[实用新型]下喷自吸高效环流气液反应器

说明书

本实用新型涉及一种下喷自吸高效环流气液反应器。该装置提供了一种手段，能将反应气体充分地分散混合到反应液（或带有固相催化剂颗粒的反应液）中并与之反应。它属于气液（或气液固）反应装置。

气液混合反应器广泛用于化学反应和生化反应过程，其操作条件，要求反应速率快，能耗低，欲提高反应过程的反应速率，关键在于增大气液两相接触界面面积，为此，须千方百计地将气体分割成大量的，尽可能小的气泡均匀地混合在液相中，为了达到这一目地，现有的气液反应器，多数是采用搅拌釜式反应器，或是鼓泡塔式反应器，或是上喷式和下喷式环流反应器等等。但是，在高温高压的工况下，处理有毒，有害，易燃，易爆的纯净气体与液体的反应时，上述的反应器都有些不适之处：对于釜式搅拌反应器，由于它防止泄漏十分困难，加之能耗大，密封件昂贵，不宜采用；对于鼓泡塔和一般的上喷，下喷环流反应器，由于它们解决不了气体不排放的难点，加之传质系数不理想等原因，也不宜采用。因此，急待开发一种适用于高温高压，处理有毒有害，易燃易爆纯净气体与液体的高效反应器。

本实用新型的目的，在于提供一种下喷自吸高效环流气液（气液固）反应器，该反应器不仅适用于一般的气液反应过程，而且特别适用于在高温高压的工况下，处理有毒有害，易燃易爆的纯净气体与液体的反应。

本实用新型的结构是这样的：反应器有一园筒式罐体，罐体顶部中心处插入一根液相进料管，该管下端为一个液体射流喷咀，伸出罐体外部的液相进料管之外，套有一同心环管为气相进料管，罐内液相进料管之外，套有一个同心喇叭囗式的气体自吸导管，该管的下端接有一个二次喷咀，在二次喷咀之下，设置一个与罐体同轴的气液混合物导流筒，导流筒的下方，在与该筒底囗保持一定距离处，设置一块折流板。本实用新型的结构特征在于：一、液体射流喷咀采用开设有不等孔径的复合孔结构；二、导流筒是由上部呈园筒状的折转段，下部呈有一定扩张角的锥筒状的主体段，及连接这两段的中间变径段所构成；三、折流板是由呈一定曲率弧度的“W”形薄板构成。

附图为本实用新型的结构示意图，其中1为罐体，2为气相进料管，3为液相进料管，4为液体射流喷咀，5为气体自吸导管，6为二次喷咀，7为导流筒，8为折流板。

结合附图对本实用新型实现气液反应操作过程进行说明，由料液泵输入具有一定能量的液相物料经进料管3自喷咀4喷出液体射流，于是在两个喷咀之间及气体自吸导管5和液相进料管3之间的环隙形成减压区，自动吸入罐内液面上的气体，为了保持罐内的恒压，不断从气相进料管2向罐内补充新鲜反应气，被吸入的气体均匀地混到液体射液中，形成气液混合物，该气液混合物再经二次喷咀喷射，形成一股含有非常均匀的极微小气泡的气液混合射流，该射流进入导流筒7内，在筒内扩张并向下运动直至底部，并从底部经折流板8的导向作用，转入罐体与导流筒之间环隙再向上运动。当混合流达到导流筒上端，借助于二次射流的动力，其大部分被卷入到导流筒内，随二次射流一起又向下运动，这便是所谓气液混合物内循环流动，在这个内循环流过程中，气液进行着充分接触，自始至终地进行气液反应，未反应完的部分气体，会有一小部分逸脱液面进入罐体上部空间，这部分气体将随同补充的气体，一起又被吸收入气体自吸导管5内卷吸在液体射流之中，这便是气体完成了一个内循环过程。于是，在反应器内，气液物料就是通过进行无数次的上述两个内循环流动过程，实现其快速高效反应的。

本实用新型同现有的环流反应器相比。其明显特点是：一、由于它采用了复合孔式液相喷咀及与之相匹配的二次喷咀，混合于液体中的气泡直径小，混合均匀，自吸气量大，功耗低，气液混合射流易穿透导流筒，操作弹性大；二、结构合理的导流筒及“W”形折流板，提高了内循环流速和混合的均匀度，从而提高了气体体积传质系数，其传质系数比一般环流反应器高50％左右，对于纯气体无需排放尾气，故气体反应转化率可达100％；本实用新型还具有结构简单，造价低，操作安全可靠，又便于放大，生产过程对环境不产生污染等特点。本实用新型也可用于对尾气排放有一定要求的气液反应过程，还可用于有固体颗粒催化剂的气液固反应过程。