CN204395969U

CN204395969U - 新型旋转床反应器

Info

Publication number: CN204395969U
Application number: CN201420756667.XU
Authority: CN
Inventors: 彭德强; 齐慧敏; 王岩; 王璐瑶; 刘杰; 孟凡飞; 陈新
Original assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Current assignee: China Petroleum and Chemical Corp; Sinopec Fushun Research Institute of Petroleum and Petrochemicals
Priority date: 2014-12-06
Filing date: 2014-12-06
Publication date: 2015-06-17
Anticipated expiration: 2024-12-06

Abstract

本实用新型涉及一种利用剩余动能实现补充传质的液－液旋转床反应器，所述反应器包括上封头、下封头、筒体、转动床体、液相进料管、喷射式混合室、液相出料管、液相进料分布管及驱动电机构成；所述上封头、筒体和下封头构成反应器壳体，转动床体垂直设置在壳体内中部，转动床体通过旋转轴与驱动装置连接，转动床体中心为空筒结构，液相进料分布管设置在转动床体中心的空筒结构内，进料分布管与进料管连通，旋转床上部与反应器壳体之间设置密封构件，旋转床上部与密封构件之间为可转动连接；反应器壳体内壁上设置凹槽，利用旋转的床层产生的离心力使液滴具有很大的残余动能发生强烈撞击，实现液液混合与反应。本实用新型旋转床反应器结构简单、体积小，适用于强化传质的液液反应过程。

Description

新型旋转床反应器

技术领域

本实用新型涉及一种旋转床反应器，属化工设备领域，适用于液-液传质反应，尤其适用于强化传质的液－液反应过程。

背景技术

旋转床反应器是二十世纪八十年代初发展起来的一种新型化工设备，与传统设备相比，旋转床反应器具有传质效率高，设备体积小，物料停留时间短等特点。

通常旋转床反应器设备由壳体、床层组件和电机等部件构成，床层多采用多孔介质，物料在床层内进行传质和反应。气液相在在巨大的剪切力作用下被撕裂成微米至纳米级的的液膜、液丝和液滴。同时床层高速旋转产生的强大离心力将液滴拉伸为极薄的液膜，切割与拉伸不断交互作用，单位体积的液相获得极大的比表面积，使得气液两相间的传质作用得到极大地强化。美国专利US4382900公开了一种用于气液分离的旋转床装置；前苏联专利SU127408公开了一种典型的多层旋转床结构，CN1608715A公开了一种脱除气相中杂质的方法，增加了除雾结构，同时使用两种不同规格的填料，以减少固体物质对填料层的堵塞；CN1686591A、CN2768867A公开了一种多层折流式超重力旋转床创智，由多层折流圈构成，折流圈由动折流圈和静折流圈构成。CN1116125A公开了一种错流旋转床超重力装置，在转子轴上设置叶轮，抽吸气相，旋转床层呈微负压工况，不利于气相分子在液滴表面的附着溶解。CN2581060Y公开了一种旋转床超重力多相反应器，采用了螺旋通道型旋转床，螺旋线为阿基米德螺旋线，可获得较长的气相接触路径，但阻力大，无抽吸能力。

目前，旋转床反应器分散液相效果极好，旋转的床层产生的离心力使液滴具有很大的线速度，即，在转动床体中完成了液液混合、传质与反应后，液滴在离开转动床体后，仍然具有很大的残余动能，没有充分利用，浪费能耗。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种新型旋转床反应器，所述反应器包括上封头、下封头、筒体、转动床体、进料管、进料分布管；所述上封头、筒体和下封头构成反应器壳体，转动床体垂直设置在壳体内中部，转动床体通过旋转轴与驱动装置连接，转动床体中心为空筒结构，进料分布管设置在转动床体中心的空筒结构内，进料分布管与进料管连通，转动床体上部与反应器壳体之间设置密封构件，转动床体上部与密封构件之间为可转动连接，下封头上设置液相物料出口，反应器筒体内壁上设置凹槽。

本实用新型旋转床反应器中，所述进料管一端与进料分布管连通，进料管另一端与喷射式混合器的出口连通。所述喷射式混合器包括对撞室和进料喷射口，对撞室内设置位置相对的两个进料喷射口，两个进料喷射口之间形成喷射混合区，实现物料的预混合。

本实用新型旋转床反应器中，所述反应器的筒体为圆柱形筒体，圆柱形反应器垂直设置。所述转动床体采用耐腐蚀框架和床层构成，床层采用耐腐蚀金属丝网或填料构成；转动床体外形为圆柱筒形，转动床体与反应器壳体之间设置适宜空隙，形成环状空间；转动床体中心为圆柱形空筒，进料分布管设置在该圆柱形空筒中，进料分布管与转动床体之间具有适宜空隙，形成环状空间；进料分布管上设置适宜的物料分布孔，进料分布管的长度与旋转床的轴向长度对应；旋转轴与转动床体一端固定板固定连接，旋转轴垂直设置；旋转轴通过下封头与反应器外上部或下部设置的驱动装置连接。

本实用新型旋转床反应器中，所述反应器筒体内壁上设置凹槽。所述凹槽设置若干条，呈均匀分布在反应器筒体内壁上。所述凹槽分布间距为10～50mm，优选30~40mm。所述凹槽呈三角形截面或圆弧形截面。所述凹槽呈三角形截面时，夹角为30～90°优选45～60°。所述凹槽呈三角形截面时，槽的深度为3～15mm，优选8～10mm。所述凹槽呈圆弧形截面时，其半径为3～15mm，优选8～10mm。所述凹槽与反应器筒体倾斜角30～90°。

与现有技术相比，本实用新型所述利用剩余动能实现补充传质的液－液旋转床反应器具有结构简单、强化传质和降低能耗的优点。本实用新型旋转床反应器中，在反应器筒体内壁上设置凹槽，旋转的床层产生的离心力使液滴具有很大的线速度，即，在转动床体中完成了液液混合、传质与反应后，液滴在离开转动床体后，仍然具有很大的残余动能，液滴借助残余动能，撞击在反应器筒体内壁设置的凹槽上，液体流经凹槽时会在凹槽导流下扬起，脱离筒壁，与后续加入的液相发生强烈撞击，实现液液混合与反应，在达到相同反应效果时，需要的动力消耗降低，同时倾斜的凹槽有利于液体物料在重力作用下快速流出，汇集液体，防止被转动的床层夹带形成积液，从而减少轴功率，降低能耗。

附图说明

图1是本实用新型旋转床反应器结构示意图。

图2是本实用新型旋转床反应器筒体内壁上开设凹槽立面结构示意图。

图3是本实用新型旋转床反应器筒体内壁上开设三角形凹槽平面结构示意图。

图4是本实用新型旋转床反应器筒体内壁上开设圆弧形凹槽平面结构示意图。

图5是本实用新型旋转床反应器筒体内壁上开设凹槽后液体流态示意图。

具体实施方式

结合图1对本实用新型所述旋转床反应器作进一步说明，所述反应器包括上封头3、下封头6、筒体5、转动床体4、进料管17、进料分布管12；所述上封头3、筒体5和下封头6构成反应器壳体，转动床体4垂直设置在壳体内中部，转动床体4通过旋转轴18与驱动装置9连接，旋转轴18与转动床体4下端固定板固定连接，旋转轴18垂直设置；旋转轴18与下封头6之间采用机械密封7，旋转轴18通过下封头6与反应器外下部设置的电机9通过联轴器8连接；转动床体4中心为空筒结构，进料分布管12设置在转动床体4中心的空筒结构内，进料管17一端与进料分布管12连通，进料管17另一端与喷射式混合器16的出口连通；喷射式混合器16包括对撞室2和进料喷射口14，对撞室2内设置位置相对的两个进料喷射口14，两个进料喷射口之间形成喷射混合区，实现物料的预混合。进料分布管12上设置适宜的物料分布孔，进料分布管12的长度与旋转床的轴向长度对应；转动床体4上部与反应器壳体之间设置密封构件13，转动床体4上部与密封构件13之间为可转动连接，反应器筒体5内壁上设置凹槽11，液相物料出口10设置在反应器壳体下侧。

采用本实用新型所述反应器工作时，两种液相在对撞室实现混合，混合后的物料自进入物料分布管，液相自设置在转动床体中心的液相分布管喷散到转动床体内壁上，在离心力的作用下，向转动床体外沿运动，气液实现逆流接触，完成传质与反应。旋转床反应器分散液相效果极好，液相在分散过程中以纳米级的液滴、液膜形式实现分散，旋转的床层产生的离心力使液滴具有很大的线速度，即，在转动床体中完成了液液混合、传质与反应后，液滴在离开转动床体后，仍然具有很大的残余动能，未能充分利用，浪费能耗。本发明旋转床反应器筒体内壁上设置凹槽，转动床体产生的离心力使液滴具有很大的线速度，即，具有很大的残余动能，反应后的液相在转动床体的带动下，液相在反应器筒体内壁上作旋转运动，筒体内壁开设凹槽，液体流经凹槽时会在凹槽导流下扬起，脱离筒壁，与后续加入的液相发生强烈撞击，实现液液混合与反应，在达到相同反应效果时，需要的动力消耗降低，同时倾斜的凹槽有利于液体物料在重力作用下快速流出，汇集液体，防止被转动的床层夹带形成积液，至此完成液液反应过程。

Claims

1.一种新型旋转床反应器，所述反应器包括上封头、下封头、筒体、转动床体、进料管、进料分布管；所述上封头、筒体和下封头构成反应器壳体，转动床体垂直设置在壳体内中部，转动床体通过旋转轴与驱动装置连接，转动床体中心为空筒结构，进料分布管设置在转动床体中心的空筒结构内，进料分布管与进料管连通，转动床体上部与反应器壳体之间设置密封构件，转动床体上部与密封构件之间为可转动连接，下封头上设置液相物料出口，反应器筒体内壁上设置凹槽。

2.按照权利要求1所述的反应器，其特征在于：所述进料管一端与进料分布管连通，进料管另一端与喷射式混合器的出口连通，所述喷射式混合器包括对撞室和进料喷射口，对撞室内设置位置相对的两个进料喷射口，两个进料喷射口之间形成喷射混合区，实现物料的预混合。

3.按照权利要求1或2所述的反应器，其特征在于：所述反应器的筒体为圆柱形筒体，圆柱形反应器垂直设置，所述转动床体采用耐腐蚀框架和床层构成，床层采用耐腐蚀金属丝网或填料构成；转动床体外形为圆柱筒形，转动床体与反应器壳体之间设置适宜空隙，形成环状空间；转动床体中心为圆柱形空筒，进料分布管设置在该圆柱形空筒中，进料分布管与转动床体之间具有适宜空隙，形成环状空间；进料分布管上设置适宜的物料分布孔，进料分布管的长度与旋转床的轴向长度对应；旋转轴与转动床体一端固定板固定连接，旋转轴垂直设置；旋转轴通过下封头与反应器外上部或下部设置的驱动装置连接。

4.按照权利要求3所述的反应器，其特征在于：所述凹槽设置若干条，呈均匀分布在反应器筒体内壁上。

5.按照权利要求4所述的反应器，其特征在于：所述凹槽与反应器筒体倾斜角30～90°。

6.按照权利要求5所述的反应器，其特征在于：所述凹槽分布间距为10～50mm，优选30~40mm。

7.按照权利要求6中所述的反应器，其特征在于：所述凹槽呈三角形截面或圆弧形截面。

8.按照权利要求7所述的反应器，其特征在于：所述凹槽呈三角形截面时，夹角为30～90°优选45～60°。

9.按照权利要求8所述的反应器，其特征在于：所述凹槽呈三角形截面时，夹角为45～60°。

10.按照权利要求7或8所述的反应器，其特征在于：所述凹槽呈三角形截面时，槽的深度为3～15mm。

11.按照权利要求10所述的反应器，其特征在于：所述凹槽呈三角形截面时，槽的深度为8～10mm。

12.按照权利要求7所述的反应器，其特征在于：所述凹槽呈圆弧形截面时，其半径为3～15mm，优选8～10mm。

13.按照权利要求12所述的反应器，其特征在于：所述凹槽呈圆弧形截面时，其半径为8～10mm。