[发明专利]静电悬浮反应器及其工艺方法

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种静电悬浮反应器及其工艺方法。

技术背景

目前的高温高压基本都是管式反应器，传统的方法是采用管道的形式以承受高压(1～200Mpa，下文同)，采用耐腐蚀金属或非金属以应对腐蚀。

目前高温高压反应器的缺点是：反应器材料在高温(100～2000℃，下文同)下，机械强度下降，耐压会随之下降，且在高温下容易出现腐蚀。温度越高、压力越大，则腐蚀越重，反应器材料越难以支持。同时由于有些反应(如超/亚临界水氧化反应)有盐析现象，传统的管式反应器很难解决盐析结渣的问题，盐析结渣会导致管道堵塞，致使反应无法继续下去。

本发明的物料悬浮和传统的流化床反应器的物料悬浮有本质的不同，本发明的悬浮是依靠静电力，而不是气动力。

本发明与《静电悬浮气力输送技术》(专利号：200410014007.5)专利有相似之处，但是任然有本质的不同：

其一：悬浮物质的不同，《静电悬浮气力输送技术》悬浮的是颗粒物质，本发明悬浮的是液滴。

其二：静电施加的方式不同，《静电悬浮气动输送技术》采用的是电晕带电方式，本发明采用的是直接对液体充电，然后用雾化器雾化。

其三：《静电悬浮气动输送技术》依靠气动力输送。本发明是依靠静电力输送。

其四：本发明的重点不在输送，而是在反应。

发明内容

为了克服现有亚/超临界水反应器的腐蚀问题，本发明提供了一个能承受高温、高压、腐蚀、盐析的反应器。给亚/超临界水反应以及其他类似反应提供设备和工艺手段。

本发明可用于超/亚临界水氧化、超/亚临界水解、超/亚临界制氢和其他类似条件的物理化学反应。

本发明具体技术方案如下：

将待反应的起始液体物料和反应器本体同时施加同极性的静电荷。然后，将反应器内的起始液体物料由雾化器雾化成微小悬浮液滴；多相液体以及固液混合物可预先处理成乳化液或混悬液，放入反应器中雾化成微小悬浮液滴。(上述这些雾化了的物料，下文统称为雾化物料。)

由于电荷的同性相斥原理，悬浮的雾化物料不和反应器的本体接触，且雾化物料之间也不会相互聚集成为大的颗粒或液滴而坠落到反应器本体上。这样就减轻了反应器筒体受到的腐蚀和热力影响。

随着雾化物料在反应器中的增加，雾化物料会向没有物料的方向扩散，也就是沿反应器本体前行，直到到达反应器出口。

雾化物料在反应器的前行过程中，会受到来自反应器本体上安装的各种功能单元的影响。这些功能单元可以改变温度、提供中间反应物料；添加或去除中间反应过程中不需要的物质；以及提供过滤、保温等功能。物料在反应器中由于受到这些功能单元的影响，会发生一些需要的物理化学反应。

上述各个功能单元可进行拆卸组合，以实现特定工艺的需要。

反应完成后，物料进入旋风分离器，在旋风分离器内固体液体组分被分离后进入收集桶中，收集桶静电接地，以消除收集的固体或液体物料的静电。气体组分随旋风分离器的气体分离管进入到储气罐。最后输出到大气或下游设备。

对于不需要进行最终产物分离的反应，可以不要装旋风分离器。

有些反应的中间过程需要排除不需要的液体，或需要液体回流，或需要补充物料。本反应器设计设有液体排放管道、排放阀、回流阀、回流管道，以便实现某些反应的需求。

物料补充罐及物料供给阀可以给反应器补充物料，物料补充罐供给的物料为起始物料，和前述的反应起始物料相同，可以液体或固液混合物。

与现有技术相比，本发明的优点在于液体雾化物料和反应器壁不接触，能减轻物料对反应器本体的腐蚀和热力影响，且动力消耗比传统的流化床反应器低。功能单元的可拆性为工艺探索和生产工艺切换提供了便利。

本发明也可以用于常温(0～200℃)常压(0～1Mpa)以及低温(0～-200℃)和真空环境。

附图说明

图1是本反应器的总体示意图；

图2是反应器静电雾化组件和物料补充罐组件的示意图；

图3是反应器上安装的功能单元及液体回流组件的示意图；

图4旋风分离器及其收集桶桶示图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细描述：

如附图1：