[实用新型]一种强混合反应器

说明书

一种强混合反应器，涉及一种适用于液‑液、液‑固和气量较低的气‑液、气‑液‑固多相反应过程的强混合反应器。本发明的主要技术特征是：通过液体外循环携带能量，并通过文丘里混流喷嘴与内套筒联合使用的方式扩增流体内环流流量，实现反应器内各相的快速均匀强混合；通过耦合喷嘴和内套筒的流量放大效应，替代机械搅拌或气体携带能量，能很好的实现多相流体的强混合；反应器具有具有结构简单、各相混合均匀、颗粒均匀悬浮、反应器效率高，反应器内流体循环流量大的优点。该反应器通过简单的结构实现了多釜串连反应器的效果，在单一反应塔中实现多个反应步骤的连续化操作，相同反应转化率下降低了反应器的体积，提高了反应器效率。

技术领域

本实用新型涉及一种适用于液-液、液-固、气-液和气-液-固多相反应体系的反应器，尤其涉及一种多级强混合反应器。

背景技术

液-液、液-固、气-液和气-液-固多相反应体系广泛应用于化工、能源、环境、生化等领域。这些反应体系中搅拌釜反应器的应用最为灵活。搅拌釜采用外加机械搅拌，其液相湍动剧烈，具有较好的混合特性和相间传质速率；同时能较好保证固相催化剂颗粒的均匀悬浮，进而保证固体催化剂较高的利用率。但搅拌釜反应器有几个明显的缺点：1)釜内存在搅拌桨转动部件，对密封要求更加严格；2)搅拌桨减少了可安装换热构件的反应器体积；3)搅拌桨转动耗损较大功率，尤其是用于大规模过程问题更加突出。此外，精细化工反应体系的工艺流程长，不同步骤的操作条件和处理参数不同，通常需要多个搅拌釜间歇串联使用。但多釜串联的操作过程和反应器结构较复杂，过多搅拌釜串联也降低了厂区的空间利用率。

为了克服搅拌釜的上述缺点，一些气-液和气-液-固体系采用鼓泡床和气升式环流反应器。相较于搅拌釜，鼓泡床和气升式环流反应器无机械搅拌，具有反应器结构简单、易清洗维修、适用于大规模过程等优点。鼓泡床和气升式环流反应器通过气泡湍动，推动反应器中各相的循环流动，当气速过低时，气泡引起的液相湍动较小，液相混合能力较低；但当气速过大时，非均匀鼓泡区以及搅动湍动区出现，气泡聚并增强，大气泡形成，显著降低了气液传质能力。在一些气-液和气-液-固体系中，气体也作为反应物参与反应。当反应过程的气体需求量与鼓泡床和气升式环流反应器的操作气速相匹配时，能较好地发挥鼓泡床和气升式环流反应器的优势。对于液-液、液-固和反应气体需求量较低的气-液体系，可以通过引入惰性气体实现操作气速匹配，但引入惰性气体增加了工艺流程的复杂性，同时也要求反应器具有较好的气液分离能力。

专利CN107626268A公布的一种液液两相反应器和专利CN208679154U公布的一种连续化反应器配套使用的自动连续混合与液液分离装置，均利用在反应器中心轴设置的搅拌器混合物料；专利CN208661109U公布了一种文丘里喷射环流酯化反应器，其入口物料利用文丘里混流喷嘴促进混合，但反应器内的流体混合仍然依靠复杂的搅拌系统。这些专利都通过搅拌器进行物料混合，反应器结构较复杂。

综上所述，开发一种结构简单、反应效率高、适用于液-液、液-固和气量较低的气-液、气-液-固体系的新型反应器具有重要的工业应用价值。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于液-液、液-固和气量较低的气-液、气-液-固多相反应过程的强混合反应器。该反应器无搅拌桨转动部件，不需要依靠气体携带能量带动各相循环和混合，其结构简单、各相混合均匀、颗粒均匀悬浮、反应器效率高，反应器内流体循环流量大，能满足各相强混合的要求。

本发明的上述目的是通过如下技术方案实现的：一种强混合反应器，包括液体进口(1)，文丘里混流喷嘴(4)，内套筒(5)，液体出口(6)，反应器主体(8)，其中所述反应器主体(8)内同心安装所述内套筒(5)，所述内套筒底部布置有基板(2)和液体分布器(3)，所述液体分布器(3)上安装所述文丘里混流喷嘴(4)。