[實用新型]一種管式反應器

有效

• 申請號: 202021968680.3
• 申請日: 2020-09-10
• 公開（公告）號: CN213824712U
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 高嘉睿;李國禎;王箏;菲利普·赫爾;尼克·邁爾斯
• 申請（專利權）人: 寧波諾丁漢大學
• 主分類號: B01J8/06
• 分類號: B01J8/06
• 代理公司: 北京前審知識產權代理有限公司 11760
• 代理人: 張靜

公開了一種管式反應器，管式反應器中，第一漸變區段位于內管壁靠近輸入流體的第一端，其在渦旋流管的縱向上具有第一長度和第一橫截面，第一橫截面隨著第一漸變區段在縱向上扭轉第一預定角度的同時由半徑為R的圓形光滑漸變為葉片形狀，第一橫截面隨著第一漸變區段在縱向上非線性漸變地扭轉第一預定角度,第三橫截面隨著第二漸變區段在縱向上扭轉第三預定角度的同時由葉片形狀光滑漸變為半徑為R的圓形，第三橫截面隨著第二漸變區段在縱向上非線性漸變地扭轉第三預定角度。

技術領域

本實用新型涉及管式反應技術領域，特別是一種管式反應器。

背景技術

管式反應器是一種呈管狀、長徑比很大的連續操作反應器。這種反應器可以很長，如丙烯二聚的反應器管長以公里計，反應器的結構可以是單管，也可以是多管并聯；可以是空管，如管式裂解爐，也可以是在管內填充顆粒狀催化劑的填充管，以進行多相催化反應，如列管式固定床反應器。

現有技術中，隨著流體在管式反應器中流動反應，特別是較長的管式反應器中，由于重力作用以及流動勢能衰減，存在反應不均勻、流動速度趨緩等缺陷?，F有技術中一般通過提高初始流速以緩和上述缺陷，但部分對流速以及反應均勻性要求較高的反應中并不適用，且隨著化學工業的精度要求越來越高，對反應均勻性和流速的要求越來越高。

在背景技術部分中公開的上述信息僅僅用于增強對本實用新型背景的理解，因此可能包含不構成本領域普通技術人員公知的現有技術的信息。

實用新型內容

為了解決上述問題，本實用新型提供了一種管式反應器，其生成渦旋流提高反應均勻性、顯著減緩了流動速度趨緩的缺陷。本實用新型的目的是通過以下技術方案予以實現。

一種管式反應器包括，

管式反應單元，所述管式反應單元包括進口管道、出口管道以及設在進口管道和出口管道之間的反應管道，所述反應管道包括至少一個生成渦旋流的渦旋流管，其中，

所述渦旋流管包括結構本體以及設在結構本體的內管壁，結構本體一端輸入流體，另一端輸出渦旋流流體，所述內管壁包括，

第一漸變區段，其位于內管壁靠近輸入流體的第一端，其在渦旋流管的縱向上具有第一長度和第一橫截面，所述第一橫截面隨著所述第一漸變區段在縱向上扭轉第一預定角度的同時由半徑為R的圓形光滑漸變為葉片形狀，所述第一橫截面隨著所述第一漸變區段在縱向上非線性漸變地扭轉第一預定角度，所述葉片形狀包括邊長2r的正方形以及在正方形各邊上延伸的半徑為r的半圓，

渦旋流區段，其連接所述第一漸變區段，所述渦旋流區段在渦旋流管的縱向上具有第二長度和第二橫截面，所述第二橫截面隨著所述渦旋流區段在縱向上扭轉第二預定角度，所述第二橫截面為所述葉片形狀，

第二漸變區段，其連接所述渦旋流區段且位于內管壁相反于第一端的第二端，所述第二漸變區段在渦旋流管的縱向上具有第三長度和第三橫截面，所述第三橫截面隨著所述第二漸變區段在縱向上扭轉第三預定角度的同時由所述葉片形狀光滑漸變為半徑為R的圓形，

測量單元，其設在所述管式反應單元中，所述測量單元包括測量溫度的溫度傳感器、測量流體流速的流速傳感器、測量流體濃度的濃度傳感器和/或測量管式反應單元壓力的壓力傳感器。

所述的管式反應器中，第一橫截面扭轉角度基于α過渡曲線漸變，其中，

L1為第一長度，x1為第一橫截面在長度方向上的位置坐標。

所述的管式反應器中，所述第三橫截面扭轉角度基于α過渡曲線漸變，其中，L3為第三長度，x3為第三橫截面在長度方向上的位置坐標。

所述的管式反應器中，第一橫截面扭轉角度和/或第三橫截面扭轉角度基于維托辛斯基曲線或者余弦函數漸變。