧部上端分别通接有光化液进口管道和光化液出口管道；所述筒体内部固定安装有光源套管，光源套管的材质透明，且光源套管内部放置有管状的灯源。本申请采用以上连续高效的光化反应系统，可对光化反应进行安全、高效的调节与控制，使光化反应处于良好的保温、传质及光辐射状态，大大加快光化反应速率，提高反应产率，具有节能降耗、投资成本低的优点。

Description

一种连续高效的光化反应系统

技术领域

本申请涉及一种连续高效的光化反应系统。

背景技术

光化反应是指在紫外、可见光等外界光源照射下，物质的分子吸收光能而引发的化学反应，主要包括聚合、分解、电离、氧化、还原等化学过程，是精细化工、医药化工、环保等领域常用的一种生产工艺技术。

光化反应器是光化学生产的关键设备，目前常用的光化反应器需要的光源大多是设置在反应釜外部，往往光源辐射到釜内物料少，存在光照分布不均匀，光能利用率低、温度不可控等问题，造成光化反应缓慢，且大多光化反应系统为间歇生产，设备占地面积大，能耗高，难以实现工厂连续化生产。

发明内容

本申请的目的在于提供一种连续高效的光化反应系统，对光化反应进行安全、高效的调节与控制，增加物料停留时间，强化液相搅动、混合，反射光源，提高光能的利用率，使光化反应处于良好的保温、传质及光辐射状态，大大加快光化反应速率，提高反应产率，从而实现连续工业化生产，具有节能降耗、投资成本低的优点。

本申请的光化反应器为立式可拆卸结构，气相管帽的高度控制在500~1000mm之间，气相管帽设有气相缓冲空间，具有分离光化液气相与液相的作用。光源套管可将光化反应处于均匀的光照分布状态，并起到搅拌挡板的作用，促进混合，使光化液更好的混合和更充分的光辐射，从而高效引发光化反应。折流板可强化对流传质，增加光化液停留时间。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于包括光化反应器，光化反应器包括筒体及套设于筒体外侧的夹套，夹套下部和上部分别连接有冷媒进口管道和冷媒出口管道；筒体顶部和底部分别设置有放空管道和氮气进口管道，氮气进口管道上设有止回阀，放空管道上设有安全阀和阻火器；筒体侧部下端和侧部上端分别连接有光化液进口管道和光化液出口管道；所述筒体内部固定安装有竖直放置的光源套管，所述光源套管的材质透明，且光源套管内部放置有管状的灯源。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于筒体顶部通过第二法兰密封安装有气相管帽，所述放空管道设置于气相管帽上；筒体底部通过第一法兰密封安装有锥形管帽，所述氮气进口管道设置于锥形管帽上。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述光源套管为上端开口的长管状结构，光源套管的上端开口从第二法兰顶部穿出，且光源套管的上端侧部与第二法兰密封固定连接；光源套管的中部及下部与筒体内壁之间均采用卡箍固定，所述灯源从光源套管的上端开口放入光源套管内。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述气相管帽与筒体的中性轴线重合，且气相管帽的外径小于筒体的内径；筒体内设置若干沿圆周均匀间隔分布的光源套管，且光源套管设置在气相管帽的外侧，每根光源套管内部均放置有灯源，所述灯源为能够发出可见光的紫外灯管或LED灯。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述筒体内部侧壁设有两排折流板，两排折流板在筒体内部自上而下相互交错设置，且相邻两个折流板之间的间距控制在200~600mm之间；每个折流板上均留有套管穿孔，所述光源套管穿过套管穿孔竖直伸入在筒体内。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述筒体的材质为碳钢或不锈钢，光源套管的材质为石英或玻璃。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于筒体的直径在500~2000mm之间且高度在1500~4000m之间，锥形管帽的高度控制在500~1000mm之间，气相管帽的高度控制在500~1000mm之间。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述光化液进口管道上设有第一电磁阀和用于测量液体流量的流量计，所述流量计通过DCS控制系统与第一电磁阀信号连接，以通过流量计将测量的液体流量数据传输给DCS控制系统，DCS控制系统反馈并控制第一电磁阀的开度大小。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述筒体上设有用于测量其内部液体温度的温度计，冷媒进口管道上设有第二电磁阀，所述温度计通过DCS控制系统与第二电磁阀信号连接，以通过温度计将测量的液体温度数据传输给DCS控制系统，DCS控制系统反馈并控制第二电磁阀的开度大小。

所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述光化反应系统包括至少2级依次串联的光化反应器，每级光化反应器的光化液出口管道均与相邻下一级光化反应器的光化液进口管道连接，以提高光化反应的停留时间。

采取了上述技术方案，本申请的有益效果是：对光化反应进行安全、高效的调节与控制，设置折流板强化对流传质，增加物料停留时间，采用氮气强化液相搅动、混合，反射光源，提高光能的利用率。与现有的光化反应器相比，本申请的装置可大大加快光化反应速率，提高反应产率，减小能耗，降低投资，提高生产效率，更加适合工业化生产。

附图说明

图1为本申请光化反应系统采用两级光化反应器串联时的结构示意图；

图2为筒体上部的第二法兰的俯视图，示出了气相管帽、筒体内置光源套管排列的一个具体实施方式；

图3为筒体内部折流板的俯视图，示出了折流板结构、筒体内置光源套管排列的一个具体实施方式；

图4为光化反应器的结构示意图；

图中：1-光化反应器；2-氮气进口管道；3-光化液进口管道；4-光化液出口管道；5-放空管道；6-夹套；7-冷媒进口管道；8-冷媒出口管道；9-锥形管帽；10-筒体；11-第一法兰；12-气相管帽；13-第二法兰；14-光源套管；15-折流板，a-套管穿孔。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。

实施例：对照图1-4

一种连续高效的光化反应系统，包括光化反应器1。光化反应器1可以是单独使用，也可以是多级串联使用。对照图1为两个光化反应器1进行串联，第一级光化反应器1的光化液出口管道4与第二级光化反应器1的光化液进口管道3连接，以提高光化反应的停留时间。对照图4为一个光化反应器1的结构示意图。

光化反应器1包括筒体10及套设于筒体10外侧的夹套6，夹套6下部和上部分别连接有冷媒进口管道7和冷媒出口管道8；筒体10顶部和底部分别设置有放空管道5和氮气进口管道2，氮气进口管道2上设有止回阀，放空管道5上设有安全阀和阻火器；筒体10侧部下端和侧部上端分别连接有光化液进口管道3和光化液出口管道4；所述筒体10内部固定安装有竖直放置的光源套管14，所述光源套管14的材质透明，且光源套管14内部放置有管状的灯源。在本实施例中，筒体10的材质可以为碳钢或不锈钢，光源套管14的材质可以为石英或玻璃。

对照图1，筒体10顶部通过第二法兰13密封安装有气相管帽12，所述放空管道5设置于气相管帽12上；筒体10底部通过第一法兰11密封安装有锥形管帽9，所述氮气进口管道2设置于锥形管帽9上。设置气相管帽12的目的在于：气相管帽12使筒体10内部具有气相缓冲空间，具有分离光化液气相与液相的作用。气相管帽12与筒体10的中性轴线重合，且气相管帽12的外径小于筒体10的内径。在设计光化反应器1结构时，筒体10的直径控制在500~2000mm之间且高度在1500~4000m之间，锥形管帽9的高度控制在500~1000mm之间，气相管帽12的高度控制在500~1000mm之间。

为了检测筒体10内的压力，第二法兰13上设有压力计口并通过所述压力计口连接有压力表。

筒体10内部侧壁设有两排折流板15，两排折流板15在筒体10内部自上而下相互交错设置，且相邻两个折流板15之间的间距控制在200~600mm之间。为了便于光源套管14竖直伸入在筒体10内，每个折流板15上均留有套管穿孔a，由此光源套管14可穿过折流板15上的套管穿孔a伸入筒体10底部内部。

对照图1可以看出，光源套管14为上端开口的长管状结构，光源套管14的上端开口从第二法兰13顶部穿出，且光源套管14的上端侧部与第二法兰13密封固定连接；光源套管14的中部及下部与筒体10内壁之间均采用卡箍固定，以免当筒体10内通入液体时，在液体流动的冲击作用下，光源套管14产生晃动。可以看出，灯源可从光源套管14的上端开口放入光源套管14内。

对照图2，为了增强筒体10内的光照强度，筒体10内设置多个光源套管14，光源套管14在筒体10内沿圆周均匀间隔分布，且光源套管14设置在气相管帽12的外侧，每根光源套管14内部均放置有灯源，所述灯源为能够发出可见光的紫外灯管或LED灯。

为了便于对光化反应的反应液流速进行控制，所述光化液进口管道3上设有第一电磁阀和用于测量液体流量的流量计，所述流量计通过DCS控制系统与第一电磁阀信号连接，以通过流量计将测量的液体流量数据传输给DCS控制系统，DCS控制系统反馈并控制第一电磁阀的开度大小。

为了便于对光化反应的温度进行控制，所述筒体10上设有用于测量其内部液体温度的温度计，冷媒进口管道7上设有第二电磁阀，所述温度计通过DCS控制系统与第二电磁阀信号连接，以通过温度计将测量的液体温度数据传输给DCS控制系统，DCS控制系统反馈并控制第二电磁阀的开度大小。

本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (10)

1.一种连续高效的光化反应系统，其特征在于包括光化反应器（1），光化反应器（1）包括筒体（10）及套设于筒体（10）外侧的夹套（6），夹套（6）下部和上部分别连接有冷媒进口管道（7）和冷媒出口管道（8）；筒体（10）顶部和底部分别设置有放空管道（5）和氮气进口管道（2），氮气进口管道（2）上设有止回阀，放空管道（5）上设有安全阀和阻火器；

筒体（10）侧部下端和侧部上端分别连接有光化液进口管道（3）和光化液出口管道（4）；所述筒体（10）内部固定安装有竖直放置的光源套管（14），所述光源套管（14）的材质透明，且光源套管（14）内部放置有管状的灯源。

2.如权利要求1所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于筒体（10）顶部通过第二法兰（13）密封安装有气相管帽（12），所述放空管道（5）设置于气相管帽（12）上；筒体（10）底部通过第一法兰（11）密封安装有锥形管帽（9），所述氮气进口管道（2）设置于锥形管帽（9）上。

3.如权利要求2所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述光源套管（14）为上端开口的长管状结构，光源套管（14）的上端开口从第二法兰（13）顶部穿出，且光源套管（14）的上端侧部与第二法兰（13）密封固定连接；光源套管（14）的中部及下部与筒体（10）内壁之间均采用卡箍固定，所述灯源从光源套管（14）的上端开口放入光源套管（14）内。

4.如权利要求2所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述气相管帽（12）与筒体（10）的中性轴线重合，且气相管帽（12）的外径小于筒体（10）的内径；筒体（10）内设置若干沿圆周均匀间隔分布的光源套管（14），且光源套管（14）设置在气相管帽（12）的外侧，每根光源套管（14）内部均放置有灯源，所述灯源为能够发出可见光的紫外灯管或LED灯。

5.如权利要求1所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述筒体（10）内部侧壁设有两排折流板（15），两排折流板（15）在筒体（10）内部自上而下相互交错设置，且相邻两个折流板（15）之间的间距控制在200~600mm之间；每个折流板（15）上均留有套管穿孔，所述光源套管（14）穿过套管穿孔竖直伸入在筒体（10）内。

6.如权利要求1所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述筒体（10）的材质为碳钢或不锈钢，光源套管（14）的材质为石英或玻璃。

7.如权利要求2所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于筒体（10）的直径在500~2000mm之间且高度在1500~4000m之间，锥形管帽（9）的高度控制在500~1000mm之间，气相管帽（12）的高度控制在500~1000mm之间。

8.如权利要求1所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述光化液进口管道（3）上设有第一电磁阀和用于测量液体流量的流量计，所述流量计通过DCS控制系统与第一电磁阀信号连接，以通过流量计将测量的液体流量数据传输给DCS控制系统，DCS控制系统反馈并控制第一电磁阀的开度大小。

9.如权利要求1所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述筒体（10）上设有用于测量其内部液体温度的温度计，冷媒进口管道（7）上设有第二电磁阀，所述温度计通过DCS控制系统与第二电磁阀信号连接，以通过温度计将测量的液体温度数据传输给DCS控制系统，DCS控制系统反馈并控制第二电磁阀的开度大小。

10.如权利要求1所述的一种连续高效的光化反应系统，其特征在于所述光化反应系统包括至少2级依次串联的光化反应器（1），每级光化反应器（1）的光化液出口管道（4）均与相邻下一级光化反应器（1）的光化液进口管道（3）连接，以提高光化反应的停留时间。

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