专利名称：波纹壁振荡流管式反应器的制作方法
技术领域：
本发明涉及反应器，尤其涉及一种波纹壁振荡流管式反应器。
背景技术：
振荡流反应器是一种有着广泛工业应用前景的新型化工设备，具有优良的传递特性，在很多情况下能提供比搅拌釜式反应器和普通管式反应器更佳的反应性能。目前已经有研究和应用报道的振荡流管式反应器多为挡板型管式反应器，通过在管内设置沿流动方向周期性排列的挡板，使流动通道的横截面积发生空间周期性改变，将管内空间分隔成串联的多腔室结构。反应器工作时，振荡发生机构在反应管内部的流体中产生的振荡运动与挡板相互作用，在腔室内生成位置和尺寸不断变化的旋涡。漩涡流动在腔室中提供良好的径向混合，即使在平均流速很低情况下，也能使反应流体的停留时间趋向更均匀的分布，从而获得优良的反应器性能。
挡板型管式振荡流反应器的挡板引起反应器流道截面的突变，因而在挡板边沿处形成高剪切速率区域，对于反应流体中含有高分子量的长链聚合物的体系，易于造成聚合物分子的机械降解，导致平均分子量降低和分子量分布变宽，这对于以高分子量和窄分子量分布为目标的生产过程是十分不利的。对于含有机械强度不太高的固体悬浮颗粒的体系，上述局部高剪切速率也易引起固体颗粒的破碎，这对于要求保持固体颗粒尺寸稳定的应用(如某些悬浮固体催化反应过程和絮凝过程)也是十分不利的。因此能够克服上述缺点的振荡流反应器将具有其独特的应用价值。
发明内容
本发明的目的是提供一种波纹壁振荡流管式反应器。
它由依次相连接的振荡发生机构、进口段、反应管、出口段组成，在进口段上设有进料口，在出口段上设有出料口，反应管由垂直安置的波纹壁管构成，管内空间呈现多球形腔室结构。
所述的球形腔室内径与腔室间连接通道内径之比为3～1.2∶1。反应管外设有换热夹套。反应管为多根。多根反应管为串联或并联本发明的有益效果有效地改善停留时间分布，强化反应器内部的传递过程，并保持固体粒子均匀地悬浮于反应流体中。能避免了出现局部高剪切速率区域，不易发生高分子量聚合物的剪切降解和固体颗粒的机械破碎。当垂直安装时，波纹壁反应器内部不存在水平表面，不易发生固体颗粒的局部堆积，能够在流体固含量较高的情况下长期稳定操作。
图1是波纹壁振荡流反应器的总体结构示意图；图2是反应管段的波纹壁结构示意中振荡发生机构1、进口段2、换热夹套3、反应管4、温度传感器5、连接弯管6、出口段7、出料口8、夹套进出口9、进料口10。
具体实施例方式
如图所示，波纹壁振荡流管式反应器由依次相连接的振荡发生机构1、进口段2、反应管4、出口段7组成，在进口段2上设有进料口10，在出口段7上设有出料口8，反应管4由垂直安置的波纹壁管构成，管内空间呈现多球形腔室结构。
所述的球形腔室内径与腔室间连接通道内径之比为3～1.2∶1。反应管4外设有换热夹套3。反应管4为多根。多根反应管4为串联或并联本发明所述的波纹壁管的内径沿中心轴方向呈有序的周期性变化，使管内空间呈现多球形腔室结构。反应管波纹壁外可具有换热夹套，提供反应管内部所需的温度条件。反应器的进料端设置有振荡发生机构，在反应管内部的流体中产生一个叠加在平均流速上的往复振荡运动。波纹壁振荡流反应器的结构参见附图1至附图2。
反应器工作时，反应流体流经反应管内部，振荡发生机构在流体中产生的振荡运动与波纹壁面结构相互作用，在腔室空间内生成位置和尺寸不断变化的旋涡。漩涡流动在腔室中提供良好的径向混合，即使在平均流速很低情况下，也能有效地改善停留时间分布，使反应器的流动模式趋近于平推流反应器。漩涡运动引起的强烈湍动还能强化反应器内部的传递过程，并保持固体粒子均匀地悬浮于反应流体中。振荡流场的以上特征能为固-液悬浮体系提供有利的反应环境，从而获得优良的反应器性能。
反应器内部不存在流道截面的突变，从而避免了出现局部高剪切速率区域，不易发生高分子量聚合物的剪切降解和固体颗粒的机械破碎。波纹壁振荡流反应器的这一特点使其有利于应用到聚合反应过程，获得高分子量的聚合物产品。
当垂直安装时，波纹壁反应器内部不存在水平表面，不易发生固体颗粒的局部堆积，能够在流体固含量较高的情况下长期稳定操作。
权利要求
1.一种波纹壁振荡流管式反应器，其特征在于它由依次相连接的振荡发生机构(1)、进口段(2)、反应管(4)、出口段(7)组成，在进口段(2)上设有进料口(10)，在出口段(7)上设有出料口(8)，反应管(4)由波纹壁管构成，管内空间呈现多球形腔室结构。
2.根据权利要求1所述的一种波纹壁振荡流管式反应器，其特征在于所述的球形腔室内径与腔室间连接通道内径之比为3～1.2∶1。
3.根据权利要求1所述的一种波纹壁振荡流管式反应器，其特征在于所述的反应管(4)外设有换热夹套(3)。
4.根据权利要求1所述的一种波纹壁振荡流管式反应器，其特征在于所述的反应管(4)为多根。
5.根据权利要求1或4所述的一种波纹壁振荡流管式反应器，其特征在于所述的多根反应管(4)为串联或并联。
6.根据权利要求1或4所述的一种波纹壁振荡流管式反应器，其特征在于所述的反应管(4)为垂直安装。
全文摘要
本发明公开了一种波纹壁振荡流管式反应器。它由依次相连接的振荡发生机构、进口段、反应管、出口段组成，在进口段上设有进料口，在出口段上设有出料口，反应管由波纹壁管构成，管内空间呈现多球形腔室结构。本发明的有益效果有效地改善停留时间分布，强化反应器内部的传递过程，并保持固体粒子均匀地悬浮于反应流体中。能避免了出现局部高剪切速率区域，不易发生高分子量聚合物的剪切降解和固体颗粒的机械破碎。当反应管垂直安装时，波纹壁反应器内部不存在水平表面，不易发生固体颗粒的局部堆积，能够在流体固含量较高的情况下长期稳定操作。
文档编号B01J8/20GK1958144SQ20061005369
公开日2007年5月9日 申请日期2006年9月29日 优先权日2006年9月29日
发明者吴嘉, 袁灿盛, 胡晓萍, 李正辉 申请人:浙江大学