[实用新型]一种超重力膜反应器

说明书

本实用新型涉及一种超重力膜反应器，包括：壳体(3)、设置于壳体(3)内的至少一套转子系统和液体喷淋装置，其中所述的壳体(3)上设置气体进口(1)和液体进口(2)、壳体(3)上部设置气体出口(7)、壳体底部设置液体出口(12)，所述的转子系统由负载有催化剂材料及膜材料的转子和动力设备组成，所述的液体喷淋装置包括依次连通的液体进口、进料管和喷淋管。本实用新型的反应器适用于气液两相或多相反应，在超重力环境中反应物流的传质和传热得到强化，能够有效的提高传质和反应速率。

技术领域

本实用新型涉及一种强化气液传质、传热和反应过程的设备，更具体地，涉及一种超重力膜反应器。

背景技术

气液固三相反应广泛应用于炼油、制药、化肥、环保、食品等领域中，由于反应的实际速率受到传质和传热的影响，因此在反应器的具体设计中，气液的流动和分布状况，是影响到反应效果的关键因素。在超重力情况下，液体受到巨大剪切力，被撕裂成纳米级的膜、丝和滴，增大了不同相间接触面积，微观混合和传质过程得到了极大强化，因此提高了传质速率，从而能够显著的改变受传质速率限制的化学反应。膜分离技术是是通过膜的选择性实现不同组分分离的技术。膜分离技术最核心的作用是分离，同时膜分离技术还附带有浓缩、纯化和精制的功能，具有分子级过滤、高效、节能、环保和易于放大等特点，因而被广泛的应用于能源、石油、环保、化工、冶金和水处理等领域中。

超重力技术已经成功的应用于石油炼制过程中的油品脱硫、脱蜡、脱硫醇等反应中，同时超重力技术还成功的用于纳米材料的制备中，CN101423239A公开了一种通过超重力技术进行粒径分布可控的纳米硫酸钡制备。在超重力反应器中，尽管传质、混合、传质和反应速率都得到了强化和提高，但由于液体停留时间的较短，使得最终多相流的强化效果并没有实现最初的预测效果。

CN1895766A公开了一种利用超重力技术进行烃类加氢的方法，将催化剂材料负载在转子上，通过转子的径向厚度和转速调整物料在催化剂床层的停留时间，从而控制加氢的选择性，该方法不同于传统选择加氢工艺。

CN1507940A公开了一种催化反应方法，使催化反应在超重力场中进行，利用旋转床超重力装置作为反应器，在转子上固定有多孔催化剂层和/或多孔填料层，所述的催化反应为均相或多相反应，该方法克服常重力场中催化反应催在的缺点，达到减少催化剂用量，提高催化剂选择性，可减少副产物生成，减少设备体积，降低能耗。

CN 102872788 A公开了一种超重力多功能反应器，通过设计特殊的转子和液体分布器，实现换热、反应和蒸馏集成在一个旋转床内完成，极大改善了反应器在化学反应领域的应用。

上述现有技术中仍存在下列问题：若多股液体物料进入反应器时，物料间溶解性较差，那么在超重力反应器中就会存在混合不均的问题，从而使得反应的转化率不理想；在调整物料在反应器内的停留时间时，如果单纯的通过调节转速，那么将会导致离心力的降低，从而使得混合、传质或传热的效果变差；如果通过调节催化剂的厚度进行调控停留时间，则超重力反应器的工程成本及使用范围会受到限制。

实用新型内容

本实用新型的目的是解决现有技术中存在的多股液体物料参与的反应在反应器内混合不均问题，提供一种超重力膜反应器，保证多种液体和气体多相流之间的混合、传质、传热和反应能够良好的效果。

本实用新型的一种超重力膜反应器，包括：壳体3、设置于壳体3内的至少一套转子系统和液体喷淋装置，其中所述的壳体3上设置气体进口1和液体进口2、壳体3上部设置气体出口7、壳体底部设置液体出口12，所述的转子系统由负载有催化剂材料及膜材料的转子和动力设备组成，所述的液体喷淋装置包括依次连通的液体进口、进料管和喷淋管。

本实用新型提供的超重力反应器中，所述的动力设备包括依次装配连接的电机、减速器转轴组成。其中，所述的转轴与转子的中心部分固定。

本实用新型提供的超重力膜反应器的有益效果为：