[发明专利]气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器及方法

权利要求书

1.一种气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，其特征在于，所述反应器包括相连接的上、下两部分，上、下两部分均为回转体，上、下回转体为自回转体的底部至上、下回转体相连接的方向回转体的截面直径逐渐增大的结构，在反应器的下回转体上设有至少一个气体进料通道，反应器顶部设有出气口，所述气体进料通道沿反应器下回转体内圆周切线方向设置。

2.根据权利要求1所述的气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，其特征在于，所述反应器上回转体为球冠体，下回转体为倒圆锥体或倒圆台。

3.根据权利要求1或2所述的气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，其特征在于，在反应器上设有催化剂进料通道，在出气口上设有过滤网。

4.根据权利要求1或2所述的气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，其特征在于，在反应器的同一横截面上同顺时针或同逆时针设置有至少两个气体进料通道，优选为2个，更优选为4个。

5.根据权利要求1或2所述的气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，其特征在于，所述气体进料通道设置在下回转体的1/2以下的位置，优选为1/6～1/2，所述反应器的上回转体为球冠体，所述球冠体的高度与球体半径之比优选为1/2～1/1。

6.根据权利要求1或2所述的气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，其特征在于，所述反应器下回转体的两条母线的最大夹角大于等于15°，优选为15°～170°，更优选为60°～120°。

7.根据权利要求6所述的气相或气固两相流体实现全混流流动的反应器，其特征在于，所述反应器下回转体的高度为20mm～10000mm；所述气体进料通道的出口直径为0.01mm～10mm，优选为0.1mm～3mm；反应器顶部出气口的直径为7mm～350mm。

8.一种利用上述反应器实现全混流的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)气体从气体进料通道沿下回转体内圆周切线方向进入反应器，气体进料通道出口处的气体线速度大于1m/s。

(2)气体进入反应器后在反应器的下回转体内形成紧贴反应器内壁且沿轴心螺旋上升的涡流；或事先把催化剂放在反应器内，再进气，气体带动催化剂在反应器的下回转体内共同形成紧贴反应器内壁且沿轴心螺旋上升的涡流。

(3)气体，或气体和催化剂在反应器的下回转体内形成的最大轴向平均线速度大于0.5m/s。

(4)所述螺旋上升的涡流在上、下回转体连接截面处的轴向平均线速度小于3m/s；气体，或气体和催化剂运动到反应器上回转体时形成上下方向的涡流，上下方向的涡流和螺旋上升的涡流混合实现返混，反应后的气体由反应器顶部的出气口排出。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述气体进料通道的出口处的气体线速度大于10m/s。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，气体或气体和催化剂在反应器内形成的最大轴向平均线速度大于1.5m/s，所述螺旋上升的涡流在反应器下回转体上、下回转体连接截面处的轴向平均线速度小于1.5m/s。