[实用新型]一种内换热式鼓泡塔反应器

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种内换热式鼓泡塔反应器，尤其是涉及一种新型高效内换热式鼓泡塔反应器。

背景技术

鼓泡塔是在塔体下部装上分布器，将气体分散在液体中进行传质、传热的一种塔式反应器。最适用于缓慢化学反应系统或伴有大量热效应的的反应系统。此种反应器形式明显的缺点是：液相有较大的返混；气相有较大的压降。热效应较大时，可在塔内或塔外设置热交换单元。其中，在塔内设置换热单元能够更直接和有效的控制反应，并且操作上也更简便。目前，塔内换热元件主要有蛇管和列管，管内通过冷却或加热介质，对反应系统进行冷却或给热，此种方法虽然有一定的便捷性，但是换热效率不是很高。此外，对于气液反应来说，气泡的大小直接关系到气液传质面积，在同样的空塔气速下，气泡越小，说明分散越好，气液相接触面积就越大，反应进行得就越彻底；改善气泡大小跟流体分布有关，流体分布跟塔内件有很大关系，对于有内换热元件的反应器形式来说，除了气体分布器，还跟换热内件的结构有很大的关系。

为了进一步加强换热，一般使流体在湍流情况下进行，此时若增大表观气速会加快大气泡生成的速率，导致气含率的增长变缓。为了解决这一问题，一般考虑在鼓泡塔中加入一些横向构件，起到破碎气泡和加强湍动的作用，从而有效地加强气液的传热。有关文献研究了用针翅管代替光管，针翅管是针形翅片垂直固定在列管外壁，针翅不仅能加快流体湍动，同时能够改善流体分布，破碎大气泡；但是此种形式在实际应用中，易造成气体短路，不利于工业放大。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种结构调整灵活、换热效率高、成本低、清洗方便的内换热式鼓泡塔反应器。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：一种内换热式鼓泡塔反应器，其特征在于，该反应器包括鼓泡塔、气体分布器和内换热元件，所述的气体分布器设置在鼓泡塔底部，所述的内换热元件设置在鼓泡塔内浸没在反应物料之间；所述内换热元件包括枕式传热板对和流体分配管，所述的枕式传热板对是由两块金属板通过多点焊接形成可供换热介质进行换热的板程腔体的部件，其两端设有通口分别连接流体分配管。

所述的内换热元件是由多对枕式传热板对呈圆柱形排布组成，各枕式传热板对之间通过板对定距件定位，整个内换热元件的直径与鼓泡塔内径相当，与塔体焊接固定，浸没在整个反应系统中。可以根据鼓泡塔的大小灵活选择不同的径向板对长度的枕式传热板对进行排布，并调整各枕式传热板间的间距，板对间距和触点密度根据换热要求和允许压降值进行调整。

所述的枕式传热板对由两个金属板片通过多点焊接冲压后成型，四周滚边焊密封，仅在两端各留一通口。

所述的流体分配管包括分配总管和分配支管，所述的分配支管分别连接各枕式传热板对两端的通口，然后连接呈圆盘状的分配总管，分配总管连接换热介质出入口。

所述的枕式传热板对上均匀设置了多个焊接触点，多个焊接触点交错设置，触点密度为200～5000个/m²，触点间距为20～100mm。

所述的鼓泡塔包括筒体以及设置在筒体上的反应液入口，反应液出口，反应气入口，反应气出口，换热流体入口，换热流体出口。

所述的反应气入口设置在筒体底部，经过气体分布器向上流动，逆流换热时反应液入口设置在筒体上部，顺流换热时反应液入口设置在筒体下部。

所述的气体分布器型式为多孔板、喷嘴或多孔管。

本实用新型鼓泡塔反应器在两侧同时加强的换热。冷却或给热介质走换热元件板程腔体，通过触点连接处和凹凸的板程腔体表面，加强了流体扰动使其处于湍流，强化了移热或给热效率；反应物系相当于处于换热元件的壳程腔体(相邻枕式传热板对之间的腔体为壳程腔体)，同样由于板对间的凹凸表面，加强了流体扰动，强化了换热。

另一方面，气体通过气体分布器进入反应系统后，由于换热元件表面的不平整性，能在一定程度上使大气泡破碎，由此增加了气液相接触表面积，同时强化了反应过程和换热过程。

在总体结构上，由于枕式传热板对将整个反应系统空间均匀分隔成若干个通道，起到了有效的导流作用，使得流体均匀分布在整个空间中；此外，反应系统空间的分隔也很大程度减少了液体物料的返混，大大提高了反应结果的选择性。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

一、在合理的结构形式下强化了换热；