[实用新型]旋流与喷射同步的管式气液反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化工设备，特别是涉及一种旋流与喷射同步的管式气液反应器。

背景技术

在氢化、氯化、磺化、尾气吸收等诸多的化工过程中，气液流动、混合与传质是一种重要的生产方式。典型的气液反应器根据其总体结构特点可以分为塔式反应器、釜式反应器、管式反应器及喷射反应器。工业生产对气液反应器的要求包括：具有较高的生产强度；有利于反应选择性的提高；有利于降低能量消耗；有利于反应温度的控制；能在较少的流体流率下工作。各种反应器均具有各自的适用范围及优缺点，任何一种反应器均不能完全满足上述要求，但是综合利用两种或两种以上反应器的优点，对反应器进行结构优化，就可设计出满足多种反应要求的高效反应器。本实用新型的气液反应器既有管式反应器的承压能力高、容积小、比表面积大、返混少、反应参数易于控制等优点，又具有喷射反应器结构紧凑、操作可靠、优良的混合效果及传质效果等优点。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种旋流与喷射同步的管式气液反应器。能够实现气液分散喷射混合和旋流静态混合同步进行的带有螺旋元件的管式反应器，该反应器具有承压能力高、容积小、比表面积大、返混少、反应参数易于控制。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

旋流与喷射同步的管式气液反应器，包括有左旋螺旋板、右旋螺旋板、及管壁开有通孔的气体喷射管、气液反应管、夹套换热管、液体入流管，左旋螺旋板、右旋螺旋板的圆周方向上均匀分割有气液反应管与气体喷射管所形成的环状空间；在同一横截面上的螺旋板数量为2个或2个以上，其旋向相同、构成一个混合单元；相邻混合单元的螺旋板旋向相反，且在混合单元交界处设有夹角，其夹角为相邻螺旋板夹角的一半；螺旋板内侧与气体喷射管焊接一体；螺旋板外侧与气液反应管内壁贴合，其间隙小于1mm；螺旋板的螺距为1~4倍气液反应管内径，其扭转角在90°~270°之间。

所述的旋流与喷射同步的管式气液反应器，所述的喷射管壁开有通孔，其通孔沿着混合单元螺旋板形成的螺旋通道、在管壁上均匀的螺旋分布，通孔与气体喷射管表面的切平面成夹角，其夹角在30°~90°之间；通孔直径为2mm以上；喷射管径壁厚不小于3mm；喷射管上沿流体总体流动方向的后1~3混合单元长度范围内不开孔。

所述的旋流与喷射同步的管式气液反应器，其所述的气液反应管直径为气体喷射的径向高度超过反应管与喷射管间隙的1/2；气液反应管的长度为流体停留时间大于气液反应的时间计；气液反应管与气体分散喷射管之间用焊接或法兰连接。

所述的旋流与喷射同步的管式气液反应器，所述的液体入流管与气液反应器轴线之间的夹角不大于90°；液体入流管与第一个混合元件之间的间距为0.5~1.0倍反应器直径。

本实用新型的优点与效果是：

1. 传质效率高，气液流体在分散喷射及旋流静态混合同步作用下，气液混合均匀，比相界面积大，传质系数高；

2. 承压能力强，该气液反应器管径较小，可以承受较高的气液介质压力，可以应用到高压反应工况；

3. 可有效解决气液反应的热效应问题，反应器截面温度均匀，反应效果好，并可实现沿管长方向的变温控制； 

4. 可替代釜式或塔式反应器，制成连续操作式反应器； 

5. 流体流动接近活塞流，无返混现象，有效避免了副反应的发生，提高了产品纯度；

6. 各混合单元通过与气体喷射管焊接形成一个整体，便于维修及清洗；

7. 针对不同的应用场合和操作条件，可灵活改变流通通道数目及气体喷射孔直径与数量，达到最优化。

附图说明

图1为混合元件与气体喷射管装配结构图；

图2为混合元件与气体喷射管A-A截面剖视图；

图3为气液喷射管剖视图；

图4为旋流与喷射同步的管式气液反应器安装实例图片。

具体实施方式

下面参照附图对本实用新型进行详细说明。

图中：1为左旋螺旋板，2为右旋螺旋板，3为气体喷射管，4为气液反应管，5为液体入流管，6为夹套换热管，7为换热介质入（出）口管，8为换热介质出（入）口管。                                                为气体喷射孔数量，为气体喷射孔直径，为气体喷射孔轴线与反应管表面夹角，。虚线代表相邻混合单元对应截面螺旋板所在方位，为同一混合单元相邻螺旋板夹角，为相邻混合单元对应截面对应螺旋板夹角，一般取。