[實(shí)用新型]自吸排氣式攪拌反應(yīng)器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200920192485.3
• 申請日: 2009-09-03
• 公開（公告）號: CN201482481U
• 公開（公告）日: 2010-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程豪
• 申請（專利權(quán)）人: 程豪
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18;B01F7/16
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 徐關(guān)壽

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種自吸排氣式攪拌器，尤其是一種適合氣液反應(yīng)和氣固液三相等高換熱要求反應(yīng)的自吸排氣式攪拌反應(yīng)器。

背景技術(shù)

氣液反應(yīng)是一種在石化、精細(xì)化工、生物化工、醫(yī)藥化工經(jīng)常碰到的一種反應(yīng)，典型的應(yīng)用有催化加氫、催化氧化、發(fā)酵等過程，其共同的特點(diǎn)是氣液接觸面積的大小和換熱效果顯著影響反應(yīng)速率的高低。

市售氣液反應(yīng)器可分為兩大類：一類是傳統(tǒng)攪拌式反應(yīng)器，容器上端空間氣體在液相內(nèi)得不到循環(huán)由于氣液的不相溶性，且密度差別比較大，反應(yīng)器中未反應(yīng)氣體積聚在反應(yīng)器的上部空間，嚴(yán)重影響反應(yīng)速率，同時(shí)，固體催化劑的懸浮不均勻也制約了反應(yīng)速率；一類是自吸排氣式攪拌器是一種不用額外氣體輸送機(jī)械而能自行吸入反應(yīng)器上部空間氣體進(jìn)行氣液接觸的反應(yīng)裝置，通過自吸式攪拌槳在進(jìn)行料液混合的同時(shí)不斷吸入外界氣體，達(dá)到氣液分散反應(yīng)的目的。

在許多過程中，氣液接觸是十分重要的。氣液相接觸面積的大小顯著影響反應(yīng)速率的高低，一般的攪拌設(shè)備總是圍繞如何提高補(bǔ)充氣體的分散特性而設(shè)計(jì)制造的，但補(bǔ)充的氣體流量有時(shí)是十分有限的，這就嚴(yán)重制約了反應(yīng)速率提高。而自吸式攪拌機(jī)具備將釜內(nèi)液面上的氣體重新吸入并分散于液相的顯著特點(diǎn)，可大幅度提高氣含率和氣-液相的接觸面積，從而達(dá)到提高反應(yīng)速率的目的。如果用在三相反應(yīng)中，比如液相中有固體顆粒時(shí)，自吸式攪拌器則通常要配以能懸浮固體顆粒的攪拌器。

多數(shù)反應(yīng)是要換熱的，由于容量小，因而反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)區(qū)域和容器外的冷卻介質(zhì)溫差是很小的。但隨著反應(yīng)有效容積的增大，反應(yīng)器換熱接觸面積受到限制，它和容量的比率在急劇下降，國內(nèi)反應(yīng)器對于高度放熱的反應(yīng)多數(shù)內(nèi)置2～3層的內(nèi)盤管，但在某些劇烈換熱反應(yīng)情況下，大量盤管的內(nèi)置減少了有效反應(yīng)容積的同時(shí)，也導(dǎo)致攪拌效果受盤管占用路徑的影響。由于換熱問題得不到有效解決，以至反應(yīng)速率放慢。

傳統(tǒng)的反應(yīng)器由于采用釜外夾套及釜內(nèi)放置多組盤管的方式進(jìn)行換熱，但由于有些反應(yīng)為高換熱反應(yīng)，這種傳熱設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)在有限的時(shí)間及空間內(nèi)傳熱效果并不理想。這也是為何傳統(tǒng)的反應(yīng)器反應(yīng)容積受制約的原因所在。

中國專利文獻(xiàn)CN101444715、CN101439275等公開了一些自吸排氣式攪拌反應(yīng)裝置，大多采用空心攪拌槳與下層攪拌槳的雙層槳結(jié)構(gòu)，空心攪拌槳置于上層以帶入更多的氣體，在反應(yīng)器中設(shè)置擾流板以期更好的混合反應(yīng)。

目前國內(nèi)外各種專利所述的自吸排氣式攪拌器，都將自吸排氣式攪拌槳置于攪拌軸上層，現(xiàn)有專利報(bào)道沒有研究將自吸排氣式攪拌槳置于攪拌軸下層的影響，也沒有專利報(bào)道研究將換熱板置于容器內(nèi)這種安裝結(jié)構(gòu)。

但是，以上現(xiàn)有技術(shù)的自吸排氣式攪拌反應(yīng)裝置仍存在以下技術(shù)問題：

1、將自吸排氣式攪拌槳置于攪拌軸上層，仍沒有解決反應(yīng)器的下部氣含率遠(yuǎn)低于上部的問題；

2、現(xiàn)有自吸排氣式攪拌槳大多為徑向流形式，影響固體物的懸浮及流動；

3、通常需要在空心軸上開進(jìn)氣口或在聯(lián)軸器上鉆圓孔，造成空心軸強(qiáng)度降低或進(jìn)氣口尺寸受限制；

4、反應(yīng)器換熱效果不理想，影響反應(yīng)效果。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過將自吸排氣式攪拌器置于空心軸下層，同時(shí)將換熱板與攪拌器相結(jié)合，提供了一種高效的自吸排氣式攪拌反應(yīng)器。

自吸排氣式攪拌反應(yīng)器，主要由筒體、安裝于筒體中部的攪拌裝置及設(shè)于筒體內(nèi)壁側(cè)的換熱裝置組成，攪拌裝置包括一空心攪拌軸和設(shè)置于空心攪拌軸上的攪拌槳，其特征在于

所述的空心攪拌軸的下部依次設(shè)置軸流槳和軸流型自吸排氣式攪拌槳；

所述自吸排氣式攪拌槳槳葉與垂直主軸呈5～45度夾角，自吸排氣式攪拌槳槳葉與水平面呈5～35度夾角。

優(yōu)化地，所述的自吸排氣式攪拌槳與軸流槳之間的距離為自吸排氣式攪拌槳槳葉直徑的1～2.5倍。

更優(yōu)化地，所述空心攪拌軸的聯(lián)軸器處上開有若干進(jìn)氣槽；所述的空心攪拌軸伸入到自吸排氣式攪拌槳內(nèi)，空心攪拌軸出氣口與自吸排氣式攪拌槳進(jìn)氣口的間距為2～30mm。

更優(yōu)化地，所述的自吸排氣式攪拌槳設(shè)置于空心攪拌軸的底部，空心軸與自吸排氣式攪拌槳可通過法蘭連接。

更進(jìn)一步地，所述的自吸排氣式攪拌槳出氣口呈V字形。

所述的換熱裝置主要由設(shè)置于筒體內(nèi)的若干換熱板組成，換熱板呈擋板狀固定于筒體內(nèi)，其中靠近筒體端的相鄰兩塊換熱板的間距大于靠近空心攪拌軸端的相鄰兩塊換熱板的間距5～300mm。

所述的換熱板呈直線形或漸開曲線形。