[发明专利]具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种多级气升式环流反应器，属于石油化工、环境工程、制药、食品等领域。

背景技术

气升式环流反应器是近年来在强化鼓泡反应器的基础上发展起来的。由于其具有良好的传热、传质效果，容易密封，可以进行气-液、液-液、气-液-固之间的均相和非均相反应，适合用作易燃、易爆、有毒的化学反应器。

对于应用场合为较低空间或高径比较低时，为提高反应器的规模，可以采用多级气升式环流反应器。这种多级环流反应器可以是多个单筒单级气升式环流反应器串联而成，也可以在同一个反应器外筒内部形成级间串联。多个单筒单级气升式环流反应器串联的方式涉及到两个反应器的设计、制造、操作，增加了生产成本和操作难度。在同一个反应器外筒内部形成级间串联的方式之一是多室立式串联或卧式串联，其中多室立式串联的能耗较大，多室卧式串联中液体需要压力驱动，只能进行连续操作。因此，上述多级环流反应器在应用中都受到了一定的限制。

发明内容

本发明提出一种具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器。这种多级气升式环流反应器内的多个导流筒形成了不同的流动室，沿轴向串联。本发明提出的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器结构简单、易于操作、具有较好的传质传热性能，并可以克服上述多级气升式环流反应器的成本高、能耗大的缺陷。由于多级导流筒的高度不同，有利于流体由内至外形成良好有序的循环流动。

本发明提出的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器，主要由外筒(1)、一级导流筒(2)、二级导流筒(3)、三级导流筒(4)、中心气体分布器(5)、环形气体分布器(6)、气液混进喷嘴(7)、上排料口(8)、下排料口(9)组成，其特征是：在反应器外筒(1)内部安装至少三个同轴不同高度的导流筒。

所述的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器中，二级导流筒(3)的直径D3是一级导流筒(2)直径D1的1.05～1.2倍，三级导流筒(4)的直径D4是二级导流筒(3)直径D3的1.05～1.2倍，且小于外筒直径D2；二级导流筒(3)的高度H3是一级导流筒(2)高度H1的1.05～1.2倍，三级导流筒(4)的高度H4是二级导流筒(3)高度H3的1.05～1.2倍，且小于外筒高度H2。

所述的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器中，在气流上升的中心圆形空间底部安装有中心气体分布器(5)，在气流上升的导流筒环形空间底部安装有环形气体分布器(6)，以利于气液均匀接触；中心气体分布器(5)与最内侧导流筒下沿的距离L1是最内侧导流筒的高度H1的0.01～0.1倍，环形气体分布器(6)与相邻内侧导流筒下沿的距离L2是相邻内侧导流筒的高度H3的0.01～0.1倍。

所述的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器中，在气流上升的导流筒环形空间中下部安装有气液混进喷嘴(7)，以利于形成抽吸力，增强气液循环动力；气液混进喷嘴(7)的下沿与相邻内侧导流筒下沿的距离L3是相邻内侧导流筒的高度H2的0.1～0.4倍，气液混进喷嘴(7)的个数为4～16个。

所述的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器中，导流筒的个数为奇数，且至少为三个。可以根据反应器的规模需要进行设计。

所述的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器中，多个导流筒之间形成的环形空间的截面积不相等。可以根据所需的截面气速进行设计。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

附图说明

图1和图2是本发明提出的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器的主视图和俯视图。

图3是本发明提出的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器尺寸示意图。

图1至图3中，1.外筒，2.一级导流筒，3.二级导流筒，4.三级导流筒，5.中心气体分布器，6.环形气体分布器，7.气液混进喷嘴，8.上排料口，9.下排料口。

具体实施方式

参考图1至图3，本发明提出的具有同轴不同高度多导流筒的多级气升式环流反应器，主要由外筒(1)、一级导流筒(2)、二级导流筒(3)、三级导流筒(4)、中心气体分布器(5)、环形气体分布器(6)、气液混进喷嘴(7)、上排料口(8)、下排料口(9)组成，其特征是：在反应器外筒(1)内部安装至少三个同轴不同高度的导流筒。