CN215277241U - 一种填充床液-固相反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种填充床液‑固相反应器，包括底座，底座上设置反应筒，反应筒顶部设有填料投入口，反应筒下部安装有承托板，反应筒内、位于承托板下方设有布液器，布液器与进液口连接；反应筒的筒壁中上部开设有回流口；还包括循环泵，循环泵的排出口通过第一连接管与进液口连接，循环泵的吸入口通过第二连接管与回流口连接，第一连接管上设有排液口，第二连接管上设有补液口，第一连接管和第二连接管上分别设有用于控制排液口和补液口开关的控制阀。本实用新型反应器结构合理，使得溶液与填料均匀接触，提高了反应效率；另外对溶液进行了回收再利用，节约资源；本反应器适用于物料浸出、砂滤、吸附等液固相反应，也可作为流化床设备使用。

Description

一种填充床液-固相反应器

技术领域

本实用新型属于化工生产过程中非均相反应设备技术领域，具体涉及一种填充床液-固相反应器。

背景技术

化学反应的类型很多，反应条件也千差万别，在反应器内不仅发生了化学反应，而且还发生了流体的流动、量的传递、质量的传递以及由此而产生的停留时间分布、温度分布、浓度分布等。

工业反应器按反应混合物的相态可分为均相反应器和非均相反应器。其中，非均相反应器应用尤其广泛，非均相反应(Heterogeneous reaction) 又称“多相反应”，反应物是两相或两相以上的组分(固体和气体、固体和液体、两种互不混溶的液体)，或者一种或多种反应物在界面上(如固体催化剂表面上)进行的化学反应的总称。非均相反应按相界面的类型不同有以下几种反应：(1)气-固相反应；(2)液-固相反应；(3)气-液相反应；(4) 液-液相反应；(5)固-固相反应。

液-固相反应通常是在填充床反应器内进行，填充床反应器是一种将球形或块状的固体颗粒填料填充于填充床层内，液体以恒定的速度穿过反应床层。但现有技术存在以下弊端：一是溶液是一股方式进入反应器内，导致溶液与固体颗粒填料接触不均匀；二是溶液是从上到下流入接触填料的，容易产生壁流；三是溶液使用后不能进行再次收集利用。以上弊端导致现有反应器处理效率低、成本高，不适合规模化生产。

有鉴于此，本发明人专门设计出一种填充床液-固相反应器，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有反应器溶液与固体颗粒填料接触不均匀以及壁流等问题，而提出一种填充床液-固相反应器，通过合理结构设计，将溶液从反应器筒体下部引入、并通过溶液分布器将溶液与填料均匀的接触，实现溶液与填料充分高效反应；另外对溶液进行了回收重复再利用，节约资源，为企业提高收益。

为达到以上目的，本实用新型采用如下技术方案实现：一种填充床液- 固相反应器，包括固定底座，所述固定底座上竖直设置有反应筒，所述反应筒的顶部设置有用于投放固体颗粒填料的投入口，所述反应筒的筒内下部安装有带孔的承托板，所述反应筒内、位于承托板的下方设置有布液器，所述布液器通过管道与设置在反应筒底部的进液口连接；

所述反应筒的筒壁中上部开设有溶液回流口，所述反应筒的筒壁上、位于回流口的上方还开设有溢流口；

还包括设置在固定底座上的循环泵，所述循环泵的排出口通过第一连接管与进液口连接，所述循环泵的吸入口通过第二连接管与回流口连接，所述第一连接管上设置有排液口，所述第二连接管上设有补液口，所述第一连接管和第二连接管上分别设置用于控制排液口和补液口开与关的控制阀。

进一步地，所述承托板上均匀开设有多个通孔，所述通孔的直径介于固体颗粒填料直径的1/4～1/2之间。

进一步地，所述布液器为十字打孔结构或者莲蓬头结构，用于均匀分散溶液。

进一步地，述第一连接管上还设置有排净口。

进一步地，所述反应筒的筒壁最低端设置有清理口。

进一步地，所述反应筒由耐腐蚀的亚克力或PP或PVC材质制作。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：

本实用新型一种填充床液-固相反应器，通过对溶液进入反应筒的重新设计布局，使得溶液从反应筒底部引入，然后经布液器分散后再与位于承托板上的固体颗粒填料充分接触反应，由于承托板的开孔小于填料，因此流动相由下至上通过通孔而不会被固体颗粒阻塞，保证了液固反应的充分性和均匀性，在整体上提高了反应效率和总转化率，保证了产品质量；另外通过围绕循环泵的吸入连接管设置补液口，排出口连接管设置排液口，工作时两者同时开启，保证反应器内溶液平衡，以满足充分反应的同时，最大可能的节省原料，节约成本。

附图说明

图1是本实用新型填充床液-固相反应器整体结构示意图；

图2是本实用新型反应筒结构示意图；

图3是本实用新型承托板结构示意图；

图4是本实用新型十字打孔结构的布液器示意图。

图中：1、固定底座；2、反应筒；3、固体颗粒填料；4、承托板；5、布液器；6、循环泵；7、第一连接管；8、第二连接管；9、控制阀；21、投入口；22、进液口；23、回流口；24、溢流口；25、清理口；41、通孔； 71、排液口；72、排净口；81、补液口。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要的混淆本实用新型的概念。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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，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设备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。

参考图1～2所示，本实用新型实施例提供的一种填充床液-固相反应器，包括固定底座1，所述固定底座1上竖直设置有反应筒2，反应筒2的顶部设置有用于投放固体颗粒填料3的投入口21，可在投入口21上方铰接密封盖，反应筒2的筒内下部安装有带孔的承托板4，反应筒2内、位于承托板 4的下方设置有布液器5，布液器5通过管道与设置在反应筒2底部的进液口22连接，反应筒2的筒壁中上部开设有溶液回流口23，反应筒2的筒壁上、位于回流口23的上方还开设有溢流口24。通过上述设置，溶液通过进液口22进入反应筒2的底部，然后通过布液器5将溶液均匀分散打入设置在承托板4上方的填料中，使填料与溶液充分接触反应，减少了溶液短路引起的不充分接触，从而提高反应效率。

本实用新型还包括设置在固定底座1上的循环泵6，循环泵6的排出口通过第一连接管7与进液口22连接，循环泵6的吸入口通过第二连接管8 与回流口23连接，第一连接管7上设置有排液口71，第二连接管8上设有补液口81，第一连接管7和第二连接管8上分别设置用于控制排液口71和补液口81开与关的控制阀9，在工作时，同时打开排液口71和补液口81的控制阀，使补充的溶液与排除的溶液等量，保持整个反应器处于平衡状态。通过上述设计可以合理利用一部分溶液使之能够重复反应，节约资源。

具体的，如图3、4所示，承托板4上均匀开设有多个通孔41，通孔 41的直径介于固体颗粒填料3直径的1/4～1/2之间；布液器5为十字打孔结构或者莲蓬头结构(图中未示出)，用于均匀分散溶液。这样设置的目的在于当流动液相下至上通过布液器5后，溶液均匀分散穿过承托板4的通孔41后，承托板4上的固体颗粒3会受到由下至上的流体施加力的作用，当流动液相流速达到或超过颗粒的临界流化速度且小于颗粒沉降速度时，填料层中固体颗粒3开始上下翻腾，最后达到固体颗粒3悬浮于流动相中的流态化床层状态。此时，固体颗粒3悬浮在流动液相中不会阻塞住通孔41，且流动相在流态化床层中均匀分布，从而保证了液固反应的充分性和均匀性，在整体上提高了反应效率和总转化率，保证了产品质量。

优选的，第一连接管7上还设置有排净口72，排净口72通过阀门控制，反应过程中处于关闭状态，待反应完全结束后，打开阀门，将整个反应器内的溶液从排净口72排出并收集。

优选的，在反应筒2的筒壁最低端设置有清理口25，用于清理反应筒 2内底部溶液，底泥等。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种填充床液-固相反应器，其特征在于：包括固定底座(1)，所述固定底座(1)上竖直设置有反应筒(2)，所述反应筒(2)的顶部设置有用于投放固体颗粒填料(3)的投入口(21)，所述反应筒(2)的筒内下部安装有带孔的承托板(4)，所述反应筒(2)内、位于承托板(4)的下方设置有布液器(5)，所述布液器(5)通过管道与设置在反应筒(2)底部的进液口(22)连接；

所述反应筒(2)的筒壁中上部开设有溶液回流口(23)，所述反应筒(2)的筒壁上、位于回流口(23)的上方还开设有溢流口(24)；

还包括设置在固定底座(1)上的循环泵(6)，所述循环泵(6)的排出口通过第一连接管(7)与进液口(22)连接，所述循环泵(6)的吸入口通过第二连接管(8)与回流口(23)连接，所述第一连接管(7)上设置有排液口(71)，所述第二连接管(8)上设有补液口(81)，所述第一连接管(7)和第二连接管(8)上分别设置用于控制排液口(71)和补液口(81)开与关的控制阀(9)。

2.根据权利要求1所述的一种填充床液-固相反应器，其特征在于：所述承托板(4)上均匀开设有多个通孔(41)，所述通孔(41)的直径介于固体颗粒填料(3)直径的1/4～1/2之间。

3.根据权利要求1所述的一种填充床液-固相反应器，其特征在于：所述布液器(5)为十字打孔结构或者莲蓬头结构，用于均匀分散溶液。

4.根据权利要求1所述的一种填充床液-固相反应器，其特征在于：所述第一连接管(7)上还设置有排净口(72)。

5.根据权利要求1所述的一种填充床液-固相反应器，其特征在于：所述反应筒(2)的筒壁最低端设置有清理口(25)。

6.根据权利要求1所述的一种填充床液-固相反应器，其特征在于：所述反应筒(2)由耐腐蚀的亚克力或PP或PVC材质制作。

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