氣液反應器及氣液反應器組的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種氣液反應器及由多個氣液反應器串聯而成的氣液反應器組。
【背景技術】
[0002]目前，實現氣-液兩相混合的設備種類很多，按氣液相接觸形態可分為:(1)氣體以氣泡形態分散在液相中的鼓泡塔反應器、攪拌鼓泡爸式反應器和板式反應器；(2)液體以液滴狀分散在氣相中的噴霧、噴射和文氏反應器等；(3)液體以膜狀運動與氣相進行接觸的填料塔反應器和降膜反應器等。現有這些反應器均不能最大化實現氣液接觸面，影響傳質與傳熱。
【發明內容】
[0003]本發明提供了一種氣液反應器，結構簡單，氣-液接觸面積，能夠實現反應物氣體和液體的高速對撞混合，，強化反應物料間的相間混合，增強傳熱傳質效果。
[0004]為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案是這樣的，一種氣液反應器，包括豎直管式反應器本體，液體噴射管和氣體噴射管，豎直管式反應器本體上部設置氣體出口，底部設置液體出口，反應器本體中部固定設置環形催化劑層，反應器本體內還包括通過多個彈簧支撐設置于催化劑層上方的環形鋼絲網，所述的液體噴射管從反應器本體頂端向下穿過環形的鋼絲網與催化層伸入反應器本體下部，氣體噴射管穿過反應器本體下部的側壁也伸入反應器本體下部，液體噴射管的出口端和氣體噴射管的出口端分別設置開口朝下的液體噴嘴和開口朝上的氣體噴嘴，且兩者相對設置。
[0005]為了氣液有更大的接觸面積，所述的液體噴射管穿過催化劑層這段的圓周均布多個噴射孔。
[0006]為了達到更好地噴射效果，液體噴嘴和氣體噴嘴均為截頭圓錐形，兩個噴嘴與相應地噴射管相連的一端的直徑大于遠離噴射管一端的直徑。
[0007]優選地，反應器本體下部的一段側壁向內凹陷形成喉管，所述的液體噴嘴和氣體噴嘴相對設置在喉管內上下。
[0008]本發明還提供一種氣液反應器組由N+1個上述噴射反應器串聯而成，其中N彡1，分別為第一反應器，第二反應器，第三反應器……，第N-1反應器，第N反應器和第N+1反應器，第一反應器的氣體出口通過第一進氣管與第二反應器的氣體噴射管進口相連，第二反應器的氣體出口通過第二進氣管與第三反應器的氣體噴射管進口相連，依次類推其他反應器，直至第N+1反應器；第N+1反應器的液體出口通過第一進液管與第N反應器的液體噴射管進口相連，第N反應器的液體出口通過第二進液管與第N-1反應器的液體噴射管進口相連，依次類推其他反應器，直至第一反應器。
[0009]有益效果:
1、本發明，結構簡單，氣-液接觸面積，能夠實現反應物氣體和液體的高速對撞混合，強化反應物料間的相間混合，增強傳熱傳質效果。
[0010]2、本發明氣液反應器組，氣體和液體以逆向方式進料，兩者在反應器間逆向流動，增大物料間濃度梯度，提高物料的利用率，降低了物料的進料比。
【附圖說明】
[0011]圖1是氣液反應器結構示意圖；
圖2是氣液反應器組示意圖。
【具體實施方式】
[0012]為了加深對本發明的理解，下面將結合實施例和附圖對本發明作進一步詳述，該實施例僅用于解釋本發明，并不構成對本發明保護范圍的限定。
[0013]實施例1
參見圖1，一種氣液反應器，包括豎直管式反應器本體I，液體噴射管2和氣體噴射管3，豎直管式反應器本體上部設置氣體出口 4，底部設置液體出口 5，反應器本體中部固定設置環形催化劑層6，反應器本體內還包括通過多個彈簧支撐設置于催化劑層上方的環形鋼絲網7，所述的液體噴射管3從反應器本體I頂端向下穿過環形的鋼絲網7與催化層6伸入反應器本體下部，氣體噴射管3穿過反應器本體下部的側壁也伸入反應器本體下部，反應器本體下部的一段側壁向內凹陷形成喉管8，液體噴射管的出口端和氣體噴射管的出口端分別設置開口朝下的液體噴嘴9和開口朝上的氣體噴嘴10，且兩者相對設置在喉管8內上下。
[0014]為了氣液有更大的接觸面積，所述的液體噴射管穿過催化劑層這段管的軸向均布多個噴射孔11。
[0015]優選地，液體噴嘴9和氣體噴嘴10均為截頭圓錐形，兩個噴嘴與相應地噴射管相連的一端的直徑大于遠離噴射管一端的直徑。
[0016]氣體物料通過氣體噴射管3豎直朝上從氣體噴嘴10噴出，液體物料通過液體噴射管2豎直朝下從液體噴嘴9噴出，兩者高速對撞混合形成霧狀小粒子，霧狀小粒子向上進入反應器本體中部的催化劑層6進行反應后，在向上氣流的推動下，未完全反應的反應物與產物一起繼續向上運動，穿過鋼絲網7，由于鋼絲網依靠彈簧支撐設置于催化劑層上方，在氣流的沖擊下上下振動，除去未反應完的液體物料和生成的液相產物，其在自重的作用下，再次經過催化劑層繼續反應，生成的液相產物從液體出口 5出，生成的氣相產物從反應出P 4。
[0017]實施例2
如圖2所示，一種氣液反應器組，由3個權利要求所述的噴射反應器串聯而成，分別為第一反應器101，第二反應器102，第三反應器103，第一反應器101的氣體出口通過第一進氣管104與第二反應器102的氣體噴射管進口相連，第二反應器102的氣體出口通過第二進氣管105與第三反應器103的氣體噴射管進口相連；第三反應器103的液體出口通過第一進液管106與第二反應器的液體噴射管進口相連，第二反應器102的液體出口通過第二進液管107與第一反應器101的液體噴射管進口相連。
[0018]氣體物料經第一反應器101的氣體噴管連續噴入至第一反應器101下部，第一反應器101的氣相出口出來的物料經第一氣管104進入第二反應器的氣體噴管，連續噴入至第二反應器102下部，第二反應器102的氣相出口出來的物料經第二氣管105進入第三反應器的氣體噴管，連續續噴入至第三反應器103下部，氣相產物最終由第三反應器103的氣相出口出來；
液體物料經第三反應器103的液體噴管連續噴入至第三反應器103下部，第三反應器103的液相出口出來的物料經第一進液管106進入第二反應器102的液體噴管，連續噴入至第二反應器102下部，第二反應器102的液相出口出來的物料經第二進液管107進入第一反應器101的液體噴管，連續噴入至第一反應器101下部，液體產物最終將由第一反應器101的液相出口出來。
[0019]以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種氣液反應器，其特征在于，包括豎直管式反應器本體，液體噴射管和氣體噴射管，豎直管式反應器本體上部設置氣體出口，底部設置液體出口，反應器本體中部固定設置環形催化劑層，反應器本體內還包括通過多個彈簧支撐設置于催化劑層上方的環形鋼絲網，所述的液體噴射管從反應器本體頂端向下穿過環形的鋼絲網與催化層伸入反應器本體下部，氣體噴射管穿過反應器本體下部的側壁也伸入反應器本體下部，液體噴射管的出口端和氣體噴射管的出口端分別設置開口朝下的液體噴嘴和開口朝上的氣體噴嘴，且兩者相對設置。2.根據權利要求1所述的一種氣液反應器，其特征在于，所述的液體噴射管穿過催化劑層這段管的圓周均布多個噴射孔。3.根據權利要求1所述的一種氣液反應器，其特征在于，液體噴嘴和氣體噴嘴均為截頭圓錐形，兩個噴嘴與相應地噴射管相連的一端的直徑大于遠離噴射管一端的直徑。4.根據權利要求1所述的一種氣液反應器，其特征在于，反應器本體下部的一段側壁向內凹陷形成喉管，所述的液體噴嘴和氣體噴嘴相對設置在喉管內上下。5.一種氣液反應器組，其特征在于，由N+1個權利要求1-4任意權利要求所述的噴射反應器串聯而成，其中N ^ 1，分別為第一反應器，第二反應器，第三反應器……，第N-1反應器，第N反應器和第N+1反應器，第一反應器的氣體出口通過第一進氣管與第二反應器的氣體噴射管進口相連，第二反應器的氣體出口通過第二進氣管與第三反應器的氣體噴射管進口相連，依次類推其他反應器，直至第N+1反應器；第奸1反應器的液體出口通過第一進液管與第N反應器的液體噴射管進口相連，第N反應器的液體出口通過第二進液管與第N-1反應器的液體噴射管進口相連，依次類推其他反應器，直至第一反應器。
【專利摘要】本發明公開了一種氣液反應器，包括豎直管式反應器本體，液體噴射管和氣體噴射管，豎直管式反應器本體上部設置氣體出口，底部設置液體出口，反應器本體中部固定設置環形催化劑層，反應器本體內還包括通過多個彈簧支撐設置于催化劑層上方的環形鋼絲網，所述的液體噴射管從反應器本體頂端向下穿過環形的鋼絲網與催化層伸入反應器本體下部，氣體噴射管穿過反應器本體下部的側壁也伸入反應器本體下部，液體噴射管的出口端和氣體噴射管的出口端分別設置開口朝下的液體噴嘴和開口朝上的氣體噴嘴，且兩者相對設置；本發明結構簡單，氣-液接觸面積，能夠實現反應物氣體和液體的高速對撞混合，強化反應物料間的相間混合，增強傳熱傳質效果。
【IPC分類】B01J10/00
【公開號】CN105214578
【申請號】CN201510660783
【發明人】宋佳佳, 李政輝, 王克剛, 李 杰, 郝建祖
【申請人】南京化工特種設備檢驗檢測研究所
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年10月14日