[發明專利]一種超重力多功能反應器

有效

• 申請號: 201210321693.5
• 申請日: 2012-09-03
• 公開（公告）號: CN102872788A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 史聰;袁煒;羅春桃
• 申請（專利權）人: 神華集團有限責任公司;神華寧夏煤業集團有限責任公司
• 主分類號: B01J19/28
• 分類號: B01J19/28
• 代理公司: 北京邦信陽專利商標代理有限公司 11012
• 代理人: 王昭林

技術領域

本發明涉及一種強化氣液傳質、傳熱與反應過程的設備，特別是一種超重力多功能反應器。所述超重力多功能反應器可以在一個反應器內同時實現反應和分離或換熱、反應和蒸餾操作，是一種典型的反應與分離、換熱的集成，能廣泛地應用于石油、制藥、環保、精細化工等行業的吸收、解吸、蒸餾、傳熱、化學反應及納米材料制備等方面。

背景技術

超重力反應器是利用旋轉產生的離心力來加快反應速度。在高速旋轉的設備中，由旋轉產生的離心力可高達重力的1000倍以上。在強大的離心力驅動下，物料混合、傳遞得到有力的強化，從而顯著地加快受物料混合、傳遞速度限制的化學反應或其它傳質、傳熱過程。

目前，超重力反應器已成功的應用于超細材料的制備過程。如專利文獻CN1769166A公開了一種用硫酸沉淀反應制備超細二氧化硅粉體的方法；專利文獻CN1461731A公開了一種納米級超細碳酸鈣的制備方法；專利文獻CN101423239A公開了一種粒徑分布可控的納米硫酸鋇制備方法等。與傳統的攪拌反應器相比，現有的超重力反應器可以顯著提高混合效率，強化傳熱、傳質和化學反應。但受當前超重力設備技術水平的限制，在完成物料混合的同時還不能迅速地移走或提供化學反應產生的熱量，比如硝化和中和等一些強放熱反應、催化反應或其它吸熱反應，且不能將反應和分離集成在一個反應器內完成。此外，超重力工程技術在精餾領域的應用有專利文獻CN1686591A，該專利文獻采用多轉子串聯來實現精餾操作，對轉軸的強度和轉子運作的穩定性要求較高，且轉子直徑不宜放大，功耗高，不能將反應和蒸餾集成在一個旋轉床內完成，極大限制了它在化學反應領域的應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的是提供一種超重力多功能反應器。所述超重力多功能反應器可以將反應與分離（蒸餾）、換熱集成在一個反應器內進行，解決目前超重力反應器功能單一、適用性有限的缺點，不僅能單獨適用于反應、傳質和傳熱各個操作，而且可在一個反應器內同時實現反應和分離或換熱、反應和蒸餾操作，以增加反應速度、提高反應的轉化率、增強生產能力和節省投資。

本發明的目的可以通過下述技術方案實現：

一種超重力多功能反應器，其包括殼體以及設置在所述殼體內的轉子和液體分布器；所述殼體的上部設有至少一個氣相出口管，所述殼體的下部設有至少一個液相出口管，所述殼體在所述轉子的上方設有至少一個液相入口管，所述殼體在所述轉子的下方設有至少一個氣相入口管；所述液體分布器設置在所述轉子的中部內腔；所述轉子由嵌套在一起的定轉子和動轉子組成；所述動轉子固定在轉軸上。

所述液體分布器包括與所述定轉子相連的圓形中空底板、置于所述底板中部并與所述底板垂直的罩筒、置于所述罩筒中的旋流葉片和所述旋流葉片下部的盲板，并具有至少一個穿過所述底板的降液管。

所述動轉子包括旋轉盤和設置在所述旋轉盤上的多個具有開孔的同心圈。

所述定轉子為多個具有換熱功能的環形折流板式換熱器。

所述環形折流板式換熱器包括上層環形折流板和下層環形折流板。

優選地，所述上層環形折流板和下層環形折流板上均設有旋流條縫。

所述環形折流板式換熱器附接有至少一組換熱介質入口管和換熱介質出口管。

所述定轉子的下層環形折流板的最下端與所述動轉子的旋轉盤之間的距離為2~8mm；所述動轉子的旋轉盤上的具有開孔的同心圈的最上端與所述定轉子的下層環形折流板之間的距離為2~8mm。

優選地，所述定轉子的下層環形折流板的最下端與所述動轉子的旋轉盤之間的距離為3~5mm；所述動轉子的旋轉盤上的具有開孔的同心圈的最上端與所述定轉子的下層環形折流板之間的距離為3~5mm。

優選地，所述定轉子的上方設有Z字形的液體捕集裝置。

本發明的超重力多功能反應器結構簡單合理，投資小；能很好地適用于多相間的反應、傳熱和傳質等場合；反應速率、換熱效率高，設備壓降低，生產能力大。

附圖說明

圖1為本發明的一種超重力多功能反應器的剖視圖。

圖2為本發明的另一種帶液體捕集裝置的超重力多功能反應器的剖視圖。

圖3為本發明的超重力多功能反應器中的定轉子（環形折流板式換熱器）的剖視圖。

圖4為本發明的超重力多功能反應器中的液體分布器的剖視圖。

附圖標記：

1、氣相入口管

2、殼體

3、轉子

31、定轉子（環形折流板式換熱器）

311、下層環形折流板