[發(fā)明專利]一種氣液反應(yīng)裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310035019.5
• 申請日: 2013-01-30
• 公開（公告）號: CN103071444A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張頌培;陳英仔;王丹;姚靜芳
• 申請（專利權(quán)）人: 北京工商大學(xué);北京金思維品科技有限公司
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18
• 代理公司: 北京東正專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11312
• 代理人: 蔡仲德

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及氣液化學(xué)反應(yīng)技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種氣液反應(yīng)裝置。

背景技術(shù)

在化工工業(yè)中存在大量的氣液反應(yīng)，如工業(yè)廢氣的處理、催化加氫、胺化反應(yīng)等，常用的氣液反應(yīng)裝置中現(xiàn)有的有吸收塔、文丘里管、射流噴射器等，吸收塔內(nèi)液體從塔上方從上向下進(jìn)行噴淋，氣體從底部向上從而實現(xiàn)氣液混合發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，射流噴射器是利用射流口形成負(fù)壓，將氣體吸入，從而實現(xiàn)氣液混合。但是，以上幾種的氣液反應(yīng)裝置都不能使氣液混合充分、化學(xué)反應(yīng)時間長效率低，原料消耗大，所以，技術(shù)人員曾嘗試研制出多種氣液混合更充分的裝置，例如，（1）公開號為CN1745888，名稱為“利用噴射環(huán)流反應(yīng)特性的氣液混合裝置”的專利，該專利公開的氣液混合裝置是采用液體導(dǎo)管內(nèi)插氣體輸入管，氣液通過誘導(dǎo)管內(nèi)安裝圓錐形擴散器來提高氣液混合效果。（2）公開號為CN201055774，名稱為“射流混合氣液反應(yīng)裝置”的專利，該專利公開的氣液混合裝置是采用在導(dǎo)流筒下端導(dǎo)入氣體的方式，使氣液混合。但是，即便做了改進(jìn)的氣液反應(yīng)裝置，由于氣液傳質(zhì)阻礙可能造成在管道內(nèi)氣液并行通過，難以實現(xiàn)充分混合，從而降低傳質(zhì)混合效率，而且反應(yīng)裝置只能單一的實現(xiàn)氣體再循環(huán)進(jìn)入裝置中，或是實現(xiàn)液體再循環(huán)進(jìn)入裝置，反應(yīng)裝置不能實現(xiàn)智能化，效率低下、操作繁復(fù)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開了一種氣液反應(yīng)裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)氣液物料的雙循環(huán)，提高物料利用率，同時使氣液混合充分，提高化學(xué)反應(yīng)傳質(zhì)效率。?

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種氣液反應(yīng)裝置，該裝置包括反應(yīng)罐，在反應(yīng)罐內(nèi)部固定氣液混合反應(yīng)器，氣液混合反應(yīng)器由氣室與導(dǎo)流組件通過氣液混合管連接構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，反應(yīng)罐通過循環(huán)管與氣液混合反應(yīng)器連通，循環(huán)管管路串聯(lián)有循環(huán)泵，優(yōu)選的循環(huán)泵為無級變速類型，可調(diào)節(jié)流量大小改變整個反應(yīng)物料循環(huán)次數(shù)。流量大，單位時間內(nèi)氣液循環(huán)次數(shù)多，氣液傳質(zhì)充分、反應(yīng)效率高；反之，流量小，氣液混合次數(shù)少，物料傳質(zhì)、反應(yīng)效率低。????上述的導(dǎo)流組件包括導(dǎo)流管A、導(dǎo)流管B、擴口管，擴口管固定在氣液混合管和導(dǎo)流管A之間，導(dǎo)流管A與導(dǎo)流管B嵌套連接，氣液混合管的管徑小于導(dǎo)流管A的管徑，導(dǎo)流管A和導(dǎo)流管B的底部開有1個或多個導(dǎo)流孔，導(dǎo)流孔的直徑小于5mm。利用本發(fā)明氣液反應(yīng)裝置工作時，液體進(jìn)入反應(yīng)罐后，經(jīng)循環(huán)泵輸送至循環(huán)管，循環(huán)管通入到氣液混合反應(yīng)器中的氣室內(nèi)，氣體進(jìn)入氣室，此時具有一定壓力的液體經(jīng)循環(huán)管上的噴嘴噴射時，形成高速流體，并在噴嘴周圍形成壓力降，這樣在負(fù)壓狀態(tài)下的氣體被高速液體噴射流以螺旋式卷吸帶進(jìn)氣液混合反應(yīng)器混合管，這一階段各相間物料密切接觸，反應(yīng)物均勻分散、懸浮、形成整體的湍流，從而提高傳質(zhì)效率加速反應(yīng)進(jìn)行。氣液混合物從氣液混合管出來后經(jīng)擴口管靜壓增大，湍流狀態(tài)改變形成二次再混合傳質(zhì)，同時進(jìn)行反應(yīng)。導(dǎo)流管A底部具有開孔，氣液混合物從這些小孔進(jìn)入到導(dǎo)流管B中，會再次受到氣孔的剪切作用，進(jìn)一步強化氣液混合傳質(zhì)過程，導(dǎo)流組件第三次保證了氣液混合效率。除此之外，導(dǎo)流管A和導(dǎo)流管B底部開有的多個小孔，保證化學(xué)反應(yīng)需要的粉末狀固體催化劑不會堵塞導(dǎo)流管。最后，流入到導(dǎo)流管B的氣液混合物在其頂端流回反應(yīng)罐中，剩下的液體或催化劑通過導(dǎo)流管B的導(dǎo)流孔流回反應(yīng)罐，此時，未完成化學(xué)反應(yīng)的氣體和液體實現(xiàn)分離，氣體在反應(yīng)罐內(nèi)溢出液面，通過冷凝器重新流入到氣室內(nèi)循環(huán)反應(yīng)，液體則在反應(yīng)罐的底部經(jīng)循環(huán)管輸送至氣室中再次循環(huán)反應(yīng)，這樣也就實現(xiàn)了氣液物料雙循環(huán)。

本發(fā)明氣液反應(yīng)裝置中，所述循環(huán)管管路上，還連接有換熱器，可提供熱源，完成需要加熱的化學(xué)反應(yīng)。

所述反應(yīng)罐頂端側(cè)壁連接冷凝器，冷凝器的頂端開有排氣口，排氣口通過固定有單向閥的管道與氣室連通，未反應(yīng)氣體可再進(jìn)入氣室與液體循環(huán)反應(yīng)，無毒無害的尾氣也可通過頂端的排氣口排出。

反應(yīng)罐底部側(cè)壁位置上還固定斜插式磁力驅(qū)動攪拌槳，可以對有固體粉末催化劑的液體進(jìn)行攪拌使之形成懸浮液，以便物料順暢通過循環(huán)管的噴嘴及導(dǎo)流孔等環(huán)路通道。

綜上，本發(fā)明的氣液反應(yīng)裝置可實現(xiàn)氣液雙物料循環(huán)，氣液混合物分別流經(jīng)氣液混合段、擴口管、導(dǎo)流管A時氣液物料三次強化混合，顯著提高了化學(xué)反應(yīng)傳質(zhì)效率、使原料得以充分利用，而且可以保證，在需要固體催化劑時，攪拌機會使液體與催化劑形成懸浮溶液，以便在反應(yīng)裝置內(nèi)循環(huán)通暢，延長裝置的使用壽命，降低裝置的維護(hù)費用。

附圖說明

--圖1為本發(fā)明氣液反應(yīng)裝置；