專利名稱：氣液連續(xù)混合反應(yīng)及移熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種氣液連續(xù)混合反應(yīng)及移熱裝置，特別涉及氣液兩相反應(yīng)的化工生產(chǎn)或后處理設(shè)備。
背景技術(shù)：
許多的氣體吸收反應(yīng)都是放熱反應(yīng)，而且氣體吸收常需在較低的溫度下進(jìn)行。國內(nèi)企業(yè)通常采用填料吸收塔或板式塔，塔內(nèi)置設(shè)密集的冷卻管，不但制作成本高，維修難度大，而且氣液物料的混合不易均勻，吸收效果差，尾氣排放量大，單位時間產(chǎn)量低。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種氣液連續(xù)混合反應(yīng)及移熱裝置，將換熱與攪拌搭配，增加換熱面積和液體循環(huán)量，改善傳熱效果，提高產(chǎn)品收率和設(shè)備產(chǎn)量，能使氣液接觸良好、氣泡分布均勻、傳質(zhì)效率高，特別適用于氣液兩相反應(yīng)的化工生產(chǎn)，比如用水吸收二氧化氮制硝酸、用硝硫混酸吸收二氧化硫制亞硝酰硫酸等放熱反應(yīng)。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案是該裝置由反應(yīng)器和攪拌器組成，反應(yīng)器外筒體內(nèi)安裝導(dǎo)流筒，導(dǎo)流筒與反應(yīng)器外筒體的內(nèi)壁之間安裝列管式換熱器，反應(yīng)器外筒體上設(shè)氣體進(jìn)料口和液體進(jìn)料口，液體進(jìn)料口貫通導(dǎo)流筒內(nèi)，反應(yīng)器外筒體的中心安裝一根上部開有進(jìn)氣孔的空心攪拌軸，位于導(dǎo)流筒內(nèi)的攪拌軸上安裝攪拌葉。其中，導(dǎo)流筒的截面積與列管式換熱器列管總截面積的比例為1 :1 3。其中，導(dǎo)流筒內(nèi)設(shè)有防渦擋板，導(dǎo)流筒的上、下端面均突出列管式換熱器端板 10 200mm。其中，攪拌軸上安裝兩個攪拌葉，上部為渦輪式攪拌葉，下部為推進(jìn)式攪拌葉。其中，攪拌軸的進(jìn)氣孔位于液面以上形成空心進(jìn)氣通道，攪拌軸的空心進(jìn)氣通道延至渦輪式攪拌葉的葉片未端。其中，攪拌器的轉(zhuǎn)速為200 lOOOrpm。其中，換熱器上設(shè)換熱介質(zhì)進(jìn)口和換熱介質(zhì)出口，根據(jù)反應(yīng)情況不同通冷或熱介質(zhì)。工作時，液體在導(dǎo)流筒內(nèi)被渦輪式攪拌葉攪拌循環(huán)，氣體由進(jìn)氣孔自吸進(jìn)入液體內(nèi)參與反應(yīng)，同時推進(jìn)式攪拌葉使液體在導(dǎo)流筒和換熱器之間進(jìn)行快速循環(huán)換熱。本實(shí)用新型具有以下的優(yōu)點(diǎn)1、與氣體外循環(huán)或液體外循環(huán)技術(shù)相比，本實(shí)用新型節(jié)約了氣體或液體輸送設(shè)備及附件，相應(yīng)地節(jié)約投資和能源，及設(shè)備維護(hù)費(fèi)用。2、本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，特別適用于強(qiáng)放熱的氣液反應(yīng)，能使氣液接觸良好、氣泡分布均勻、界面更新快、傳質(zhì)效率高、反應(yīng)更加完全。3、換熱與攪拌搭配，增加了換熱面積、增大了液體循環(huán)量、改善了傳熱效果，從而顯著提高產(chǎn)品收率和設(shè)備產(chǎn)量，減少了對環(huán)境的污染。4、液體在導(dǎo)流筒內(nèi)被渦輪式攪拌葉攪拌循環(huán)，氣體由進(jìn)氣孔自吸進(jìn)入液體內(nèi)參與反應(yīng)，氣體被分割成很小直徑的氣泡溶在液體中，一方面有利于吸收反應(yīng)，另一方面也使液體的密度變小有利于循環(huán)。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1反應(yīng)器外筒體，2導(dǎo)流筒，3換熱器，4出料口，5換熱介質(zhì)進(jìn)口，6換熱介質(zhì)出口，7液體進(jìn)口，8氣體進(jìn)口，9渦輪式攪拌葉，10推進(jìn)式攪拌葉，11攪拌軸，12換熱器頂板，13進(jìn)氣孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案，而不能理解為這些實(shí)施例是對技術(shù)解決方案的限定，任何在本實(shí)用新型技術(shù)解決方案基礎(chǔ)上的變動仍然屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。如圖1所示，該裝置由反應(yīng)器和攪拌器組成，反應(yīng)器外筒體1內(nèi)安裝導(dǎo)流筒2，導(dǎo)流筒2與反應(yīng)器外筒體1的內(nèi)壁之間安裝列管式換熱器3，反應(yīng)器外筒體1上設(shè)氣體進(jìn)料口 8 和液體進(jìn)料口 7，液體進(jìn)料口 7貫通導(dǎo)流筒2內(nèi)，反應(yīng)器外筒體1的中心安裝一根上部開有進(jìn)氣孔13的空心攪拌軸11，位于導(dǎo)流筒2內(nèi)的攪拌軸上安裝攪拌葉。其中，導(dǎo)流筒2的截面積與列管式換熱器3列管總截面積的比例為1 :1 3。其中，導(dǎo)流筒2內(nèi)設(shè)有防渦擋板，導(dǎo)流筒2的上、下端面均突出列管式換熱器端板 12 夕卜 10 200mm。其中，攪拌軸11上安裝兩個攪拌葉，上部為渦輪式攪拌葉9，下部為推進(jìn)式攪拌葉 10。其中，攪拌軸11的進(jìn)氣孔13位于液面以上形成空心進(jìn)氣通道，攪拌軸的空心進(jìn)氣通道延至渦輪式攪拌葉9的葉片未端。其中，攪拌器的轉(zhuǎn)速為200 lOOOrpm。其中，換熱器3上設(shè)換熱介質(zhì)進(jìn)口 5和換熱介質(zhì)出口 6，根據(jù)反應(yīng)情況不同，通冷或熱介質(zhì)。工作時，液體在導(dǎo)流筒2內(nèi)被渦輪式攪拌葉9攪拌循環(huán)，氣體由進(jìn)氣孔13自吸進(jìn)入液體內(nèi)參與反應(yīng)，同時推進(jìn)式攪拌葉10使液體在導(dǎo)流筒2和換熱器3之間進(jìn)行快速循環(huán)換熱。實(shí)施例1 采用圖1所示的裝置，由兩臺串聯(lián)，從氣體進(jìn)口 8通入按規(guī)定比例的二氧化氮和氧氣，液體進(jìn)口 7按規(guī)定比例的量連續(xù)進(jìn)水，攪拌轉(zhuǎn)速為700rpm，維持壓力在 0. 9 1. 2MPa，溫度控制在35 45°C，反應(yīng)產(chǎn)物直接流入產(chǎn)品貯槽。結(jié)果表明產(chǎn)品硝酸濃度在58% 62%，尾氣內(nèi)氧化氮含量小于200mg/Nm3。實(shí)施例2 采用圖1所示裝置，由兩臺串聯(lián)，從氣體進(jìn)口 8通入按規(guī)定比例的二氧化氮和氧氣，液體進(jìn)口 7按規(guī)定比例的量連續(xù)進(jìn)水，攪拌轉(zhuǎn)速為700rpm，維持壓力在0. 04 0. IMPa，溫度控制在35 45°C，反應(yīng)產(chǎn)物直接流入產(chǎn)品貯槽。結(jié)果表明產(chǎn)品硝酸濃度在40% 45%，尾氣內(nèi)氧化氮含量小于650mg/Nm3。 實(shí)施例3 采用圖1所示裝置，由兩臺串聯(lián)，從氣體進(jìn)口 8通入二氧化硫，一定比例的硝硫混酸液體從液體進(jìn)口 7按規(guī)定比例的量連續(xù)進(jìn)入，攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm，維持壓力在 0. 04 0. IMPa，溫度控制在85 100°C，反應(yīng)產(chǎn)物直接流入產(chǎn)品貯槽。結(jié)果表明產(chǎn)品亞硝酰硫酸的濃度在40% 43%，尾氣內(nèi)二氧化硫含量小于960mg/Nm3。 實(shí)施例4:采用圖1所示裝置，由兩臺串聯(lián)，從氣體進(jìn)口 8通入二氧化硫，一定比例的硝硫混酸液體從液體進(jìn)口 7按規(guī)定比例的量連續(xù)進(jìn)入，攪拌轉(zhuǎn)速為500rpm，維持壓力在 0. 1 0. 3MPa，溫度控制在85 100°C，反應(yīng)產(chǎn)物直接流入產(chǎn)品貯槽。結(jié)果表明產(chǎn)品亞硝酰硫酸的濃度在55% 60%，尾氣內(nèi)二氧化硫含量小于960mg/Nm3。
權(quán)利要求1.氣液連續(xù)混合反應(yīng)及移熱裝置，其特征在于該裝置由反應(yīng)器和攪拌器組成，反應(yīng)器外筒體(1)內(nèi)安裝導(dǎo)流筒(2)，導(dǎo)流筒(2)與反應(yīng)器外筒體(1)的內(nèi)壁之間安裝列管式換熱器(3 )，反應(yīng)器外筒體(1)上設(shè)氣體進(jìn)料口( 8 )和液體進(jìn)料口( 7 )，液體進(jìn)料口( 7 )貫通導(dǎo)流筒(2)內(nèi)，反應(yīng)器外筒體(1)的中心安裝一根上部開有進(jìn)氣孔(13)的空心攪拌軸(11)，位于導(dǎo)流筒(2)內(nèi)的攪拌軸上安裝攪拌葉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液連續(xù)混合反應(yīng)及移熱裝置，其特征在于導(dǎo)流筒(2)的截面積與列管式換熱器(3)列管總截面積的比例為1 :1 3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液連續(xù)混合反應(yīng)及移熱裝置，其特征在于導(dǎo)流筒(2)內(nèi)設(shè)有防渦擋板，導(dǎo)流筒(2)的上、下端面均突出列管式換熱器端板(12) 10 200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣液連續(xù)混合反應(yīng)及移熱裝置，其特征在于攪拌軸(11)上安裝兩個攪拌葉，上部為渦輪式攪拌葉(9)，下部為推進(jìn)式攪拌葉(10)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了氣液連續(xù)混合反應(yīng)及移熱裝置，該裝置由反應(yīng)器和攪拌器組成，反應(yīng)器外筒體(1)內(nèi)安裝導(dǎo)流筒(2)，導(dǎo)流筒與反應(yīng)器內(nèi)壁之間安裝換熱器(3)，反應(yīng)器外筒體上設(shè)氣體進(jìn)料口(8)和液體進(jìn)料口(7)，液體進(jìn)料口(7)貫通導(dǎo)流筒(2)內(nèi)，反應(yīng)器外筒體(1)的中心安裝上部開有進(jìn)氣孔(13)的空心攪拌軸(11)，位于導(dǎo)流筒(2)內(nèi)的攪拌軸上安裝攪拌葉。本實(shí)用新型將換熱與攪拌搭配，增加了換熱面積和液體循環(huán)量，改善了傳熱效果，提高了產(chǎn)品收率和設(shè)備產(chǎn)量，適用于強(qiáng)放熱的氣液反應(yīng)，能使氣液接觸良好、氣泡分布均勻、傳質(zhì)效率高。
文檔編號B01J10/00GK202224154SQ201120309579
公開日2012年5月23日 申請日期2011年8月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月24日
發(fā)明者萬金方, 董云 申請人:江蘇淮河化工有限公司