氣升式環(huán)流反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本實(shí)用新型屬于環(huán)流反應(yīng)器領(lǐng)域，特別是涉及一種氣升式環(huán)流反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
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[0002]氣升式環(huán)流反應(yīng)器(airlife loop reactor，簡(jiǎn)稱ALR)，是目前應(yīng)用最廣泛的生物反應(yīng)設(shè)備。這類反應(yīng)器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、能耗低、剪切應(yīng)力小、混合好等優(yōu)點(diǎn)。氣升式環(huán)流反應(yīng)器對(duì)于反應(yīng)物之間的混合和傳質(zhì)都是相當(dāng)有利的。氣升式環(huán)流反應(yīng)器是由鼓泡反應(yīng)器改進(jìn)而來(lái)的新型反應(yīng)器，它綜合了鼓泡床和攪拌釜的性能，與鼓泡床反應(yīng)器相比，環(huán)流反應(yīng)器具有液體定向流動(dòng)的特點(diǎn)，在較低的表觀氣速之下即可以實(shí)現(xiàn)固體顆粒的完全懸浮，并且目前被應(yīng)用于諸多領(lǐng)域諸如費(fèi)托合成、一步法合成甲醇與二甲醚、汽油脫硫、重油氫化、生物廢水處理及發(fā)酵工程等。
[0003]但是現(xiàn)有的環(huán)流反應(yīng)器在使用時(shí)，由于外部筒體內(nèi)氣液兩相流體向下流動(dòng)時(shí)由于重力和慣性的作用，在內(nèi)筒之間的環(huán)縫或開孔處流向內(nèi)筒的流體的量非常有限，分段環(huán)流增強(qiáng)氣液接觸的預(yù)期目的不能很好的實(shí)現(xiàn)。因此，可以在普通的環(huán)流反應(yīng)器上安裝導(dǎo)流部件進(jìn)行改進(jìn)。另外現(xiàn)有的環(huán)流反應(yīng)器氣相物料直接從排氣口排出，不能夠重復(fù)利用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】:
[0004]本實(shí)用新型克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，解決了現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，旨在提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，能夠重復(fù)利用氣相物料且能夠增加外部筒體和導(dǎo)流筒環(huán)形間隙內(nèi)介質(zhì)流量的氣升式環(huán)流反應(yīng)器。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:氣升式環(huán)流反應(yīng)器，包括外部筒體，所述外部筒體內(nèi)設(shè)置有兩端開口的導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒與外部筒體之間通過(guò)間隔的筋板固定連接，外部筒體的頂部設(shè)置有氣相物料出口，設(shè)置在導(dǎo)流筒下方的外部筒體內(nèi)設(shè)置有氣體噴嘴，氣體噴嘴與氣相進(jìn)氣管路相連通，外部筒體的底部還設(shè)置有液相進(jìn)液口和物料排出口，所述液相進(jìn)液口與液體進(jìn)液管路相連通；
[0006]所述導(dǎo)流筒正上方的外部筒體內(nèi)設(shè)置有上部導(dǎo)流體，導(dǎo)流筒下部與外部筒體之間設(shè)置有下部導(dǎo)流體，所述氣相物料出口與氣體進(jìn)氣管路之間通過(guò)回路管路連通，所述回路管路上依次設(shè)置有冷凝器、過(guò)渡罐和換熱器。
[0007]進(jìn)一步地，所述上部導(dǎo)流體與外部筒體固定設(shè)置且上部導(dǎo)流體上設(shè)置有導(dǎo)氣孔，上部導(dǎo)流體的截面為倒三角形，倒三角形的底部夾角的范圍120-150度。
[0008]進(jìn)一步地，所述下部導(dǎo)流體焊接在外部筒體上，下部導(dǎo)流體的截面為三角形，三角形頂部夾角的范圍為30-60度。
[0009]進(jìn)一步地，所述氣體噴嘴包括環(huán)形部，所述環(huán)形部之間設(shè)置十字連接部，所述環(huán)形部和十字連接部上均設(shè)置有多個(gè)噴射孔，所述噴射孔的直徑為0.3-0.5毫米。
[0010]進(jìn)一步地，所述氣相進(jìn)氣管路與液體進(jìn)液管路上設(shè)置有控制氣相和液相介質(zhì)溫度的溫控器。
[0011]進(jìn)一步地，所述外部筒體上設(shè)置有測(cè)量口，測(cè)量口設(shè)置有用于檢測(cè)外部筒體與導(dǎo)流筒之間介質(zhì)的壓力、溫度以及氣含率的測(cè)量裝置。
[0012]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果:本實(shí)用新型通過(guò)在導(dǎo)流筒的上方和下部分別設(shè)置上部導(dǎo)流體和下部導(dǎo)流體，外部筒體內(nèi)的液體介質(zhì)在上、下部導(dǎo)流體的作用下，順利的進(jìn)入外部筒體和導(dǎo)流筒之間環(huán)形間隙內(nèi)，而且上、下導(dǎo)流體的存在也能夠一定程度上增加液體介質(zhì)循環(huán)流動(dòng)的速度。液體介質(zhì)循環(huán)液速的增加，外部筒體內(nèi)的液體介質(zhì)流動(dòng)加劇，湍動(dòng)程度增加，加快了氣相介質(zhì)的更新速率，有利于氣液兩相之間的傳質(zhì)的進(jìn)行，強(qiáng)化了能量和質(zhì)量的傳遞。另外通過(guò)在氣相物料出口與氣體進(jìn)氣管路之間設(shè)置回路管路，可以將氣相介質(zhì)循環(huán)利用。
【附圖說(shuō)明】
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[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明
[0014]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖2為氣體噴嘴的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖中:I為外部筒體，2為導(dǎo)流筒，3為筋板，4為氣相物料出口，5為氣體噴嘴，51為環(huán)形部，52為十字連接部，53為噴射孔，6為氣相進(jìn)氣管路，7為液相進(jìn)液口，8為物料排出口，9為液體進(jìn)液管路，10為上部導(dǎo)流體，11為下部導(dǎo)流體，12為測(cè)量口，13為回路管路，14為冷凝器，15為過(guò)渡罐，16為換熱器，17為溫控器，。
【具體實(shí)施方式】
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[0017]如圖1、圖2所示，氣升式環(huán)流反應(yīng)器，包括外部筒體1，所述外部筒體I內(nèi)設(shè)置有兩端開口的導(dǎo)流筒2，導(dǎo)流筒2與外部筒體I之間通過(guò)間隔的筋板3固定連接，外部筒體I的頂部設(shè)置有氣相物料出口 4，設(shè)置在導(dǎo)流筒2下方的外部筒體I內(nèi)設(shè)置有氣體噴嘴5，氣體噴嘴5與氣相進(jìn)氣管路6相連通，外部筒體I的底部還設(shè)置有液相進(jìn)液口 7和物料排出口 8，所述液相進(jìn)液口 7與液體進(jìn)液管路9相連通。
[0018]所述導(dǎo)流筒2正上方的外部筒體I內(nèi)設(shè)置有上部導(dǎo)流體10，導(dǎo)流筒2下部與外部筒體I之間設(shè)置有下部導(dǎo)流體11，所述氣相物料出口 4與氣體進(jìn)氣管路之間通過(guò)回路管路13連通，所述回路管路13上依次設(shè)置有冷凝器14、過(guò)渡罐15和換熱器16。
[0019]使用時(shí)，氣相介質(zhì)從氣體噴嘴5噴入外部筒體I內(nèi)，氣相介質(zhì)在外部筒體I內(nèi)參與反應(yīng)后，從氣相物料出口 4排出后，氣相物料依次經(jīng)過(guò)冷凝器14、過(guò)渡罐15和換熱器16，氣相物料先經(jīng)過(guò)冷凝器14進(jìn)行液化，液化后物料進(jìn)入過(guò)渡罐15，過(guò)渡罐15內(nèi)的物料經(jīng)過(guò)換熱器16氣化，從氣體噴嘴5再次噴入外部筒體I，使其得到循環(huán)利用。
[0020]具體地，所述上部導(dǎo)流體10與外部筒體I固定設(shè)置且上部導(dǎo)流體10上設(shè)置有導(dǎo)氣孔，也可以開設(shè)環(huán)形的間隙，這樣可以氣相介質(zhì)從上部導(dǎo)流體10溢出，從氣相物料出口 4排出。
[0021]上部導(dǎo)流體10的截面為倒三角形，倒三角形的底部夾角的范圍120-150度。下部導(dǎo)流體11焊接在外部筒體I上，下部導(dǎo)流體11的截面為三角形，三角形頂部夾角的范圍為30-60度。外部筒體I內(nèi)的液體物料經(jīng)過(guò)上部導(dǎo)流體10時(shí)，在其錐形面的導(dǎo)流作用下，順利的進(jìn)入外部筒體I和導(dǎo)流筒2之間的環(huán)形間隙，增大液體介質(zhì)循環(huán)液速。
[0022]為增加氣體噴嘴5的噴射范圍和噴射速率，所述氣體噴嘴5包括環(huán)形部51，所述環(huán)形部51之間設(shè)置十字連接部52，所述環(huán)形部51和十字連接部52上均設(shè)置有多個(gè)噴射孔53，所述噴射孔53的直徑為0.3-0.5毫米。這種結(jié)構(gòu)的氣體噴嘴5能夠保證氣相介質(zhì)噴入外部筒體I內(nèi)面積較大，而且更加均勻，噴射孔53直徑的限制是為了增加氣相介質(zhì)的噴射速率。
[0023]所述氣相進(jìn)氣管路6與液體進(jìn)液管路9上設(shè)置有控制氣相和液相介質(zhì)溫度的溫控器17。溫控器17能夠?qū)M(jìn)入外部筒體I的液相和氣相物料的溫度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。另外為了更好的監(jiān)控環(huán)形反應(yīng)器的運(yùn)行情況，在外部筒體I上設(shè)置有測(cè)量口 12，測(cè)量口 12設(shè)置有用于檢測(cè)外部筒體I與導(dǎo)流筒2之間介質(zhì)的壓力、溫度以及氣含率的測(cè)量裝置。
[0024]以上內(nèi)容結(jié)合了實(shí)施例附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例做出了詳細(xì)說(shuō)明。本說(shuō)明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說(shuō)明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參見即可。
[0025]上面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作了詳細(xì)說(shuō)明，但是本實(shí)用新型并不限于上述實(shí)施例，在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi)，還可以在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下作出各種變化。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:包括外部筒體(I)，所述外部筒體(I)內(nèi)設(shè)置有兩端開口的導(dǎo)流筒(2)，導(dǎo)流筒(2)與外部筒體⑴之間通過(guò)間隔的筋板(3)固定連接，外部筒體(I)的頂部設(shè)置有氣相物料出口(4)，設(shè)置在導(dǎo)流筒(2)下方的外部筒體(I)內(nèi)設(shè)置有氣體噴嘴(5)，氣體噴嘴(5)與氣相進(jìn)氣管路(6)相連通，外部筒體(I)的底部還設(shè)置有液相進(jìn)液口(7)和物料排出口(8)，所述液相進(jìn)液口(7)與液體進(jìn)液管路(9)相連通； 所述導(dǎo)流筒(2)正上方的外部筒體(I)內(nèi)設(shè)置有上部導(dǎo)流體(10)，導(dǎo)流筒(2)下部與外部筒體(I)之間設(shè)置有下部導(dǎo)流體(11)，所述氣相物料出口(4)與氣體進(jìn)氣管路之間通過(guò)回路管路(13)連通，所述回路管路(13)上依次設(shè)置有冷凝器(14)、過(guò)渡罐(15)和換熱器(16)ο2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述上部導(dǎo)流體(10)與外部筒體(I)固定設(shè)置且上部導(dǎo)流體(10)上設(shè)置有導(dǎo)氣孔，上部導(dǎo)流體(10)的截面為倒三角形，倒三角形的底部夾角的范圍120-150度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述下部導(dǎo)流體(11)焊接在外部筒體(I)上，下部導(dǎo)流體(11)的截面為三角形，三角形頂部夾角的范圍為30-60度。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述氣體噴嘴(5)包括環(huán)形部(51)，所述環(huán)形部(51)之間設(shè)置十字連接部(52)，所述環(huán)形部(51)和十字連接部(52)上均設(shè)置有多個(gè)噴射孔(53)，所述噴射孔(53)的直徑為0.3-0.5毫米。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述氣相進(jìn)氣管路(6)與液體進(jìn)液管路(9)上設(shè)置有控制氣相和液相介質(zhì)溫度的溫控器(17)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的氣升式環(huán)流反應(yīng)器，其特征在于:所述外部筒體(I)上設(shè)置有測(cè)量口(12)，測(cè)量口(12)設(shè)置有用于檢測(cè)外部筒體(I)與導(dǎo)流筒(2)之間介質(zhì)的壓力、溫度以及氣含率的測(cè)量裝置。
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于環(huán)流反應(yīng)器領(lǐng)域，特別是公開了一種氣升式環(huán)流反應(yīng)器；提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便，能夠重復(fù)利用氣相物料且能夠增加外部筒體和導(dǎo)流筒環(huán)形間隙內(nèi)介質(zhì)流量的氣升式環(huán)流反應(yīng)器；包括外部筒體，外部筒體內(nèi)設(shè)置有兩端開口的導(dǎo)流筒，外部筒體的頂部設(shè)置有氣相物料出口，設(shè)置在導(dǎo)流筒下方的外部筒體內(nèi)設(shè)置有氣體噴嘴，氣體噴嘴與氣相進(jìn)氣管路相連通，外部筒體的底部還設(shè)置有液相進(jìn)液口和物料排出口，所述液相進(jìn)液口與液體進(jìn)液管路相連通；導(dǎo)流筒正上方的外部筒體內(nèi)設(shè)置有上部導(dǎo)流體，導(dǎo)流筒下部與外部筒體之間設(shè)置有下部導(dǎo)流體，所述氣相物料出口與氣體進(jìn)氣管路之間通過(guò)回路管路連通，所述回路管路上依次設(shè)置有冷凝器、過(guò)渡罐和換熱器。
【IPC分類】B01J8/08, B01J10/00
【公開號(hào)】CN204656509
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520374011
【發(fā)明人】章美云
【申請(qǐng)人】寧波象保合作區(qū)天吉自動(dòng)化設(shè)備有限公司
【公開日】2015年9月23日
【申請(qǐng)日】2015年6月2日