[发明专利]一种撞击流反应器

说明书

技术领域

     本发明涉及一种化工生产领域中的反应器，特别涉及一种撞击流反应器。

背景技术

化学反应过程是化工生产的核心与关键，对大多数液相反应过程而言，反应(器)装置传质及混合效果对反应质量及效率影响重大。目前反应器中使用最多的是搅拌槽反应器（Stirred Tank Reactor，简称STR），但STR混合效果对于快速反应过程而言并不理想，某些情况下甚至对反应质量及效率产生不利影响。因此，研究开发新型高效混合反应器成为当前化工领域强化快速反应过程亟待解决的问题，许多撞击流反应器专利由此应运而生，它的主要特征是通过两股相向流体的高速撞击达到强化传质等目的，经过多年研究，撞击流表现出良好的混合特性，尤其是能够显著强化微观混合。然而在众多撞击流反应器专利中，如专利“一种用于液相反应的撞击流反应器”（专利号：CN200510045866.5）通过泵的作用，给液体一定的速度，使其相向撞击，另一专利“无旋立式循环撞击流反应器”（专利号：CN200720083472.3）通过导流筒内螺旋桨作用，促使流体相向撞击，两者都能达到强化混合的目的，但由于流团总是倾向于随流线运动，处于被分割的流团间相互接触很困难，而上述专利都只注重两流体相向撞击，除此之外，很少涉及流体团的运动方式和撞击区之外的流场混合情况，因此撞击区的强化混合具有一定的限度，而且除了撞击区之外的强化混合，其它区域混合较弱。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中存在的不足提供一种不仅能强化撞击流的撞击过程，而且能强化撞击区之外的流场混合的撞击流反应器。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种撞击流反应器，在所述反应器上设有进料口和卸料口，在反应器内设置有两个导流筒，在导流筒的出口之间形成流体撞击区域，在各导流筒中对应设有螺旋桨，所述螺旋桨的螺旋方向相反，分别用于推动流体从进料口经导流筒向流体撞击区域流动，其特征在于在各导流筒内壁上设有螺旋式导流片。

按上述技术方案，各螺旋式导流片的螺旋方向与其对应的螺旋桨的螺旋方向相同。

按上述技术方案，两导流筒内的螺旋式导流片的出口呈错位分布。

按上述技术方案，两螺旋式导流片的出口位置为135°~225°。

按上述技术方案，所述反应器为立式反应器，两导流筒垂直同轴的安设在反应器内，所述两螺旋桨同轴的安设在对应的导流筒内。

按上述技术方案，所述反应器为卧式反应器，两导流筒左、右对称同轴的安设在反应器内，所述两螺旋桨安设在对应的导流筒内。

按上述技术方案，所述螺旋桨的桨叶倾角15°~60°。

按上述技术方案，所述螺旋式导流片的厚度为导流筒内径的1/12~1/10。

按上述技术方案，所述螺旋式导流片的螺距为导流筒内径的1/3~1。

本发明所取得的有益效果为：

1、该反应器是通过在导流筒内壁上设置螺旋式导流片，使导流筒内的流体流动伴随着强烈的旋转、湍流和螺旋流的相互作用，使湍动强度大大增加，紧接着在撞击区域上相互撞击，从而进一步强化撞击过程，获得更高的强化混合效果，并且旋转的流体能带动导流筒进、出口周围的流体相互混合，其卷吸能力、掺混作用比无旋流大，使混合流场范围扩大，同时导流筒内部由于螺旋式导流片的设置出现了流线弯曲及流动斜交，提高了流场的各向异性，使流场中速度分层明显，增大速度梯度，从而强化了撞击区之外的流场混合；

2、本发明既保留了强烈的微观混合和液体连续循环流动，又强化了撞击过程和撞击区域之外的混合，使反应器内的流体达到均匀混合的时间缩短，大幅度提高生产效率，能获得良好的经济性能。

附图说明

图1是立式结构的撞击流反应器的结构示意图。

图2是图1的A-A向剖视图。

图3是图1的B局部放大图。

图4是螺旋桨桨叶的倾角示意图。

图5是导流筒的结构示意图。

图6是螺旋式导流片的结构示意图。

图7是螺旋式导流片的出口位置错位示意图。

图8是立式结构的撞击流反应器的立体结构示意图。

图9是卧式结构的撞击流反应器的结构示意图。

图10是卧式结构的撞击流反应器的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1：