CN208234560U - 一种喷射内循环反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷射内循环反应器，包括反应器筒体，所述反应器筒体由上分离段和下反应段构成，在所述反应器筒体的下反应段内设置有沿筒体轴向布置的内循环管，所述内循环管外周与反应器筒体内壁之间形成环状的混合溶液循环空间，在所述反应器筒体下部设置有喷射器，所述喷射器的混合溶液出口部延伸至内循环管内，所述反应器筒体的上分离段设置有反应器溶液出口以及气体出口。本实用新型通过采用喷射内循环反应器结构，使碱液和硝酸溶液在喷射器和内循环管中进行中和反应，该结构下段反应段使得反应充分、彻底，上段分离段提供分离较大空间，减少夹带，而且实现了连续操作，混合效果好，反应均匀且完全，设备容积较小，操作弹性大。

Description

一种喷射内循环反应器

技术领域

本实用新型属于熔盐级硝酸钠生产装置技术领域，特别涉及一种以固体纯碱和硝酸为原料反应生产低氯光热熔盐生产装置中使用的喷射内循环硝酸钠反应器。

背景技术

熔融盐是盐的熔融态液体，通常说的熔融盐是指无机盐的熔融体。熔盐可以在高于500℃时使用，而且危险性小，具有良好的热传递特性，在化学和石化等行业应用广泛，在电池及冶金行业中也发挥着很大的作用，尤其可以作为传热蓄热介质应用于太阳能热发电和太阳能制氢中。熔盐储热材料主要有碳酸盐、氯化盐、氟化盐和硝酸盐，其中硝酸盐的性能最为适合作为熔盐储热材料。

国内目前采用多个中和反应罐，其为间歇操作，只有小装置，工艺技术落后，能耗高，控制水平低，常压中和，纯碱中和产生的尾气（含CO₂）也没有进行处理直接放空。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种能够实现装置大型化、操作连续化和自动化，并得到高品质低氯熔盐产品的喷射内循环反应器。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一种喷射内循环反应器，包括反应器筒体，其特征在于：所述反应器筒体由上分离段和下反应段构成，在所述反应器筒体的下反应段内设置有沿筒体轴向布置的内循环管，所述内循环管外周与反应器筒体内壁之间形成环状的混合溶液循环空间，在所述反应器筒体下部设置有喷射器，所述喷射器的混合溶液出口部延伸至内循环管内，所述反应器筒体的上分离段设置有反应器溶液出口以及气体出口。

本实用新型所述的喷射内循环反应器，其所述喷射器设置在反应器筒体的底部，所述喷射器的混合溶液出口喷射方向朝向反应器筒体的轴向且与内循环管的轴向中心同轴布置。

本实用新型所述的喷射内循环反应器，其在所述反应器筒体的下反应段内、内循环管的上方设置有返回罩，所述内循环管的上端面与返回罩之间留有一定间距，且所述返回罩的下端面尺寸大于内循环管的上端面尺寸。

本实用新型所述的喷射内循环反应器，其所述内循环管的下部呈喇叭口形。

本实用新型所述的喷射内循环反应器，其所述反应器筒体整体呈变径结构，所述上分离段对应的筒体直径大于下反应段对应的筒体直径。

本实用新型所述的喷射内循环反应器，其所述反应器溶液出口设置在反应器筒体的变径段处，所述气体出口设置在反应器筒体的顶部，在所述反应器筒体的变径段处设置有环形的挡板，所述挡板与反应器筒体的变径段配合形成环形槽，所述反应器溶液出口与环形槽连通。

本实用新型所述的喷射内循环反应器，其在所述反应器筒体的上分离段内、气体出口处设置有除雾器。

本实用新型主要针对现有采用多个中和反应罐存在的问题，通过采用喷射内循环反应器结构，使碱液和硝酸溶液在喷射器和内循环管中进行中和反应，该结构下段反应段使得反应充分、彻底，上段分离段提供分离较大空间，减少夹带，而且实现了连续操作，混合效果好，反应均匀且完全，设备容积较小，操作弹性大。本实用新型使得中和反应更加迅速，缩短了反应停留时间，设备组合设计，简单易操作，占地面积小。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图中标记：1为反应器筒体，1a为上分离段，1b为下反应段，1c为变径段，2为内循环管，3为混合溶液循环空间，4为喷射器，5为反应器溶液出口，6为气体出口，7为返回罩，8为挡板，9为环形槽，10为除雾器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种喷射内循环反应器，包括反应器筒体1，所述反应器筒体1由上分离段1a和下反应段1b构成，在所述反应器筒体1的下反应段1b内设置有沿筒体轴向布置的内循环管2，所述内循环管2外周与反应器筒体1内壁之间形成环状的混合溶液循环空间3，在所述反应器筒体1下部设置有喷射器4，所述喷射器4的混合溶液出口部延伸至内循环管2内，所述反应器筒体1的上分离段1a设置有反应器溶液出口5以及气体出口6。

在本实施例中，所述喷射器4设置在反应器筒体1的底部，所述喷射器4的混合溶液出口喷射方向朝向反应器筒体1的轴向且与内循环管2的轴向中心同轴布置；为了有利于溶液的循环，从而使反应更加充分、彻底，在所述反应器筒体1的下反应段1b内、内循环管2的上方设置有呈锥形的返回罩7，所述内循环管2的上端面与返回罩7之间留有一定间距，且所述返回罩7的下端面尺寸大于内循环管2的上端面尺寸，所述内循环管2的下部呈喇叭口形，以提高溶液的循环效果。

其中，所述反应器筒体1整体呈变径结构，所述上分离段1a对应的筒体直径大于下反应段1b对应的筒体直径，所述反应器溶液出口5设置在反应器筒体1的变径段1c处，所述气体出口6设置在反应器筒体1的顶部，在所述反应器筒体1的上分离段1a内、气体出口6处设置有除雾器10，反应生成的中和尾气（含CO₂和水蒸气）经除雾器预处理后送下游工序处理；为了提高气液分离的效果，在所述反应器筒体1的变径段1c处设置有环形的挡板8，所述挡板8与反应器筒体1的变径段1c配合形成环形槽9，所述反应器溶液出口5与环形槽9连通。

准备纯碱（碳酸钠）溶液和稀硝酸溶液原料，将经过计量后的纯碱液和硝酸溶液在反应器的喷射器和内循环管中进行中和反应生成气液混合物，反应过程为放热反应，操作压力约为1bar(a)，操作温度约为85℃，pH值控制在7左右，生成的气液混合物接着进入上段分离段中进行气液分离，分离得的气相（含CO₂和水蒸气）经除雾器预处理后送下游工序处理；硝酸钠溶液除部分经反应器溶液出口流出，本反应器反应得到硝酸钠反应液浓度较高，另外大部分溶液沿混合溶液循环空间循环至筒体下段，并重新进入内循环管内进行中和反应，以确保反应器中不出现任何热点、死角。出反应器的硝酸钠溶液进入下游固体分离***（含蒸发、结晶、分离和干燥等工序）处理，最终得到熔盐级硝酸盐产品。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种喷射内循环反应器，包括反应器筒体（1），其特征在于：所述反应器筒体（1）由上分离段（1a）和下反应段（1b）构成，在所述反应器筒体（1）的下反应段（1b）内设置有沿筒体轴向布置的内循环管（2），所述内循环管（2）外周与反应器筒体（1）内壁之间形成环状的混合溶液循环空间（3），在所述反应器筒体（1）下部设置有喷射器（4），所述喷射器（4）的混合溶液出口部延伸至内循环管（2）内，所述反应器筒体（1）的上分离段（1a）设置有反应器溶液出口（5）以及气体出口（6）。

2.根据权利要求1所述的喷射内循环反应器，其特征在于：所述喷射器（4）设置在反应器筒体（1）的底部，所述喷射器（4）的混合溶液出口喷射方向朝向反应器筒体（1）的轴向且与内循环管（2）的轴向中心同轴布置。

3.根据权利要求1所述的喷射内循环反应器，其特征在于：在所述反应器筒体（1）的下反应段（1b）内、内循环管（2）的上方设置有返回罩（7），所述内循环管（2）的上端面与返回罩（7）之间留有一定间距，且所述返回罩（7）的下端面尺寸大于内循环管（2）的上端面尺寸。

4.根据权利要求1所述的喷射内循环反应器，其特征在于：所述内循环管（2）的下部呈喇叭口形。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的喷射内循环反应器，其特征在于：所述反应器筒体（1）整体呈变径结构，所述上分离段（1a）对应的筒体直径大于下反应段（1b）对应的筒体直径。

6.根据权利要求5所述的喷射内循环反应器，其特征在于：所述反应器溶液出口（5）设置在反应器筒体（1）的变径段（1c）处，所述气体出口（6）设置在反应器筒体（1）的顶部，在所述反应器筒体（1）的变径段（1c）处设置有环形的挡板（8），所述挡板（8）与反应器筒体（1）的变径段（1c）配合形成环形槽（9），所述反应器溶液出口（5）与环形槽（9）连通。

7.根据权利要求6所述的喷射内循环反应器，其特征在于：在所述反应器筒体（1）的上分离段（1a）内、气体出口（6）处设置有除雾器（10）。