[发明专利]一种多组分层式浸没撞击流反应器

说明书

技术领域

本发明涉及一种化工反应器，特别是涉及一种多组分层式浸没撞击流反应器。

背景技术

液-液相和液-固相体系中进行的反应、反应-沉淀以及结晶等过程中，反应器中的混合状况，尤其是分子尺度上的微观混合状况对反应效果有着重要影响。目前工业上最常用的设备是搅拌槽反应器，这种反应器的缺点是器内返混不均匀，搅拌效率低等。撞击流反应器是一种新型的化学反应设备，与传统搅拌槽反应器相比，具有物料接触面积大，传热传质效率高的优点。但目前的撞击流反应器多为在导流筒内设置螺旋桨结构，虽然提高了混合效率，但是也存在一些不足，如螺旋桨制造成本高，长期运转容易磨损等。传统的撞击流反应器虽然在撞击区混合效果良好，但是在撞击区以外的区域，混合效果较差，甚至无法混合。而已有的由射流形成撞击的撞击流反应器也多为单纯的两喷嘴对置式，撞击区有效面积小，处理量有限，不能充分体现出撞击流的优势，限制了撞击流技术在工业领域的应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种多组分层式浸没撞击流反应器，该反应器适应化工过程中要求连续反应，又要求物料在反应器内快速混合均匀，且维护简单、运行可靠、混合面积大、反应效率高的反应器。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种多组分层式浸没撞击流反应器，所述反应器包括釜体，进料管，锥形底，顶盖；釜体外形为立式圆筒形，上部采用椭圆形封头作为顶盖，下部为锥形中空筒体；顶盖设气体出口、压力表和温度计，气体出口可连接放空阀；锥形底设有出料口；进料管多组分层设置，同层进料管同轴对置；进料管出口端安装有喷嘴，喷嘴结构、直径、间距可调，釜体其形状为立式圆筒形，釜体外侧设置换热夹套，釜体上部设置溢流出口，顶盖形状为椭圆形，顶部设有压力计、温度计、气体出口组件；锥形釜底底部设出料口。

所述的一种多组分层式浸没撞击流反应器，所述进料管数量根据工况需要成组增加或减少。

所述的一种多组分层式浸没撞击流反应器，所述进料管为同轴对置的几组设置形式。

所述的一种多组分层式浸没撞击流反应器，所述反应釜内部或设置蛇管式换热管。

本发明的优点与效果是：

（1）利用了撞击流强化微观混合的特点，可以提高液相微观混合水平，加快宏观液-液、液-固反应速率，具有生产效率高的特点；

（2）采用多组分层设计，两层之间可产生二次撞击，使物料混合更充分；

（3）装置中机械结构简单，动部件少，便于加工、安装，清洗方便，设备投资少；

（4）可适用于连续生产，能适应多种不同工况的场合应用。

附图说明

    图1为本发明整体结构示意图；

    图2为本发明图A-A剖视示意图。

具体实施方式

下面结合附图所示实施例，对本发明作进一步详述。

本发明反应器由釜体3，进料管5，锥形底9，顶盖12等部件组成，可在釜体内实现浸没状态下的流体撞击和混合。进料管5可多组分层设置，同层进料管同轴对置。进料管出口端安装有喷嘴，喷嘴结构、直径、间距可调，可根据实际工况需要成组增加或减少进料管数量。釜体3其形状为立式圆筒形，釜体外侧设置换热夹套6，可根据工况需要进行加热或冷却；釜体上部设置溢流出口10，可以引出反应后的轻组分。顶盖12形状为椭圆形，利于收集反应产生的气体，顶部设有压力计2、温度计1、气体出口13等组件。锥形釜底9，其特征在于形状为锥形，利于反应生成的重组分的收集和排放，底部设出料口7。

进料管采用多组分层式结构，反应器由釜体3，进料管5，锥形底9，顶盖12等部件组成。物料通过进料管5进入反应区，在撞击区进行对撞，撞击后的物料可在反应器其他区域产生二次撞击，从而提高混合效率。可视反应产物情况选择物料出口方式。

实施例：

图1是本发明所述多组分层式浸没撞击流反应（混合）器的结构示意图。

    图中：1-温度计、2-压力表、3-釜体、4,8-换热介质进、出口、5-进料口、6-加热或冷却夹套、7-出料口、9-锥形底、10-溢流口、11-溢流堰、12-顶盖、13-气体或蒸汽出口、14,15,16-撞击区、(a)-(b)接管位置.

本发明由釜体3，进料管5，锥形底9，顶盖12等部件组成，主要加工材料为不锈钢，釜体3外形为立式圆筒形，上部采用椭圆形封头作为顶盖12，下部为锥形中空筒体，即锥形底9，外壁设置换热夹套6。顶盖设气体出口13、压力表2和温度计1，气体出口可连接放空阀；锥形底9设有出料口7。

工作过程中如下。液相工艺介质在泵（图中未涉及）的推动下，经过计量控制装置，进入同轴对置的几组进料管5，在釜体中心轴线上发生撞击，形成撞击区14、15、16。在撞击区迅速完成反应（混合）过程，之后流体可在两撞击区之间的区域发生二次撞击，进一步进行混合或反应。反应中若有气体生成，并使得反应釜内气压超过许用压力时，可通过放空阀13释放压力；当釜内液体达到反应（混合）要求时，可打开出料口，将物料释放，得到产物，其中重组分可由出料口7排出，轻组分可经溢流口10排出。反应器壁外设有换热夹套6，可以在反应期间加热或冷却工艺介质。冷却时通过下部接管通入冷水或其它冷却介质，换热后经过上部接管排出；需要加热时加热介质的进出口与冷却时相反，必要时，反应釜内部还可以设置蛇管换热（图中未涉及）。将反应器喷嘴位置设置为液体浸没状态，可以增加物料的接触面积和停留时间，使混合更充分，强化相间传递，增强液-液两相的混合强度和效率，能实现设备小生产效率高。本反应器独特的结构设计，具有处理效率高、处理量大，操作简便，维护费用低的特点。