[发明专利]一种动态混合连续流反应器和多级反应装置

说明书

本发明公开一种动态混合连续流反应器和多级反应装置，动态混合连续流反应器包括反应容器、搅拌轴以及防水透气膜，反应容器设有用以容纳反应物的容纳腔，搅拌轴设于容纳腔内，以对容纳腔内的反应物进行搅拌，搅拌轴空心设置，以在搅拌轴内容纳气体，搅拌轴的轴壁上设有供气体穿过的过孔，防水透气膜套设于搅拌轴外，供搅拌轴内的气体单向透过而与容纳腔内的反应物混合。本发明技术方案能够解决连续流反应器反应效率较低的问题。

技术领域

本发明涉及连续流反应设备技术领域，特别涉及一种动态混合连续流反应器和多级反应装置。

背景技术

连续流反应设备是化工、制药、新材料等领域常用的生产制造设备，随着微化工技术发展，连续流反应设备朝着微型化、智能化发展。微通道反应器是微化工技术的杰出代表，微通道反应器具有卓越的传质传热性能，已经应用到精细化学品、制药、新材料等工业生产领域。但是微通道反应器具有难以处理固体，生产放大困难，制造成本高等缺陷，其应用受到限制。为了解决微通道反应器的不足，具有传质传热强化的小型连续流反应器迅速发展，通过主动混合，强化气液固三相传质。但目前的连续流反应器仍存在反应效率较低的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种动态混合连续流反应器，旨在解决连续流反应器反应效率较低的问题。

为实现上述目的，本发明提出的动态混合连续流反应器，包括：

反应容器，设有用以容纳反应物的容纳腔；

搅拌轴，设于所述容纳腔内，以对所述容纳腔内的反应物进行搅拌，所述搅拌轴空心设置，以在所述搅拌轴内容纳气体，所述搅拌轴的轴壁上设有供气体穿过的过孔；以及

防水透气膜，套设于所述搅拌轴外，供所述搅拌轴内的气体单向透过而与所述容纳腔内的反应物混合。

在一实施例中，所述反应容器的内径为10mm至20mm，所述反应容器的管长为200mm至500mm。

在一实施例中，所述搅拌轴设置有多个，多个所述搅拌轴并联设置在所述反应容器内。

在一实施例中，所述反应容器的内径为50mm至200mm，所述反应容器的管长为200mm至1000mm。

在一实施例中，所述搅拌轴上设置有搅拌桨叶。

在一实施例中，所述搅拌桨叶呈柱状设置；或者，所述搅拌桨叶呈L型设置。

在一实施例中，所述反应容器的内径为30mm至100mm，所述反应容器的管长为200mm至500mm，所述搅拌轴的外径为10mm至20mm，所述搅拌桨叶的外径为4mm至6mm。

在一实施例中，所述搅拌桨叶呈L型设置，所述反应容器的内径为50mm至200mm，所述反应容器的管长为300mm至1000mm，所述搅拌轴的外径为20mm至30mm，所述搅拌桨叶的外径为4mm至6mm。

在一实施例中，所述防水透气膜的膜厚度为0.5mm至2mm；和/或，所述防水透气膜为AF2400非定型聚四氟乙烯透气膜或膨胀聚四氟乙烯透气膜。

本发明还提出一种多级反应装置，包括多个如前述的动态混合连续流反应器，多个所述动态混合连续流反应器串联或者并联设置。

本发明技术方案通过采用在反应容器内设置空心的搅拌轴，搅拌轴上设置过孔供气体穿过，并在搅拌轴外套设防水透气膜，利用防水透气膜使搅拌轴内的气体单向透过而使气体从搅拌轴进入搅拌轴与反应容器之间的空间，从而使气体与反应容器内的反应物混合，适合气体/液体、气体/含固体的悬浮液的多相反应。通过控制气体与液体/悬浮液的压差和搅拌桨的搅拌速度，在搅拌过程中不断将大量的微小气泡引入到液体/悬浮液。由于气体透过防水透气膜与反应容器内的反应物持续充分接触，极大提升了气体和液体或者气体与悬浮液接触面积，提升了反应效率。

附图说明