[發(fā)明專利]超重力氧化反應器裝置及應用

有效

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• 申請日: 2019-01-08
• 公開（公告）號: CN109603720B
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設計）人: 羅勇;王悅巖;蔡勇;裴丹鈺;初廣文;孫寶昌;鄒海魁;張亮亮;陳建峰
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: B01J19/18
• 分類號: B01J19/18
• 代理公司: 北京正理專利代理有限公司 11257
• 代理人: 趙曉丹

本發(fā)明提供超重力氧化反應器裝置及應用，該裝置包括：超重力反應器本體以及被動式擾流件，利用液體被甩出旋轉腔室后撞擊被動式擾流件的碰撞部，使得碰撞部旋轉，帶動底部被動式擾流部轉動，強化了反應體系的液?液傳質；在上腔體中，通過超重力反應器增加兩個流體的接觸面積強化傳質，在下腔體中，通過旋轉提高了兩個液體之間的混合，延長了反應時間，進一步強化了傳質和混合，同時實現了能量高效利用，將轉子的機械能轉化為流體動能，流體動能因碰撞轉換為碰撞部的轉動機械能，進而使得擾流部旋轉，并且防止了高速轉動的流體對反應腔體碰撞導致反應腔體泄露的問題。

技術領域

本發(fā)明涉及反應器技術領域，更具體的，涉及超重力氧化反應器裝置及應用。

背景技術

隨著現代生物技術的興起，生物化工的應用已經涉及了化工原料、醫(yī)藥、食品、環(huán)保等諸多領域，絕大多數的生化反應都是氧化反應。氧化反應是生產大宗化學品和中間體的重要反應過程，如乙烯氧化制備乙醛、利用雙氧水氧化TMP生成生產維生素E的中間體TMQ等。無論是氣-液體系還是液-液體系，溶氧是氧化反應的關鍵性限制因素，而氧氣是一種難溶氣體，在標準狀態(tài)下，氧的平衡濃度為8.5g/m3，僅為葡萄糖溶解度的1/6000，分子氧的不足導致氧化反應速率低，產品質量不高，氧化反應的溶氧受到限制，目前的反應器用于氧化反應體系存在諸多不足。

發(fā)明內容

為了解決目前的反應器用于氧化反應體系存在諸多不足的問題，本發(fā)明提供一種超重力氧化反應器裝置、應用、方法及系統。

在本發(fā)明第一方面實施例中，一種超重力氧化反應器裝置，包括：

具有容納腔的超重力反應器本體以及設置于所述容納腔內的被動式擾流件，所述被動式擾流件將所述容納腔分為連通的上腔體和下腔體；

所述超重力反應器本體包括設置于所述上腔體內的旋轉腔室，以及至少兩個插入所述旋轉腔室并可向該旋轉腔室噴射液體的液體分布器；

所述被動式擾流件包括置于所述上腔體的碰撞部以及置于所述下腔體并與所述碰撞部連接固定的擾流部；

其中，所述碰撞部可在所述旋轉腔室甩出的液滴碰撞下環(huán)繞該旋轉腔室轉動，進而帶動所述擾流部旋轉，以擾動所述下腔體內的液體。

在某些實施例中，所述被動式擾流件還包括與所述碰撞部和所述擾流部一體連接的中間部，所述中間部包括分隔所述上腔體和所述下腔體的分隔部，所述分隔部為具有鏤空的輪轂結構。

在某些實施例中，所述中間部還包括固定在所述分隔部的周向邊緣的上連接部，所述上連接部用于固定所述碰撞部。

在某些實施例中，所述中間部還包括固定在所述分隔部的中心并向下垂直延伸的下連接部，所述下連接部延伸的端部固定所述擾流部。

在某些實施例中，所述上連接部與所述容納腔對應的表面形成可活動的密封結構。

在某些實施例中，所述碰撞部為多個，并且多個所述碰撞部在所述旋轉腔室的外側呈軸對稱分布。

在某些實施例中，所述擾流部呈徑向擾流結構、橫向擾流結構或者混合向擾流結構的其中一種。

在某些實施例中，所述擾流部包括多個葉片，每個所述葉片水平設置、豎直設置或者傾斜設置。

本發(fā)明第二方面實施例提供一種利用如上所述的裝置進行氧化反應的方法，包括：

通過其中一個液體分布器向所述容納腔通入含氧反應液體；

通過另一個液體分布器向所述容納腔通入還原液體；

啟動所述超重力氧化反應器裝置，當反應穩(wěn)定后在所述超重力反應器本體的液體出口取樣測試。

本發(fā)明第三方面實施例提供一種超重力氧化反應器裝置的應用，利用上述超重力氧化反應器裝置進行氧化反應。