CN214020832U - 一种管式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种管式反应器，包括壳体，壳体为两端均开口的中空圆柱形结构，壳体的两个开口端均连接有管板，两个管板和壳体围合形成一密封腔体，密封腔体内设有反应管道，管板背离反应管道的一侧安装有封头板，两个封头板上分别设有反应液输入管、反应液输出管。本实用新型中的管式反应器，结构简单、紧凑，便于集成化和模块化，使其生产加工更简单、更容易，且生产成本与微通道反应器相比也大大降低，更易被用户所接受，进而提高了其推广应用范围；通过将多个反应管设置为不同结构，达到了约束液流方向、切割混合、加强传质的效果，使得其传质传热效率大大提高，同时也避免了现有技术中管式反应器使用过程中易产生震动和噪音的问题。

Description

一种管式反应器

技术领域

本实用新型涉及管式反应器技术领域，具体涉及一种管式反应器。

背景技术

管式反应器和微通道反应器是精细化学领域内化工工艺连续化发展所需的两个重要设备。连续化工工艺是未来化工生产发展的趋势，由于连续化设备传热、传质性能优于传统釜式反应的数百倍至数千倍，持液量却是传统反应釜的百分之一至千分之一，因此连续反应工艺对化工生产的安全性、质量的稳定性等方面有着本质的提高。连续化工艺的反应过程是在密闭管道内实现的，能够有效地防止跑冒滴漏的现象，在加上后续工艺的连续化，使整个生产均在密闭状态进行，减少了环境的污染，改善操作人员的工作环境。其中，微通道反应器，是指利用精密加工技术制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之间的微型反应器；管式反应器是将反应液注入盘管或列管中进行反应。微通道反应器具有换热面积大、传质传热效率高、强制混合效果等优点，但因制作工艺复杂导致其价格昂贵。目前市场上的管式反应器主要是针对特定产品加工制造的，工艺目的相对单一，设备通用性不强。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服上述不足，提供了一种管式反应器，结构简单、紧凑，便于集成化和模块化，通过模块的串并联组合使其可以适应不同的化工工艺，同时使其生产加工更简单、更容易，且生产成本与微通道反应器相比也大大降低，更易被用户所接受，进而提高了推广应用范围；本实用新型中的管式反应器通过将多个反应管设置为不同结构，达到了约束液流方向、切割混合、加强传质的效果，使得本实用新型中的管式反应器的传质传热效率大大提高，同时也避免了现有技术中管式反应器使用过程中传质效果不佳及易产生震动和噪音的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案，一种管式反应器，包括壳体，所述壳体为两端均开口的中空圆柱形结构，所述壳体的两个开口端均连接有管板，两个所述管板和所述壳体围合形成一密封腔体，所述密封腔体内有反应管道，所述管板背离所述反应管道的一侧安装有封头板，两个所述封头板上分别设有反应液输入管、反应液输出管，所述反应管道的进液端与所述反应液输入管连通，所述反应管道的出液端与所述反应液输出管连通；所述壳体上沿其轴向方向依次设有换热液体输入口和换热液体输出口；

所述反应管道包括若干根相互串联的反应管，所述反应管两端开口，所述反应管的中心轴线与所述壳体的中心轴线相互平行或重合，所述管板上设有与所述反应管端部相对应的通孔，所述反应管端部位于所述通孔内，所述反应管外侧壁与所述通孔内侧壁密封固定连接；

所述封头板朝向所述管板的一侧均匀设有若干个流通凹槽，所述流通凹槽与所述反应管道端部位置相对应，所述封头板朝向所述管板的一侧还设有沿所述流通凹槽周向延伸的环形密封凹槽，所述环形密封凹槽内设有密封圈；每个所述流通凹槽与两个所述反应管端部位置相对应，若干根所述反应管通过所述流通凹槽串联连接。

上述的一种管式反应器，其中，所述密封腔体内沿所述换热液输入口至所述换热液输出口方向依次均匀设置有多个折流板，多个所述折流板形成一蛇形通道。

上述的一种管式反应器，其中，所述反应管的中心轴线与所述折流板相互垂直。

上述的一种管式反应器，其中，若干个所述反应管为SK型静态混合器、SX型静态混合器及填装有AB型填料的反应管中的至少一种。

上述的一种管式反应器，其中，所述封头板与所述管板通过螺栓固定连接。

上述的一种管式反应器，其中，所述反应管端部外侧壁与所述通孔内侧壁之间焊接。

上述的一种管式反应器，其中，所述反应管端部胀接于所述通孔内。

上述的一种管式反应器，其中，所述反应管的中心轴线与所述管板相互垂直。

上述的一种管式反应器，其中，所述换热液体输入口的中心轴线、所述换热液体输出口的中心轴线均与所述壳体的中心轴线相互垂直。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：本实用新型中的管式反应器，结构简单、紧凑，便于集成化和模块化，通过模块的串并联组合使其可以适应不同的化工工艺，同时使其生产加工更简单、更容易，且生产成本与微通道反应器相比也大大降低，更易被用户所接受，进而提高了推广应用范围；本实用新型中的管式反应器通过将多个反应管设置为不同结构，达到了约束液流方向、切割混合、加强传质的效果，使得本实用新型中的管式反应器的传质传热效率大大提高，同时也避免了现有技术中管式反应器使用过程中传质效果不佳及易产生震动和噪音的问题。

附图说明

图1为实施例1中管式反应器的结构示意图；

图2为实施例1中管板的结构示意图；

图3为实施例1中壳体一端的封头板的结构示意图；

图4为实施例1中壳体另一端的封头板的结构示意图。

各标记与部件名称对应关系如下：

壳体1、管板2、密封腔体3、封头板4、反应液输入管5、反应液输出管6、换热液体输入口7、换热液体输出口8、反应管9、流通凹槽10、折流板11、螺栓12、通孔13。

具体实施方式

为了使实用新型实现的技术手段、为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

参照图1、图2及图3所示，本实施例公开了一种管式反应器，包括壳体1，壳体1为两端均开口的中空圆柱形结构，壳体1的两个开口端均连接有管板2，两个管板2和壳体1围合形成一密封腔体3，密封腔体3内有反应管道，管板2背离反应管道的一侧安装有封头板4，两个封头板4上分别设有反应液输入管5、反应液输出管6，反应管道的进液端与反应液输入管5连通，反应管道的出液端与反应液输出管6连通；壳体1上沿其轴向方向依次设有换热液体输入口7和换热液体输出口8，其中，换热液体输入口7的中心轴线、换热液体输出口8的中心轴线均与壳体1的中心轴线相互垂直。

具体地说，反应管道包括若干根相互串联的反应管9，反应管9两端开口，若干个反应管9相互平行设置，反应管9的中心轴线与壳体1的中心轴线相互平行或重合，反应管9的中心轴线与管板2相互垂直,管板2上设有与反应管9端部相对应的通孔13，反应管9端部位于通孔13内，反应管9外侧壁与通孔13内侧壁密封固定连接；

其中，封头板4朝向管板2的一侧均匀设有若干个流通凹槽10，流通凹槽10与反应管道端部位置相对应，封头板4朝向管板2的一侧还设有沿流通凹槽10周向延伸的环形密封凹槽(图中未示出)，环形密封凹槽内设有密封圈(图中未示出)；每个流通凹槽10与两个反应管9端部位置相对应，若干根反应管9通过流通凹槽10串联连接。

具体使用时，封头板4安装于管板2上后，反应管9内腔与其位置对应的所述流通凹槽10内腔连通，若干根所述反应管9通过所述流通凹槽10串联连接，反应液输入管5与若干根反应管9组成的反应管道的进液端连通，反应液输出管6与若干根反应管9组成的反应管道的出液端连通；其中，封头板4安装于管板2上后，在密封圈的作用下，流通凹槽10端面与管板2之间形成密封接触面。

另外，本实施例中的密封腔体3内沿换热液输入口至换热液输出口方向依次均匀设置有多个折流板11，多个折流板11形成一蛇形通道；其中，反应管9的中心轴线与折流板11相互垂直。本实施例中的管式反应器使用时，换热液体从换热液体输入口7进入密封腔体3内后，通过蛇形通道流至换热液体输出口8后流出；通过多个折流板11设置形成的蛇形通道，延长了换热液体在密封腔体3内的流动路径和流动速度，同时使得换热液体在多个反应管9之间多次折流，使换热液体在密封腔体3内匀速流动的同时也保证了换热液体与每个反应管9进行充分的热交换。

具体地说，封头板4与管板2通过螺栓12固定连接。参照图3与图4所示，本实施例中壳体1两端的两个封头板上的流通凹槽10为相互交替设置。

具体地说，反应管9端部外侧壁与通孔13内侧壁通过焊接实现密封固定连接，此外，通过将反应管9与管板2焊接处充分磨平，能够保证管板2朝向封头板4的一侧为一平整的密封面。此外，本实施例中还可以通过将反应管9端部胀接与通孔13内实现反应管9端部外侧壁与通孔13之间的密封固定连接。

本实施例中的若干个反应管9的结构相同。本实施例中反应管9为SK型静态混合器、SX型静态混合器及填装有AB型填料的反应管9中的任意一种。需要注意地时，本实施例中的反应管9的选择并不局限于上述选择，用户可以根据实际需求进行合理调整。

本实施例中的管式反应器，结构简单、紧凑，便于集成化和模块化，通过模块的串并联组合使其可以适应不同的化工工艺，同时使其生产加工更简单、更容易，且生产成本与微通道反应器相比也大大降低，更易被用户所接受，进而提高了推广应用范围。

实施例2

本实施例公开了一种管式反应器，本实施例中的管式反应器与实施例1中的管式反应器的结构区别在于：本实施例中的反应管9为SK型静态混合器、SX型静态混合器及填装有AB型填料的反应管9中的至少两种。

目前市场上管式反应器对一般均相反应来讲可以达到使用效果，但无法满足需要强化传质的反应，例如液液非均相反应、气液非均相反应。其中，申请号为CN20180025115.0的中国发明专利中公开了一种通过摇振运动促进混合的管式反应器，这种反应器原理是在反应管9内增加内组件，整个反应在管径向方向运动，使管内组件产生运动，搅拌管道内液体或气体，虽然这种方式可以控制传质效果，但整个反应器是在震动状态下工作的，工作过程中产生的振动和噪音不可避免，而且在震动下，管路连接、机械结构等的可靠性面临较大的挑战。

本实施例中的管式反应器通过将多个反应管9设置为不同结构，达到了约束液流方向、切割混合、加强传质的效果，使得本实施例中的管式反应器的传质传热效率大大提高，同时也避免了管式反应器使用过程中传质效果不佳及易产生震动和噪音的问题。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种管式反应器，其特征在于，包括壳体，所述壳体为两端均开口的中空圆柱形结构，所述壳体的两个开口端均连接有管板，两个所述管板和所述壳体围合形成一密封腔体，所述密封腔体内有反应管道，所述管板背离所述反应管道的一侧安装有封头板，两个所述封头板上分别设有反应液输入管、反应液输出管，所述反应管道的进液端与所述反应液输入管连通，所述反应管道的出液端与所述反应液输出管连通；所述壳体上沿其轴向方向依次设有换热液体输入口和换热液体输出口；

所述反应管道包括若干根相互串联的反应管，所述反应管两端开口，所述反应管的中心轴线与所述壳体的中心轴线相互平行或重合，所述管板上设有与所述反应管端部相对应的通孔，所述反应管端部位于所述通孔内，所述反应管外侧壁与所述通孔内侧壁密封固定连接；

所述封头板朝向所述管板的一侧均匀设有若干个流通凹槽，所述流通凹槽与所述反应管道端部位置相对应，所述封头板朝向所述管板的一侧还设有沿所述流通凹槽周向延伸的环形密封凹槽，所述环形密封凹槽内设有密封圈；每个所述流通凹槽与两个所述反应管端部位置相对应，若干根所述反应管通过所述流通凹槽串联连接。

2.如权利要求1所述的一种管式反应器，其特征在于，所述密封腔体内沿所述换热液输入口至所述换热液输出口方向依次均匀设置有多个折流板，多个所述折流板形成一蛇形通道。

3.如权利要求2所述的一种管式反应器，其特征在于，所述反应管的中心轴线与所述折流板相互垂直。

4.如权利要求1所述的一种管式反应器，其特征在于，若干个所述反应管为SK型静态混合器、SX型静态混合器及填装有AB型填料的反应管中的至少一种。

5.如权利要求1所述的一种管式反应器，其特征在于，所述封头板与所述管板通过螺栓固定连接。

6.如权利要求1所述的一种管式反应器，其特征在于，所述反应管端部外侧壁与所述通孔内侧壁之间焊接。

7.如权利要求1所述的一种管式反应器，其特征在于，所述反应管端部胀接于所述通孔内。

8.如权利要求1所述的一种管式反应器，其特征在于，所述反应管的中心轴线与所述管板相互垂直。

9.如权利要求1所述的一种管式反应器，其特征在于，所述换热液体输入口的中心轴线、所述换热液体输出口的中心轴线均与所述壳体的中心轴线相互垂直。

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