[實用新型]可控氣液界面反應器

有效

• 申請號: 201220113125.1
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN202621145U
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 張春;莫尊理;付前剛;郭瑞斌
• 申請（專利權）人: 西北師范大學
• 主分類號: B01J10/00
• 分類號: B01J10/00
• 代理公司: 甘肅省知識產權事務中心 62100
• 代理人: 張英荷

技術領域

本實用新型涉及一種可控氣液界面反應器，主要用于化學實驗及工業生產過程中的用于氣液界面反應。

背景技術

界面反應是指異相間的化學反應。根據兩相之間接觸表面的特性及表面上的各種化學物質種類、含量、存在狀態及性質，且在一定的條件下發生的各種化學反應。兩相的界面有液-液、固-液、固-氣、液-氣和固-固5種類型。在環境中比較普遍存在的是氣-液界面反應，如大氣與海洋、江河的交界面，空氣與顆粒物表面的接觸面，常有可溶性化學物質或揮發性化學物質發生化學反應，而使污染物發生變化，并轉移到另一種環境介質中去。某些水體與土壤、底泥的接觸表面上也常有重金屬及某些有機物發生吸附、催化、絡合、降解、氧化還原等各種物理化學變化。所以界面反應已成為研究化學污染在大氣、水及土壤環境中遷移轉化規律和循環過程等問題的重要內容。

氣液相界面反應的理論已經比較成熟，該理論認為，當氣相反應物與液相反應物之間進行反應時，可以認為反應包括以下步驟：氣相中的反應物A從氣相主體擴散傳遞到氣液界面，并處于相平衡狀態；反應物A從氣液界面傳入液相，在液相內達到一定濃度并與液相中的其它反應物進行反應；反應所生成的液相產物沿濃度下降方向傳遞，氣相產物繼續向界面傳遞，在動態平衡過程中不斷反應。氣液界面反應理論被廣泛用于傳質過程分析，可以將復雜的相際傳質簡化，化學反應及工業生產過程中氣液接觸，溶質從液面滲入液內而形成濃度梯度、混合、消失濃度梯度的交替過程，擴散傳質過程主要依靠非定態的分子擴散，這對研究晶體生長、反應速率等化學反應參數提供了很大方便。

目前為止，可用于氣液界面反應的反應器非常有限，主要有鼓泡反應器及表面充氣式攪拌反應器等，不同程度地存在反應無法精確控制等方面的缺陷。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種用于氣液界面反應的可控氣液界面反應器。

本實用新型的可控氣液界面反應器，包括敞口的反應容器，并在反應容器的外周設置有封閉的氣體生成器；所述氣體生成器的頂部設置有伸入反應容器的進液管和伸入氣體生成器的分液漏斗。

所述氣體生成器的頂部設置有排氣閥，用于抽出氣體生成器中的空氣。

所述氣體生成器內設置有加熱盤管。

所述反應容器的底部設置有加熱臺及溫度控制器。

所述反應容器內設置有溫度計。

工作時，液相反應物由進液管加入到反應容器中，氣相反應物或能生成氣相反應物的溶液由分液漏斗進入氣體生成器中，在加熱盤管的加熱的條件下，氣體揮發出來，與反應器中的液面形成氣液界面，并不斷溶于反應液體中進行反應。

本實用新型具有以下優點：

1、實現了氣體生成與氣液反應同步進行，便于對反應時間的準確控制；

2、通過調節外置的分液漏斗，實現了反應速率的靈活控制，并可以隨時停止和開始界面反應過程；

3、將氣液界面反應涉及的反應器與氣體生成器進行一體化封閉型設計，不僅簡化了結構，而且保證了反應的順利和安全操作；

4、將反應器溫度和氣體生成器溫度分開控制，可以滿足不同的氣體生成和化學反應類型；

5、氣體生成器可以實現反應前的空氣排出，實現反應過程中氣體的高度純化。

附圖說明

圖1為本實用新型可控氣體擴散反應器的結構示意圖。

具體實施方式

一種可控氣液界面反應器，包括敞口的反應容器1，并在反應容器1的外周設置有封閉的氣體生成器2；在氣體生成器2的頂部設置有進液管9和分液漏斗3，其中進液管9伸入反應容器1內，分液漏斗3伸入氣體生成器2內；氣體生成器2的頂部設置有排氣閥8，可實現反應前氣體生成器2內的空氣排出；氣體生成器2內還設置有加熱盤管6，其表面經過耐酸耐堿處理，用于加熱由分液漏斗3滴入的溶液，以生成用于界面反應的氣體；反應容器1內設有有溫度計7，對反應溶液的溫度進行在線檢測；反應容器1的底部設置有加熱臺5及溫度控制器4，對反應容器1內進行加熱和溫度控制，以滿足不同氣體揮發及溶液反應時所需的條件。