CN2668246Y - 管式反应器 - Google Patents

Abstract

一种管式反应器，它属于化工反应装置，用于有液氨、液氯或其它液化气参与反应，其特征在于它包括一个柱状外管道；一个设在柱状外管道中间的液化气蒸发管，其管壁上设有若干个蒸发孔；在蒸发管与柱状外管道横截面之间设有蒸发管支架，支架上设有导流孔；在柱状外管道的一端设有物料入口，另一端设有成品出口。本实用新型与传统同类设备相比，省略了液化气气化装置、反应放热处理装置，结构简单紧凑，体积小，占地少，造价低。与直接预热液化气容器的传统操作方式相比，安全性更高，生产运行更加稳定、可靠。与传统类似规模的设备相比，生产效率可以提高1倍以上。本实用新型可以满足连续性生产的需要。

Description

管式反应器

技术领域：

本实用新型涉及一种用于有液氨、液氯或其它液化气参与反应的管式反应器，它属于一种化工装置，特别是一种化工反应装置。

背景技术：

目前，在化工、环境工程、冶金等领域，以液氨、液氯或其它液化气为原料，制备含氨(铵、胺)、含氯等产品的过程中，液化气的气化和吸收反应是两个必不可少的工序。液化气的气化是一个吸热过程，例如，液氨、液氯的气化热分别为23.35KJ/mol、18.42KJ/mol，而不少气体与物料的反应是一个放热过程，如氨气溶于水的溶解热约为-29.1KJ/mol NH₃，氯气与氯化亚铁的反应热则高达-253.8KJ/mol Cl₂。以往，两个工序分别需要两个不同的装置——液化气气化器或换热器，以及气体吸收反应器完成。在气化器内，需要设置加热装置或直接预热液化气容器外壳，否则液化气将因气化时的大量吸热、温度急剧降低而很快停止气化。至于吸收反应器内，也要设有冷却装置，如冷却盘管或冷却夹套，否则液氨等气体吸收、反应过程中产生大量的热量，不仅会使反应器温度过高而受损坏，也会造成气体吸收效果不佳、反应过程大大延长。这样，由于生产流程长、设备多，整个过程需要较长时间才能完成；不仅生产效率偏低，而且带来设备投资大、占地面积多、操作繁琐、设备维护困难等诸多问题。

发明内容：

本实用新型的目的在于，针对有液氨、液氯或其它液化气参与反应的化工生产中，提供一种工艺流程简单、可以一次性完成生产工艺的化工用管式反应器。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种化工用管式反应器，它包括一个柱状外管道，一个设在柱状外管道中间的液化气蒸发管，其管壁上设有若干个蒸发孔；在所述的液化气蒸发管与柱状外管道横截面之间设有蒸发管支架，在所述的蒸发管支架上设有导流孔；在所述的柱状外管道的一端设有物料入口，另一端设有成品出口。

所述的柱状外管道分为两节，节与节之间通过法兰盘进行连接。

所述的蒸发管支架为板状，在所述的板状支架的表面设有导流孔，所述的导流孔呈辐射状排列在板状支架的表面。

所述的柱状外管道近成品出口的部分呈锥形管状。

所述的设在液化气蒸发管的管壁上的蒸发孔与管的横截面呈倾斜设置。

所述的蒸发孔与管的横截面呈倾斜角度为1-90°。

所述的液化气蒸发管的管壁厚度为0.5-10毫米。

所述的柱状外管道的制作材料可以是玻璃钢或钢衬四氟材料。

本实用新型与传统同类设备相比，省略了液化气气化装置、反应放热处理装置，结构简单紧凑，体积小，占地少，造价低。与直接预热液化气容器的传统操作方式相比，安全性更高，生产运行更加稳定、可靠。与传统类似规模的设备相比，生产效率可以提高1倍以上。本实用新型可以满足连续性生产的需要。

附图说明：

附图1为本实用新型的结构示意图

附图2为本实用新型附图1的A-A剖视图

附图3为本实用新型液化气蒸发管的结构示意图

具体实施方式：

下面以附图1、2、3为本实用新型的实施例，对本实用新型进行进一步的说明：

本实用新型包括一个柱状外管道1，为了更好的支撑管内的部件，所述的柱状外管道1分为两节，节与节之间通过一个法兰盘5进行连接；一个设在柱状外管道1中间的液化气蒸发管2，所述的液化气蒸发管2的管壁厚度为0.5-10毫米；在所述的液化气蒸发管2与柱状外管道1横截面之间设有蒸发管支架6，所述的蒸发管支架可以为板状；在所述的板状蒸发管支架6的表面设有导流孔8，导流孔8可以为多个圆孔，且呈辐射状排列在板状支架的表面；为了保证液化气蒸发管2的稳定，蒸发管支架6可以沿液化气蒸发管2的轴向设置若干个；在所述的柱状外管道1的一端设有物料入口3，另一段设有成品出口4；在所述的液化气蒸发管2的管壁上设有若干个蒸发孔7，所述的蒸发孔7与管的横截面呈倾斜设置，倾斜角度为1-90；柱状外管道1近成品出口的部分呈锥形管状。

在使用本实用新型的时候，首先，待反应的液态物料通过物料入口3注满柱状外管道1；接着，液氨、液氯等高压液化气吸收周围物体的热量后，以气液混合态的形式从液化气蒸发管2上多个有一定倾角并规则排列的液化气蒸发孔7高速喷出，与物料快速均匀混合、反应的同时产生相当热量，该热量又促进液化气的气化。在气流以及待反应物料输送泵的共同推动下，反应生成物穿过蒸发管管架上的导流孔8、以湍流状态快速通过柱状外管道的锥形部分和成品出口4排出装置外。而本实用新型的设计特殊排列的导流孔8则使物料混合更加均匀、吸收或反应更趋完全；反应器尾部的锥形设计也可使湍流速度得以进一步提高。这样，可以顺利地实现连续进料和连续出料，反应过程得以连续进行。调节液化气以及待反应物料的流速，即可生产出不同浓度的含氨(铵、胺)产品、含氯产品或其它化工产品。

需要指出，液化气的压力较高(液氨等达到8-10kg/cm²)，在蒸发管急剧气化时形成高压气体，而在吸收或反应时，气体体积急剧收缩，通常情况下将产生极大的爆鸣声，整个设备产生剧烈振动，危及相关设施。由于特殊排列的导流孔、蒸发孔以及锥形尾部的设计，保证了该过程平稳、高效运行。

蒸发管长度为50-15000毫米，管截面为圆形或其它形状；圆管的内径为10-200毫米，管壁厚0.5-10毫米；蒸发孔孔径为1-10毫米，倾角α为1-90°，数量为1-1000个。

对于氨气与液态物料的溶解热及反应热大于液氨气化热的通氨反应，都可以采用本实用新型。例如，由于1摩尔氨气溶于水或水溶液释放的热量，略多于1摩尔液氨气化所需的热量。因此，将液氨气化和氨气吸收在一个设备内进行，液氨气化所需的热量完全可以由氨气溶解热来提供，整个过程可以顺利完成；并且在液氨气化以及待反应物料输送泵的共同推动下，反应生成物以“塞式运动”的方式快速地排出管式反应器外，在反应器内停留的时间较短，反应器升温不高，可以选择玻璃钢作为管壳的材料。总之，生产可以连续进行，而无须设置额外的加热或冷却装置，设备结构非常简单。

对于氯气与液态物料的溶解热及反应热大于液氯气化热的通氯反应，也可以采用本实用新型。例如，1摩尔氯气与2摩尔氯化亚铁溶液反应制备2摩尔三氯化铁的生成热，远大于1摩尔液氯气化所需的热量，反应可以顺利进行。虽然，本反应放热较多，但可以选择耐热的钢衬四氟作为管壳的材料，或控制液氯和物料的通入速度来控制反应生成物在反应器内的停留时间，进而控制反应器的升温。

Claims (7)

1、一种管式反应器，其特征在于它包括一个柱状外管道(1)；一个设在柱状外管道(1)中间的液化气蒸发管(2)，在液化气蒸发管(2)的管壁上设有若干个蒸发孔(7)；在所述的液化气蒸发管(2)与柱状外管道(1)横截面之间设有蒸发管支架(6)，在蒸发管支架(6)上设有导流孔(8)；在所述的柱状外管道(1)的一端设有物料入口(3)，另一端设有成品出口(4)。

2、如权利要求1中所述的管式反应器，其特征在于所述的柱状外管道(1)分为两节，节与节之间通过一个法兰盘(5)进行连接；柱状外管道(1)近成品出口(4)的部分呈锥形管状。

3、如权利要求1中所述的管式反应器，其特征在于所述的蒸发管支架(6)为板状，在所述的板状支架的表面设有导流孔(8)，所述的导流孔(8)呈辐射状排列在板状支架的表面。

4、如权利要求1或2或3中所述的管式反应器，其特征在于所述的设在液化气蒸发管(2)的管壁上的蒸发孔(7)与管的横截面呈倾斜设置。

5、如权利要求3中所述的管式反应器，其特征在于所述的蒸发孔(7)与管的横截面呈倾斜角度为1-90度。

6、如权利要求1中所述的管式反应器，其特征在于所述的液化气蒸发管(2)的管壁厚度为0.5-10毫米。

7、如权利要求1中所述的管式反应器，其特征在于所述的柱状外管道(1)的制作材料可以是玻璃钢或钢衬四氟材料。