[發明專利]一種多組分層式浸沒撞擊流反應器

有效

• 申請號: 201410678158.4
• 申請日: 2014-11-24
• 公開（公告）號: CN104338492A
• 公開（公告）日: 2015-02-11
• 發明（設計）人: 張建偉;馬紅越;馮穎;董鑫
• 申請（專利權）人: 沈陽化工大學
• 主分類號: B01J8/08
• 分類號: B01J8/08;B01J14/00;B01J19/26
• 代理公司: 沈陽技聯專利代理有限公司 21205
• 代理人: 張志剛

技術領域

本發明涉及一種化工反應器，特別是涉及一種多組分層式浸沒撞擊流反應器。

背景技術

液-液相和液-固相體系中進行的反應、反應-沉淀以及結晶等過程中，反應器中的混合狀況，尤其是分子尺度上的微觀混合狀況對反應效果有著重要影響。目前工業上最常用的設備是攪拌槽反應器，這種反應器的缺點是器內返混不均勻，攪拌效率低等。撞擊流反應器是一種新型的化學反應設備，與傳統攪拌槽反應器相比，具有物料接觸面積大，傳熱傳質效率高的優點。但目前的撞擊流反應器多為在導流筒內設置螺旋槳結構，雖然提高了混合效率，但是也存在一些不足，如螺旋槳制造成本高，長期運轉容易磨損等。傳統的撞擊流反應器雖然在撞擊區混合效果良好，但是在撞擊區以外的區域，混合效果較差，甚至無法混合。而已有的由射流形成撞擊的撞擊流反應器也多為單純的兩噴嘴對置式，撞擊區有效面積小，處理量有限，不能充分體現出撞擊流的優勢，限制了撞擊流技術在工業領域的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種多組分層式浸沒撞擊流反應器，該反應器適應化工過程中要求連續反應，又要求物料在反應器內快速混合均勻，且維護簡單、運行可靠、混合面積大、反應效率高的反應器。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種多組分層式浸沒撞擊流反應器，所述反應器包括釜體，進料管，錐形底，頂蓋；釜體外形為立式圓筒形，上部采用橢圓形封頭作為頂蓋，下部為錐形中空筒體；頂蓋設氣體出口、壓力表和溫度計，氣體出口可連接放空閥；錐形底設有出料口；進料管多組分層設置，同層進料管同軸對置；進料管出口端安裝有噴嘴，噴嘴結構、直徑、間距可調，釜體其形狀為立式圓筒形，釜體外側設置換熱夾套，釜體上部設置溢流出口，頂蓋形狀為橢圓形，頂部設有壓力計、溫度計、氣體出口組件；錐形釜底底部設出料口。

所述的一種多組分層式浸沒撞擊流反應器，所述進料管數量根據工況需要成組增加或減少。

所述的一種多組分層式浸沒撞擊流反應器，所述進料管為同軸對置的幾組設置形式。

所述的一種多組分層式浸沒撞擊流反應器，所述反應釜內部或設置蛇管式換熱管。

本發明的優點與效果是：

（1）利用了撞擊流強化微觀混合的特點，可以提高液相微觀混合水平，加快宏觀液-液、液-固反應速率，具有生產效率高的特點；

（2）采用多組分層設計，兩層之間可產生二次撞擊，使物料混合更充分；

（3）裝置中機械結構簡單，動部件少，便于加工、安裝，清洗方便，設備投資少；

（4）可適用于連續生產，能適應多種不同工況的場合應用。

附圖說明

????圖1為本發明整體結構示意圖；

????圖2為本發明圖A-A剖視示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖所示實施例，對本發明作進一步詳述。

本發明反應器由釜體3，進料管5，錐形底9，頂蓋12等部件組成，可在釜體內實現浸沒狀態下的流體撞擊和混合。進料管5可多組分層設置，同層進料管同軸對置。進料管出口端安裝有噴嘴，噴嘴結構、直徑、間距可調，可根據實際工況需要成組增加或減少進料管數量。釜體3其形狀為立式圓筒形，釜體外側設置換熱夾套6，可根據工況需要進行加熱或冷卻；釜體上部設置溢流出口10，可以引出反應后的輕組分。頂蓋12形狀為橢圓形，利于收集反應產生的氣體，頂部設有壓力計2、溫度計1、氣體出口13等組件。錐形釜底9，其特征在于形狀為錐形，利于反應生成的重組分的收集和排放，底部設出料口7。

進料管采用多組分層式結構，反應器由釜體3，進料管5，錐形底9，頂蓋12等部件組成。物料通過進料管5進入反應區，在撞擊區進行對撞，撞擊后的物料可在反應器其他區域產生二次撞擊，從而提高混合效率。可視反應產物情況選擇物料出口方式。

實施例：

圖1是本發明所述多組分層式浸沒撞擊流反應（混合）器的結構示意圖。

????圖中：1-溫度計、2-壓力表、3-釜體、4,8-換熱介質進、出口、5-進料口、6-加熱或冷卻夾套、7-出料口、9-錐形底、10-溢流口、11-溢流堰、12-頂蓋、13-氣體或蒸汽出口、14,15,16-撞擊區、(a)-(b)接管位置.

本發明由釜體3，進料管5，錐形底9，頂蓋12等部件組成，主要加工材料為不銹鋼，釜體3外形為立式圓筒形，上部采用橢圓形封頭作為頂蓋12，下部為錐形中空筒體，即錐形底9，外壁設置換熱夾套6。頂蓋設氣體出口13、壓力表2和溫度計1，氣體出口可連接放空閥；錐形底9設有出料口7。

工作過程中如下。液相工藝介質在泵（圖中未涉及）的推動下，經過計量控制裝置，進入同軸對置的幾組進料管5，在釜體中心軸線上發生撞擊，形成撞擊區14、15、16。在撞擊區迅速完成反應（混合）過程，之后流體可在兩撞擊區之間的區域發生二次撞擊，進一步進行混合或反應。反應中若有氣體生成，并使得反應釜內氣壓超過許用壓力時，可通過放空閥13釋放壓力；當釜內液體達到反應（混合）要求時，可打開出料口，將物料釋放，得到產物，其中重組分可由出料口7排出，輕組分可經溢流口10排出。反應器壁外設有換熱夾套6，可以在反應期間加熱或冷卻工藝介質。冷卻時通過下部接管通入冷水或其它冷卻介質，換熱后經過上部接管排出；需要加熱時加熱介質的進出口與冷卻時相反，必要時，反應釜內部還可以設置蛇管換熱（圖中未涉及）。將反應器噴嘴位置設置為液體浸沒狀態，可以增加物料的接觸面積和停留時間，使混合更充分，強化相間傳遞，增強液-液兩相的混合強度和效率，能實現設備小生產效率高。本反應器獨特的結構設計，具有處理效率高、處理量大，操作簡便，維護費用低的特點。