[實用新型]一種雙噴嘴氣提式外環流反應器

無效

• 申請號: 200620176048.9
• 申請日: 2006-12-30
• 公開（公告）號: CN200996011Y
• 公開（公告）日: 2007-12-26
• 發明（設計）人: 張鍇;王其成
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C12M1/00
• 分類號: C12M1/00;C02F3/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型是一種外環流反應器，具體地說涉及一種適用于化工及其相關領域的雙噴嘴氣提式外環流反應器。

背景技術

環流反應器按驅動流體的類型可分為氣提式環流反應器、噴射式環流反應器和推進器式環流反應器三種。氣提式外環流反應器是由鼓泡塔派生出的一種新型氣液反應器，具有結構簡單、流場剪切應力小、造價低、操作容易、運行成本低等優點，因而被廣泛地應用于化工、食品、制藥、能源和環保等領域。

氣提式外環流反應器在放大過程中，下行管會隨提升管增高而增加。另外，傳統的氣提式外環流反應器只是將氣體噴嘴單一地設計在提升管的下部，使氣液的有效接觸區域僅局限于提升管內，而下行管內僅有液體流動，毫無疑問在此區域是無法進行氣液傳遞和反應。尤為突出的問題是，對于一些好氧反應的生化和廢水處理過程，由于活性介質在下行管內停留時間過長，會因缺氧而死亡，致使工藝放大失敗。

前人已開發了許多種類的氣提式外環流反應器。其中：中國專利(ZL?200520070555.X)公開了一種多管外環流反應器，該外環流反應器雖然能夠避免傳統機械攪拌式通風反應器使用中存在的一些問題但是該專利仍沒有解決下行管內僅有液體流動而無法進行氣液傳遞和反應問題。

發明內容

本實用新型的目的是克服背景技術中的不足和問題，提供一種氣液接觸效率高、適用范圍廣、結構簡單、成本低、易操作的雙噴嘴氣提式外環流反應器。

本實用新型的目的是這樣實現的，它是由提升管、下行管、液體入口、液體出口、氣體入口和氣體出口組成。其特征在于下行管上部通過上段循環斜管與提升管上部相通，下行管下部通過下段循環斜管與提升管下部相通，下行管內裝有下行管噴嘴，下行管氣體入口與下行管噴嘴相通，提升管頂端有氣體出口和液體入口，提升管內下部有提升管噴嘴，提升管底端呈錐形結構，提升管底端有液體出口和提升管氣體入口，提升管氣體入口與提升管噴嘴相通。

如上所述的提升管噴嘴或下行管噴嘴上布有氣體分布孔。

液體通過液體入口流入提升管內，氣體則經提升管氣體入口通過提升管噴嘴進入提升管內，與提升管內的液體進行傳質、傳熱和反應，并攜帶液體向上運動，在提升管頂部氣液分離后，氣體由提升管頂端的氣體出口排出，液體則經上段循環斜管進入下行管，在下行管內與經下行管氣體入口和下行管噴嘴進入下行管內的氣體相混合，同時，進行氣液傳遞和反應，并一起向下運動，通過下段循環斜管進入提升管內，提升管下部的液體從液體出口排出。

本實用新型與現有技術相比具有以下優點：

①本實用新型克服了傳統的氣提式外環流反應器只在提升管的下部設計一個噴嘴的缺陷，使氣液的有效接觸區域從僅局限于提升管內拓展到提升管和下行管整個區域，顯著增加了液體與氣體的接觸時間，同時，由下行管氣體入口再經下行管噴嘴進入下行管內的氣體能夠使下行管內的液體速度增加，致使液體在提升管和下行管之間的循環率增大，有效提高了環流反應器的加工處理量；

②本實用新型由于在提升管下部和下行管上部各設計一個噴嘴，因而能夠根據實際工藝要求，分別調節進入提升管氣體入口和下行管氣體入口的氣體流量，使提升管和下行管內的流體處于相同或不同的流型，另外，這種設計方法還能夠有效解決一些好氧反應中活性介質在下行管內因停留時間過長而造成缺氧死亡問題，特別適合應用于生化和廢水處理過程；

③提升管噴嘴采用水平環管式氣體分布器，在分布器上沿切線方向斜向上均勻布有氣體分布孔，該型分布器能夠有效減小氣泡尺寸，顯著增加氣體對液體的提升力，降低能耗，同時，也能夠有效提高提升管內氣液混合和接觸效率；

④下行管噴嘴也采用水平環管式氣體分布器，與提升管噴嘴區別是氣體分布孔方向和內外環之間的連筋數目不同，分布器的使用不但保證了下行管內的氣液傳遞和反應，而且加速了提升管與下行管之間的液體循環，有效減少了液體在下行管內的停留時間；

⑤提升管與下行管之間通過上段循環斜管和下段循環斜管相通，循環斜管結構能夠有效減少液體在提升管與下行管之間循環時的阻力，降低環流反應器內的能量損失；

⑥提升管底部采用采用錐形結構，可以有效減少液體長期沉積于提升管底部，有利于液體的排出。

附圖說明

圖1是雙噴嘴氣提式外環流反應器結構示意圖

圖2是提升管噴嘴結構示意圖

圖3是下行管噴嘴結構示意圖