CN211754926U - 一种多级加速反应的反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化工反应设备领域，具体涉及一种多级加速反应的反应装置。该反应装置可代替化工传统的塔器设备进行碳化、吸收、浸取等气、固、液三相传质、传热、混合、乳化、反应连续运行设备。具有反应时间短，用材少，占地面积小，使用范围广，工艺配制容易等特点。通过定子盘和转子盘的交错切割，增加了反应物的比表面积，大幅加快反应速率；依次套装的定子盘盘体通过螺栓连接，可灵活扩展；配个定子盘上都设置进出气口，可改变反应气体的浓度进而改变反应速率。

Description

一种多级加速反应的反应装置

技术领域

本实用新型属于化工反应设备领域，具体涉及一种多级加速反应的反应装置。

背景技术

反应器是一种实现反应过程的设备，广泛应用于化工、炼油、冶金等领域。反应器用于实现液相单相反应过程和液液、气液、液固、气液固等多相反应过程。

常用反应器的类型有：①管式反应器：由长径比较大的空管或填充管构成，可用于实现气相反应和液相反应。②釜式反应器：由长径比较小的圆筒形容器构成，常装有机械搅拌或气流搅拌装置，可用于液相单相反应过程和液液相、气液相、气液固相等多相反应过程。用于气液相反应过程的称为鼓泡搅拌釜；用于气液固相反应过程的称为搅拌釜式浆态反应器。③有固体颗粒床层的反应器：气体或/和液体通过固定的或运动的固体颗粒床层以实现多相反应过程，包括固定床反应器、流化床反应器、移动床反应器、涓流床反应器等。④塔式反应器：用于实现气液相或液液相反应过程的塔式设备，包括填充塔、板式塔、鼓泡塔等。⑤喷射反应器：利用喷射器进行混合，实现气相或液相单相反应过程和气液相、液液相等多相反应过程的设备。⑥其他多种非典型反应器：如回转窑、曝气池等。

实用新型ZL200320111078.8号专利公开了一种纳米碳酸钙合成反应器中空状壳体在壳体腔内有搅拌轴构成多级转子、定子组合休的交错配合的转子定子分别固定在搅拌轴和壳体的内壁上，在壳体一端设有浆液入口，浆液入口处有混合气喷嘴，在壳体的另一端上方有浆液出口，电机通过动力传递装置带动搅拌轴高速旋转，且转子、定子组合体为2-5级。

该反应器多级、交错的定子、转子盘组合，增大了反应物的比表面积，增快了反应速率，让反应更加充分，但是这种反应器的扩展性能差，工业化放大难度高。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供了一种多级加速反应的反应装置。本实用新型是通过如下技术方案实现的。

一种多级加速反应的反应装置，包括：反应器、气液分离器；

反应器包括：入口端盖、出口端盖、定子盘、转轴、转子盘、固液入口、进气口、固液出口、出气口；

入口端盖和出口端盖均为圆桶形；入口端盖和出口端盖相对设置形成圆柱形空腔，转轴依次穿过入口端盖和出口端盖，并与圆柱形空腔的中轴线共线；

入口端盖上开设有固液入口、进气口、出气口，出口端盖上开设有固液出口；

气液分离器与固液出口连通；

定子盘包括圆桶形薄壁和圆饼状的定子盘盘体，定子盘盘体设置于圆桶形薄壁内部并且与圆桶形薄壁的底面互相平行，定子盘盘体的盘周边与圆桶形薄壁的侧壁固定连接，定子盘盘体和圆桶形薄壁的中心均开设有通孔，圆桶形薄壁的底面远离圆心处沿周边开设若干个等距切割孔；

转子盘的结构为圆饼状实体；

定子盘与转子盘的数量一致、且均为至少2个，并依次交替设置于入口端盖与出口端盖之间；

转轴穿过所有转子盘中心并与转子盘固定连接。

进一步地，定子盘盘体的盘面上设置有若干排与盘面同心的环形槽，转子盘的盘面上设置有若干个与环形槽镶嵌的滑块。可以切割、搅拌反应物，使反应物成为小颗粒混合，增大反应物比表面积，加快反应速率。

进一步地，入口端盖内设置有与入口端盖的底面平行的端盖盘体，端盖盘体与定子盘盘体结构一致，端盖盘体的周边与入口端盖的侧壁固定连接；转轴上设置有与端盖盘体相对的转子盘。针对小规模的质量不多的反应，即使不扩展定子盘，反应器也可完成搅拌切割。

进一步地，该装置还包括进气连通管道、出气连通管道和排气罐；圆桶形薄壁的侧壁上开设有至少2个气孔，进气连通管道与至少1个气孔连通，出气连通管道与至少1个气孔连通，并连接于排气罐上。每一级定子盘上均设置进气、出气口，使反应器内的反应气体充足，浓度变大，加快反应速率。

进一步地，相邻定子盘的侧壁上设置若干个连接孔，并通过螺栓连接。定子盘可灵活扩展。

进一步地，该装置还包括机座，反应器设置于机座上。增加了整套反应装置的稳定性。

本实用新型的有益效果为：该反应装置可代替化工传统的塔器设备进行碳化、吸收、浸取等气、固、液三相传质、传热、混合、乳化、反应连续运行设备。具有反应时间短，用材少，占地面积小，使用范围广，工艺配制容易等特点。通过定子盘和转子盘的交错切割，增加了反应物的比表面积，大幅加快反应速率；依次套装的定子盘盘体通过螺栓连接，可灵活扩展；配个定子盘上都设置进出气口，可改变反应气体的浓度进而改变反应速率。

附图说明

图1为该装置的主视示意图；

图2为该装置的俯视示意图；

图3为该装置的侧视示意图；

图4为该装置的定子盘示意图；

图5为该装置的转子盘示意图；

图6为该装置的出口端盖示意图。

图中：1反应器、2气液分离器、3电机；1-1入口端盖、1-2出口端盖、1-3定子盘、1-4转轴、1-5转子盘、1-6固液入口、1-7进气口、1-8固液出口、1-9出气口；1-3-1圆桶形薄壁、1-3-2定子盘盘体、1-3-3通孔、1-3-4切割孔；4端盖盘体、5进气连通管道、6出气连通管道、7排气罐、8、气孔、9连接孔、10螺栓、11机座。

具体实施方式

如图1至图6所示：一种多级加速反应的反应装置，包括：反应器1、气液分离器2、电机3；

反应器1包括：入口端盖1-1、出口端盖1-2、定子盘1-3、转轴1-4、转子盘1-5、固液入口1-6、进气口1-7、固液出口1-8、出气口1-9；

入口端盖1-1和出口端盖1-2均为圆桶形；入口端盖1-1和出口端盖1-2相对设置形成圆柱形空腔，转轴1-4依次穿过入口端盖1-1和出口端盖1-2，并与圆柱形空腔的中轴线共线；

入口端盖1-1上开设有固液入口1-6、进气口1-7、出气口1-9，出口端盖1-2上开设有固液出口1-8；

气液分离器2与固液出口1-8连通；电机3与转轴1-4固定连接；

定子盘1-3包括圆桶形薄壁1-3-1和圆饼状的定子盘盘体1-3-2，定子盘盘体1-3-2设置于圆桶形薄壁1-3-1内部并且与圆桶形薄壁1-3-1的底面互相平行，定子盘盘体1-3-2的盘周边与圆桶形薄壁1-3-1的侧壁固定连接，定子盘盘体1-3-2和圆桶形薄壁1-3-1的中心均开设有通孔1-3-3，圆桶形薄壁1-3-1的底面远离圆心处沿周边开设若干个等距切割孔1-3-4；

转子盘1-5的结构为圆饼状实体；

定子盘1-3与转子盘1-5的数量一致、且均为至少2个，并依次交替设置于入口端盖1-1与出口端盖1-2之间；

转轴1-4穿过所有转子盘1-5中心并与转子盘1-5固定连接。

定子盘盘体1-3-2的盘面上设置有若干排与盘面同心的环形槽，转子盘1-5的盘面上设置有若干个与环形槽镶嵌的滑块。可以切割、搅拌反应物，使反应物成为小颗粒混合，增大反应物比表面积，加快反应速率。

入口端盖1-2内设置有与入口端盖1-2的底面平行的端盖盘体4，端盖盘体4与定子盘盘体结构一致，端盖盘体4的周边与入口端盖1-2的侧壁固定连接；转轴上设置有与端盖盘体4相对的转子盘。针对小规模的质量不多的反应，即使不扩展定子盘1-3，反应器1也可完成搅拌切割。

该装置还包括进气连通管道5、出气连通管道6和排气罐7；圆桶形薄壁1-3-1的侧壁上开设有至少2个气孔8，进气连通管道5与至少1个气孔连通，出气连通管道6与至少1个气孔连通、并连接于排气罐7上，与进气管道。每一级定子盘1-3上均设置进气、出气口，使反应器1内的反应气体充足，浓度变大，加快反应速率。

相邻定子盘1-3的侧壁上设置若干个连接孔9，并通过螺栓10连接。定子盘1-3可灵活扩展。

该装置还包括机座11，反应器1、电机3均设置于机座11上。增加了整套反应装置的稳定性。

该实用新型的使用过程为：反应物浆液用泵从固液入口1-6处入口处进入反应器1，参与反应的气体用压缩机从进气口1-7分别进入各段，控制流量。在转子盘1-5离心力的作用下，浆液经转子与锭子盘1-3间相互切割碰撞，形成球状细小液滴和气泡，从而增大了比表面积和接触面积，提高了传质、传热的扩散和渗透速率，提高了反应速度，缩短了反应时间。同时还考虑反应终点和平衡问题，设计了多段反应。每段将利用补充反应所需气体量和抽取反应后气体来打破反应平衡来实现反应更充分的目的。反应后的浆液自流至气液分离器2，由罗茨风机或真空泵将反应后的气体抽走或送入下一工段。

Claims (6)

1.一种多级加速反应的反应装置，其特征在于，包括：反应器（1）、气液分离器（2）；

所述反应器（1）包括：入口端盖（1-1）、出口端盖（1-2）、定子盘（1-3）、转轴（1-4）、转子盘（1-5）、固液入口（1-6）、进气口（1-7）、固液出口（1-8）、出气口（1-9）；

所述入口端盖（1-1）和出口端盖（1-2）均为圆桶形；所述入口端盖（1-1）和出口端盖（1-2）相对设置形成圆柱形空腔，所述转轴（1-4）依次穿过所述入口端盖（1-1）和出口端盖（1-2），并与所述圆柱形空腔的中轴线共线；

所述入口端盖（1-1）上开设有固液入口（1-6）、进气口（1-7）、出气口（1-9），出口端盖（1-2）上开设有固液出口（1-8）；

所述气液分离器（2）与所述固液出口（1-8）连通；

所述定子盘（1-3）包括圆桶形薄壁（1-3-1）和圆饼状的定子盘盘体（1-3-2），所述定子盘盘体（1-3-2）设置于圆桶形薄壁（1-3-1）内部并且与圆桶形薄壁（1-3-1）的底面互相平行，所述定子盘盘体（1-3-2）的盘周边与所述圆桶形薄壁（1-3-1）的侧壁固定连接，所述定子盘盘体（1-3-2）和圆桶形薄壁（1-3-1）的中心均开设有通孔（1-3-3），所述圆桶形薄壁（1-3-1）的底面远离圆心处沿周边开设若干个等距切割孔（1-3-4）；

所述转子盘（1-5）的结构为圆饼状实体；

所述定子盘（1-3）与转子盘（1-5）的数量一致、且均为至少2个，并依次交替设置于入口端盖（1-1）与出口端盖（1-2）之间；

所述转轴（1-4）穿过所有转子盘（1-5）中心并与转子盘（1-5）固定连接。

2.如权利要求1所述的一种多级加速反应的反应装置，其特征在于，所述定子盘盘体（1-3-2）的盘面上设置有若干排与盘面同心的环形槽（1-3-21），所述转子盘（1-5）的盘面上设置有若干个与所述环形槽镶嵌的滑块（1-51）。

3.如权利要求2所述的一种多级加速反应的反应装置，其特征在于，所述入口端盖（1-1）内设置有与所述入口端盖（1-1）的底面平行的端盖盘体（4），所述端盖盘体（4）与所述定子盘盘体结构一致，所述端盖盘体（4）的周边与所述入口端盖（1-1）的侧壁固定连接；所述转轴上设置有与所述端盖盘体（4）相对的转子盘。

4.如权利要求1所述的一种多级加速反应的反应装置，其特征在于，还包括进气连通管道（5）、出气连通管道（6）和排气罐（7）；所述圆桶形薄壁（1-3-1）的侧壁上开设有至少2个气孔（8），所述进气连通管道（5）与至少1个气孔连通，所述出气连通管道（6）与至少1个气孔连通，并连接于排气罐（7）上。

5.如权利要求1所述的一种多级加速反应的反应装置，其特征在于，相邻所述定子盘（1-3）的侧壁上设置若干个连接孔（9），并通过螺栓（10）连接。

6.如权利要求1所述的一种多级加速反应的反应装置，其特征在于，还包括机座（11），所述反应器（1）设置于所述机座（11）上。

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