帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種氣升式氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，屬于石油化工、環(huán)境工程、制藥、食品等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣升式環(huán)流反應(yīng)器是近年來在強(qiáng)化鼓泡反應(yīng)器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。由于其具有良好的傳質(zhì)和傳熱效果，容易密封，可以進(jìn)行氣-液、液-液、氣-液-固之間的均相和非均相反應(yīng)，適合用作易燃、易爆、有毒的化學(xué)反應(yīng)器。
[0003]對(duì)于應(yīng)用場合為較高空間或高徑比較大時(shí)，為保證反應(yīng)器內(nèi)相間的充分接觸，一種改進(jìn)的反應(yīng)器結(jié)構(gòu)為多段氣升式環(huán)流反應(yīng)器。這種分段環(huán)流反應(yīng)器的內(nèi)筒可以是多段單筒沿反應(yīng)器高度方向同軸排布，在每段內(nèi)筒之間形成環(huán)形縫隙以供流體在內(nèi)外筒之間流動(dòng)，也可以在一個(gè)整體內(nèi)筒的不同高度位置沿周向開孔形成外筒內(nèi)流體向內(nèi)筒流動(dòng)的通道。由于外筒內(nèi)氣液兩相流體向下流動(dòng)時(shí)由于重力和慣性的作用，能夠在內(nèi)筒之間的環(huán)縫或開孔處流向內(nèi)筒的流體的量非常有限，分段環(huán)流增強(qiáng)氣液接觸的預(yù)期目的不能很好的實(shí)現(xiàn)。因此，可以在普通的環(huán)流反應(yīng)器上安裝導(dǎo)流部件進(jìn)行改進(jìn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器。這種環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)的內(nèi)筒上沿和下沿附近都設(shè)有導(dǎo)流錐件，在導(dǎo)流錐的約束下，大量流體從環(huán)隙空間順利進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)筒或從內(nèi)筒進(jìn)入環(huán)隙空間，反應(yīng)器內(nèi)形成氣液固三相環(huán)流，以利于氣液固兩相的充分接觸。本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、具有較好的傳質(zhì)傳熱性能，并可以克服上述普通多段環(huán)流反應(yīng)器的環(huán)流量少的缺陷。
[0005]本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，主要由外筒(I)、內(nèi)筒(2)、上部導(dǎo)流錐(3)、氣體分布器(4)、液體噴嘴(5)、下部導(dǎo)流錐￠)、上排料口(7)、下排料口
(8)組成。
[0006]所述的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器中，在反應(yīng)器內(nèi)筒(2)上部安裝有上部導(dǎo)流錐(3)，在反應(yīng)器內(nèi)筒(2)下部的外筒(I)內(nèi)壁安裝有下部導(dǎo)流錐(6)。
[0007]所述的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，其特征是:上部導(dǎo)流錐(3)上可以開孔或者設(shè)有環(huán)隙，便于氣相溢出離開反應(yīng)器。
[0008]所述的外筒內(nèi)壁帶有導(dǎo)流錐的分段環(huán)流反應(yīng)器中，上部導(dǎo)流錐(3)固定在內(nèi)筒
(2)上方，其截面形狀為倒三角形，夾角a的范圍是5°?60°，錐體直徑b的范圍是0.?0.8D，錐頂與內(nèi)筒⑵上沿的距離hi的范圍是0.25d?1.25d，其中D為反應(yīng)器內(nèi)筒⑵的直徑，d為內(nèi)筒⑵與外筒⑴的環(huán)隙間距。
[0009]所述的外筒內(nèi)壁帶有導(dǎo)流錐的分段環(huán)流反應(yīng)器中，下部導(dǎo)流錐(6)沿周向連續(xù)分布或不連續(xù)分布。
[0010]所述的外筒內(nèi)壁帶有導(dǎo)流錐的分段環(huán)流反應(yīng)器中，下部導(dǎo)流錐(6)焊接在外筒(I)的內(nèi)壁上，且位于內(nèi)筒(2)下沿附近，其截面形狀為三角形，夾角e的范圍是30°?120°，錐體高度f的范圍是0.2d?0.8d，錐頂與內(nèi)筒(2)下沿的距離h2的范圍是0.2d?
0.8do
[0011]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器的流體流動(dòng)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)導(dǎo)流錐結(jié)構(gòu)與安裝位置示意圖。
[0014]圖1至圖2中，1.外筒，2.內(nèi)筒，3.上部倒流錐，4.氣體分布器，5.液體噴嘴，6.下部導(dǎo)流錐，7.上排料口，8.下排料口。
【具體實(shí)施方式】
[0015]參考圖1，本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，主要由外筒(I)、內(nèi)筒(2)、上部導(dǎo)流錐(3)、氣體分布器(4)、液體噴嘴(5)、下部導(dǎo)流錐(6)、上排料口(7)、下排料口(8)組成，其特征是:在反應(yīng)器內(nèi)筒(2)上部安裝有上部導(dǎo)流錐(3)，在反應(yīng)器內(nèi)筒(2)下部的外筒(I)內(nèi)壁安裝有下部導(dǎo)流錐出)。上部導(dǎo)流錐(3)上可以開孔或者設(shè)有環(huán)隙，便于氣相溢出離開反應(yīng)器。
[0016]參考圖1和圖2，上部導(dǎo)流錐(3)固定在內(nèi)筒(2)上方，其截面形狀為倒三角形，夾角a的范圍是5°?60°，錐體直徑b的范圍是0.?0.8D，錐頂與內(nèi)筒(2)上沿的距離hi的范圍是0.25d?L25d，其中D為反應(yīng)器內(nèi)筒(2)的直徑，d為內(nèi)筒(2)與外筒(I)的環(huán)隙間距。
[0017]參考圖1和圖2，下部導(dǎo)流錐(6)焊接在外筒(I)的內(nèi)壁上，且位于內(nèi)筒(2)下沿附近，其截面形狀為三角形，夾角e的范圍是30°?120°，錐體高度f的范圍是0.2d?
0.8d，錐頂與內(nèi)筒⑵下沿的距離h2的范圍是0.2d?0.8d。下部導(dǎo)流錐(6)沿周向連續(xù)分布或不連續(xù)分布。
[0018]本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器適用于氣液固三相體系，導(dǎo)流部件對(duì)于顆粒的導(dǎo)流作用較明顯。
[0019]本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器的使用過程，例如可以是:氣相反應(yīng)物料從氣體分布器(4)噴出進(jìn)入環(huán)流反應(yīng)器內(nèi)筒(2)內(nèi)部的空間與液體噴嘴(5)噴出的液體一起帶動(dòng)反應(yīng)器內(nèi)的固體顆粒向上流動(dòng)，在內(nèi)筒(2)的上沿處，一部分氣體溢出液面，一部分氣液固混合物在上部導(dǎo)流錐(3)的導(dǎo)流作用下，轉(zhuǎn)向進(jìn)入內(nèi)筒(2)和外筒(I)所構(gòu)成的環(huán)隙空間向下流動(dòng)，在內(nèi)筒(2)的下沿處，在下部導(dǎo)流錐(6)的導(dǎo)流作用下，轉(zhuǎn)向進(jìn)入反應(yīng)器的底部空間及內(nèi)筒(2)的內(nèi)部空間與氣液固混合物進(jìn)行向上的流動(dòng)，如此形成環(huán)流。
[0020]由于在內(nèi)筒(2)上沿上方和內(nèi)筒(2)下沿的外筒內(nèi)壁上分布設(shè)置了導(dǎo)流錐，流體可以在其導(dǎo)流作用下，順利從環(huán)隙空間進(jìn)入內(nèi)筒空間或從內(nèi)筒空間進(jìn)入環(huán)隙空間，有利于形成良好有序的循環(huán)流動(dòng)，尤其可以提聞參與環(huán)流的液體量和固體顆粒量。
[0021]本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器適宜用于高徑比大的場合。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，主要由外筒(I)、內(nèi)筒(2)、上部導(dǎo)流錐(3)、氣體分布器(4)、液體噴嘴(5)、下部導(dǎo)流錐￠)、上排料口(7)、下排料口(8)組成，其特征是:在反應(yīng)器內(nèi)筒(2)上部安裝有上部導(dǎo)流錐(3)，在反應(yīng)器內(nèi)筒(2)下部的外筒(I)內(nèi)壁安裝有下部導(dǎo)流錐(6)。2.如權(quán)利要求1所述的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，其特征是:上部導(dǎo)流錐(3)上可以開孔或者設(shè)有環(huán)隙，便于氣相溢出離開反應(yīng)器。3.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求2所述的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，其特征是:上部導(dǎo)流錐(3)固定在內(nèi)筒(2)上方，其截面形狀為倒三角形，夾角a的范圍是5°?60°，錐體直徑b的范圍是0.?0.8D，錐頂與內(nèi)筒(2)上沿的距離hi的范圍是0.25d?1.25d，其中D為反應(yīng)器內(nèi)筒⑵的直徑，d為內(nèi)筒⑵與外筒⑴的環(huán)隙間距。4.如權(quán)利要求1所述的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，其特征是:下部導(dǎo)流錐(6)沿周向連續(xù)分布或不連續(xù)分布。5.如權(quán)利要求1和權(quán)利要求4所述的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，其特征是:下部導(dǎo)流錐(6)焊接在外筒(I)的內(nèi)壁上，且位于內(nèi)筒(2)下沿附近，其截面形狀為三角形，夾角e的范圍是30°?120°，錐體高度f的范圍是0.2d?0.8d，錐頂與內(nèi)筒(2)下沿的距離h2的范圍是0.2d?0.8d。
【專利摘要】一種帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器，主要由外筒(1)、內(nèi)筒(2)、上部導(dǎo)流錐(3)、氣體分布器(4)、液體噴嘴(5)、下部導(dǎo)流錐(6)、上排料口(7)、下排料口(8)組成，其特征是：在反應(yīng)器內(nèi)筒(2)上部安裝有上部導(dǎo)流錐(3)，在反應(yīng)器內(nèi)筒(2)下部的外筒(1)內(nèi)壁安裝有下部導(dǎo)流錐(6)。上部導(dǎo)流錐(3)截面形狀為倒三角形，上面可以開孔或者設(shè)有環(huán)隙，便于氣相溢出離開反應(yīng)器。下部導(dǎo)流錐(6)截面形狀為倒三角形，沿周向連續(xù)分布或不連續(xù)分布。在導(dǎo)流錐的約束下，氣液固混合物可以在環(huán)隙空間和內(nèi)筒空間形成環(huán)流，以利于相間接觸。本發(fā)明提出的帶有導(dǎo)流錐的氣液固三相環(huán)流反應(yīng)器結(jié)構(gòu)簡單、易于操作、具有較好的傳質(zhì)傳熱性能，適宜用宇高徑比大的場合。
【IPC分類】B01J8/08
【公開號(hào)】CN105642201
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】王娟, 毛羽, 王江云
【申請(qǐng)人】中國石油大學(xué)(北京)
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2014年10月16日