[发明专利]叶轮、多相流反应器及多相流连续反应系统

说明书

技术领域

本发明涉及化工反应器技术领域，具体涉及一种叶轮、多相流反应器及多相流连续反应系统。

背景技术

在化工生产中，经常会遇到气、液、固三相都存在的情形。传统的气液固三相反应器有浆态搅拌釜式反应器、喷射循环反应器、浆态鼓泡床反应器、三相流化床反应器、填充式鼓泡床反应器和滴流床反应器。其中，浆态搅拌釜式反应器利用一个或多个旋转搅拌桨实现气液固相的有效接触。通常它使用的催化剂粒度远远小于滴流床反应器。通过改变搅拌器类型和转速，浆态搅拌釜式反应器的设计难度非常大，同时由于催化剂用量及搅拌机械、密封等难题，很大程度上限制了其应用。喷射循环反应器主要利用一个喷嘴和扩散器，实现气液固三相接触。此类反应器主要适用于快速反应、低催化剂用量的工况，这限制了其应用。浆态鼓泡床反应器和三相流化床反应器可用于处理催化剂用量较高的工况。但反应器内返混现象十分严重，导致较低的转化率和较高的副产物选择性，浆态反应器的催化剂选择性也存在一定局限。对于催化剂用量较高的慢速反应，必须选择填充式鼓泡床反应器和滴流床反应器。与滴流床反应器相比，填充式鼓泡床反应器的床层压降较高，返混现象更为严重。虽然相比其他几种反应器，滴流床反应器的优势较多，但滴流床反应器内的径向温度梯度较大，这是大规模反应器内强放热反应过程的最大挑战。由此可见，现有的各种反应器适用范围都有局限，根据不同的工况条件，企业需要选择不同类型的反应器，这无疑会增加设备投入及生产线建设成本。

同时，化工生产中通常采用空压机、压力容器、释放器、控制系统或离心泵进行介质输送。如离心泵，其典型应用是输送液体，然而在实际应用场合下，这种仅输送纯液体的理想状态并不常见，例如，由于吸入侧的安装问题而导致空气吸入泵内，在开式系统中液体的液位高度太低也会导致空气吸入泵内；另一方面，在流程工业中，工艺要求气液处于临界状态，往往需要输送含有未溶解的气体或蒸汽的液体，因此在许多实际工程应用中，输送多相共存介质非常常见，如溶气液体、液气混合和喷气液体都要能够既稳定而又可靠地输送。

而与输送液体相比，泵在输送气液多相流时性能下降，这主要是气泡在叶轮内滞留造成的，因为滞留气泡减少了流道断面面积，使液流的相对速度增加，从而增加了流动损失，导致泵的损坏或运行不稳定，当含气量增加时，叶轮中间的气泡越来越多，最终阻碍液体的吸入并导致出口波动，因此通用的离心泵无法满足在这类工况条件下的稳定运行，其它形式的容器均存在此方面的问题。

在现有技术中，反应器与泵的功能各有不同，并且在不同的工况条件下，反应器与泵的适用范围也受到影响，给生产带来诸多难题。现有技术中还没有一种将反应器与泵的功能结合，适用于气液固三相混合、反应及流体输送，并且应用范围较广的化工生产设备。

发明内容

本发明的第一目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种适用于气液固三相混合、反应及流体输送的叶轮。

本发明的第一目的是通过以下技术方案实现的：一种叶轮，包括圆形的底板、成型于底板中心的芯轴座、成型于芯轴座中部的轴孔及与底板连为一体的若干个叶片，叶片以芯轴座为中心呈渐开线状均匀分布于所述底板的前端面上，所述底板于相邻的两个所述叶片之间设置有通孔。

所述底板于每两个相邻的所述叶片之间均设置有多个通孔，从所述芯轴座处到所述底板的外缘，每两个相邻叶片间的这些通孔的孔径逐渐增大。

每个所述叶片均从所述芯轴座处弯曲延伸至所述底板的边缘处。

每个所述叶片均从所述芯轴座处弯曲延伸至所述底板的边缘外侧。

本发明的第二目的是为了克服现有技术存在的不足，提供一种适用于气液固三相混合、反应及流体输送，工作稳定，并且应用范围较广的多相流反应器。

本发明的第二目的是通过以下技术方案实现的：一种多相流反应器，包括壳体、电机、贯穿于壳体内的通过联轴器与电机的动力输出端连接的轴及位于壳体内的并连接于轴上的叶轮，所述壳体的前端中部设置有介质入口，所述壳体的后端侧面设置有介质出口，所述壳体内设置有连通所述介质入口与所述介质出口的介质流道。