[發明專利]一種有效提高混合強度和傳質速率的單相或多相反應裝置

有效

• 申請號: 201610486273.0
• 申請日: 2016-06-29
• 公開（公告）號: CN106111037B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 巨少華;姜峰;彭金輝;郭勝惠;楊尚平;許磊;尹少華;代林晴;張利華;肖畢權
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種有效提高混合強度和傳質速率的單相或多相反應裝置，屬于化工設備技術領域。

背景技術

在化工、生物、石油、冶金等行業的工業生產中，絕大多數的化學反應都涉及單相或多相傳質過程，例如在蒸餾過程中是物質在氣相與液相之間傳遞，以及氣體吸收、曝氣、氣體洗脫等氣液反應，即多相反應；在萃取中是物質在兩液相之間傳遞，即單相反應，但在反應的過程中，反應產物會抑制反應進行或抑制反應達到平衡，只有保證較高的相間對流傳質速率，才能提高反應過程的效率。

傳質設備是一種促進單相或多相密切接觸的設備，常見的傳質設備有填充塔、板式塔、噴淋塔、固定床、移動床、混合澄清槽等，然而這些設備由于需要延長物料之間接觸時間和接觸面積來提高傳質速率，因此建成的體積通常較為龐大，有的反應塔的高度甚至高達幾十米，存在占地面積大，造價較高，混合強度和傳質速率低，安全隱患等問題。

為此，研發一種混合強度大、傳質速率高、應用范圍廣，既可處理單相反應，也可處理多相反應的反應裝置是解決上述問題的關鍵。

發明內容

針對上述現有技術存在的問題及不足，本發明提供一種有效提高混合強度和傳質速率的單相或多相反應裝置。該單相或多相反應裝置能夠有效提高混合強度和傳質速率，本發明通過以下技術方案實現。

一種有效提高混合強度和傳質速率的單相或多相反應裝置，包括筒體1a、隔離環盤2、傳質盤3、葉輪4、傳動軸5、進料室6、底座9、進料端蓋1b和出料端蓋1c；反應裝置的殼體1由進料端蓋1b、出料端蓋1c和筒體1a組成，并固定在底座9上；傳動軸5穿過筒體1a，由兩個軸承座固定；隔離環盤2將殼體1a內分為混合室和分離室兩個區間；混合室由進料端蓋1b、傳質盤3以及隔離環盤2組成；進料端蓋1b上設有進料通孔7并連接混合室；分離室由隔離環盤2、葉輪4和出料端蓋1c組成；傳質盤3和葉輪4固定在傳動軸5上，并隨傳動軸5轉動，使通過其中的單相或多相流體被切割成細小流體實現混合傳質；反應流體進入分離室被固定在傳動軸5上的葉輪4離心分離，重相被甩到殼體外圈，輕相被重相擠到傳動軸附近；出料端蓋1c表面上靠近傳動軸5位置處設有輕相出料通孔8a，出料端蓋1c表面外部設有重相出料通孔8b。

所述的進料端蓋1b的外側面靠近傳動軸部位，設置有多每相流體的進料環形凹槽，該環形凹槽一側連接著進料室6上相對應的流體管道，另一側分布有若干進料通孔7，使反應流體由凹槽流入到混合室中。

所述傳質盤兩側、進料端蓋1b的內側面、隔離環盤2朝向混合室一側分為不同區，全部或部分區上設置有若干導流筋或導流溝；其中導流筋高度為0.1~20mm，導流溝深度為0.1~20mm。

所述傳質盤3與進料端蓋1b之間的間距可調，調整范圍為0.01~10mm；同時，傳質盤3與隔離環盤2之間的間距也可調，調整范圍為0.01~10mm。

所述的傳質盤3、葉輪4的轉速為50~5000r/min。

所述傳質盤3、隔離環盤2、葉輪4為多個，多個傳質盤3、隔離環盤2、葉輪4之間串聯設置。

所述的葉輪4的葉片母線為阿基米德螺旋線。

所述的隔離環盤2帶有正電荷，所述的傳質盤3帶有負電荷。

所述的殼體1a的內部設置有傳熱通道，且殼體1a內部材料為高導熱系數材料，殼體1a的外部材料為耐高溫、耐磨損或耐腐蝕材料，如316L不銹鋼和哈氏合金。

所述的進入反應器的物料為液-液單相物料，或是氣-液、氣-液-液、液-液-固、氣-液-固多相物料。

所述的進料室設置有物料流量控制閥。

該單相或多相反應裝置的使用原理為：