申请/专利权人：沈阳化工大学

申请日：2018-09-17

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN109225116B

主分类号：B01J19/26

分类号：B01J19/26

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.22#授权;2019.02.19#实质审查的生效;2019.01.18#公开

摘要：一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，涉及一种化工反应器，反应器进料口为同轴对称布置，装置喷嘴口设置一个筛网，管内设置一个叶轮，由电机驱动，叶轮处和筛网处进行可拆卸处理，便于清洗，进料口采用双管进料，通过高压风机将流体送至反应器内；本发明工作时，进料管两喷嘴喷射出预先混合的物料进行撞击流反应，在叶轮的作用下达到预混合，之后经筛孔喷出，筛孔能充分使液体流分散成多股细流，并且气泵的高速气体使液体更加细化，大大增强了液体的表面积，使反应更快更充分，之后便在反应釜内再次混合。此过程经历了预混合、撞击、再混合的过程，大大提高了反应效率，节省时间，并且设备便于安装，维护费用低结构合理。

主权项：1.一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，其特征在于，所述的反应器由釜体（13），椭圆形釜底，顶盖（3）组成；釜体（13）为立式圆筒形，上部采用椭圆形封头为顶盖（3），下部为椭圆形釜底；外壁设置换热夹套（14），顶盖（3）设排气口（6）、温度计（4）和气压计（5），排气口（6）出口安装放空阀，釜底设出料口（11），釜体上部设溢流口（8）、进料管（9）、气体入口（1）、物料入口（2）、撞击区（12）、四通（15），进料管（9）为对称水平布置的喷嘴，轴向安装高压风机，所述的喷嘴为筛孔喷嘴；通过四通使两种物料分别从进料管（9）的两端物料入口（2）进入，两进料管（9）布置在一条轴线上，初次不仅发生混合同时发生撞击，达到预混合的目的，使两种物料反应一部分，再经过内部叶轮（10）的搅动，使两种物料的分布均匀，再经喷嘴处筛孔的作用使其形成直径微小且物料均匀的液滴，然后在撞击区（12）进行撞击反应，气体入口（1）设置在与喷嘴同一轴线的进料管（9）外侧，由于气体的进入使液体内含有大量气泡，且由于气泡的破裂使外部的液体迅速进入原来的空气区域，形成微型的撞击；所述的釜体上部安装了除沫器。

全文数据：一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器技术领域本发明涉及一种化工反应器，特别是涉及一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器。背景技术撞击流是较早提出的一种加快相间的传热和传质的理论，在当前社会已经日趋成熟，但仍然存在多种不足，多数是以撞击效率低，设备易老化等方面的问题存在于各种反应器中。在以往的撞击流反应器当中，浸没式的反应器在化工以及石油生产中的应用范围特别广，主要用于化学生产，进行传质和传热，并强化相间反应的目的。目前这种反应器多为螺旋桨加导流筒式结构，不仅螺旋桨长期在液体内部长期受到腐蚀，并且不易更换，而且流体阻力较大，耗能较高，液体反应接触面积不大反应慢。以及分离出产物的纯度不高，含有大量反应物，并且需多次循环撞击，效率大大降低。化工生产中的撞击流反应器大多是用泵作为输入动力。本申请人曾申请中国专利号CN104338492A，一种多组分层式浸没撞击流反应器，该反应器经运行后存在如下不足：流体流经泵的叶轮时会产生气泡，因此，长时间工作会发生气蚀现象，易造成损坏，成本也偏高，且易产生流体阻力。发明内容本发明的目的在于提供一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，该反应器利用喷射的气流在四通的处产生低压使流体进入进料管，并在此区域进行预撞击，在达到喷嘴处时使流体分散成细小液滴状，且通过筛孔时进一步细化液滴，增大其接触面积，提高反应速率，并且进料管内有叶轮，增大了雷诺数，使预混合更加充分。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，所述反应器的釜体为立式圆筒形，上部安装椭圆形顶盖，下部安装椭圆形釜底，盖上设有气体出口、温度计和压力计插口，气体出口安装放空阀，釜底设出料口，釜体上部设溢流口，进料口为对称水平布置的喷嘴，轴向安装高压风机，流体进口设置与气流方向垂直，反应器包括直筒型釜体、顶盖、温度计，顶盖上设置气压计，以及安装放空阀的排气口、溢流堰，釜体上部设有溢流口、进料管、另一进料管、气体入口、撞击区，釜底下端设有出料口、叶轮、夹套。所述的一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，所述进料管口安装筛孔喷嘴。所述的一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，所述进料管内安装叶轮。所述的一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，所述进料管安装高压风机。本发明的优点与效果是：1.本发明反应器的釜体为立式圆筒形，上部安装椭圆形顶盖，下部安装椭圆形釜底，盖上设有气体出口、温度计和压力计插口，气体出口安装放空阀，釜底设出料口，釜体上部设溢流口，进料口为水平对称布置且直径、长度相同，且喷嘴处有可拆卸的筛孔板，管内装有叶轮，其可增加混合程度，加大湍流，使反应更为充分，且撞击前两种反应物进行了预混合，使反应程度增大，并且叶轮处和筛孔处进行模块化处理，使拆卸方便，利于清洗，釜体外形为直筒型，上部为椭圆形顶盖，下部为椭圆形釜底，釜体外侧设有换热夹套。进料管设置有流量阀来控制生产所需要的流量，高压风机处不直接接触流体，因此高压风机不会出现漏液，腐蚀等问题，出料口设置流量阀可控制反应釜内流体的流量。2.本发明反应器反应过程中大大降低了液滴大小，使其充分反应。3.本发明着重对进料管和喷嘴及进料方式作了比较大的改进，极大地提高了撞击效率，且设备制造成本低，安装，维修费用低，适用范围广，可用于液液、固液以及物料反应慢的场合，促进了撞击流设备应用方面的多样化。附图说明图1为一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器的结构示意图；图2为图1的喷嘴处放大图。图中：1-气体入口、2-物料入口、3-顶盖、4-温度计、5-气压计、6-排气口、7-溢流堰、8-溢流口、9-进料管、10-叶轮、11-出料口、12-撞击区、13-釜体、14-换热夹套。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本发明进行详细说明。本发明由釜体，进料管，椭圆形釜底，顶盖等部件组成，可在釜体内实现浸没状态下的流体撞击和混合。进料管为水平对称布置，进料管出口端安装有喷嘴，喷嘴直径、间距可根据实际工况需要调整。釜体为立式圆筒形，釜体外侧设置换热夹套，可根据工况需要进行加热或冷却；顶盖形状为椭圆形，顶部设有气压计、温度计、排气口等组件。釜体上部设置溢流口。釜底为椭圆形，釜底底部设出料口，根据反应产物的物理性质选择出料方式。工作时，物料经进料管预混合，再经叶轮湍流状态加剧，再经筛孔喷射出形成较小的液滴，加大接触面积，使混合充分，提高效率。物料通过双物料进料管进入反应区，在撞击区进行对撞，撞击后流体沿径向流动，充分提高混合效率。实施例图1是本发明所述筛孔喷嘴压差式撞击流反应器的结构示意图。图中：1-气体入口、2-物料入口、3-顶盖、4-温度计、5-气压计、6-排气口、7-溢流堰、8-溢流口、9-进料管、10-叶轮、11-出料口、12-撞击区、13-釜体、14-换热夹套、15-四通。反应器由釜体13，进料管9，椭圆形釜底，顶盖3等部件组成。主要加工材料为不锈钢，釜体13为立式圆筒形，上部采用椭圆形封头为顶盖3，下部为椭圆形釜底，外壁设置换热夹套14，顶盖设排气口6、气压计5、温度计4，气体出口可连接放空阀，釜底设有出料口11。本发明的工作过程如下：两种物料高压风机的作用下在四通15处产生低压，从而使两种物料分别从物料入口2和进料管9处进入，两进料口布置在一条轴线上，初次不仅发生混合同时发生撞击，达到预混合的目的，使两种物料反应一部分，再经过内部叶轮的搅动，使两种物料的分布均匀，再经喷嘴处筛孔的作用使其形成直径微小且物料均匀的液滴，然后在撞击区进行撞击反应，其雾化程度较高，提高了其反应效率，并且由于气体的进入使液体内含有大量气泡，且由于气泡的破裂使外部的液体迅速进入原来的空气区域，形成微型的撞击，虽然撞击力度很小，但气泡的数量多，会形成可观的撞击程度，并且釜体上部安装了除沫器，防止浮渣等泡沫堵塞排气口。整个过程经过了：预撞击及混合、充分混合、液滴化、再撞击、再混合的过程，克服了撞击区域撞击时间短而反应不充分的问题。

权利要求：1.一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，所述反应器的釜体为立式圆筒形，上部安装椭圆形顶盖，下部安装椭圆形釜底，盖上设有气体出口、温度计和压力计插口，气体出口安装放空阀，釜底设出料口，釜体上部设溢流口，其特征在于，进料口为对称水平布置的喷嘴，轴向安装高压风机，流体进口设置与气流方向垂直，反应器包括直筒型釜体（13）、顶盖（3）、温度计（4），顶盖上设置气压计（5），以及安装放空阀的排气口（6）、溢流堰（7），釜体上部设有溢流口（8）、进料管（9）、另一进料管（2）、气体入口（1）、撞击区（12），釜底下端设有出料口（11）、叶轮（10）、夹套（14）。2.根据权利要求1所述的一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，其特征在于，所述进料管口安装筛孔喷嘴。3.根据权利要求1所述的一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，其特征在于，所述进料管内安装叶轮。4.根据权利要求1所述的一种筛孔喷嘴压差式撞击流反应器，其特征在于，所述进料管安装高压风机。

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