一种塔式空化撞击流反应器

1.本发明属于制药废水处理技术领域，具体涉及一种塔式空化撞击流反应器。


背景技术：

2.随着制药行业的繁荣与发展，制药工业已成为我国支柱产业之一，与此同时，制药废水因其大多都含有有毒物质，对水资源造成的危害更大。在水资源中经常检测到各种非甾体抗炎药化合物，包括布洛芬和酮洛芬等，此外，对乙酰氨基酚是另一种在水生环境中常见的药物。我国排放医药废水逐年增加，使降解难度越来越大。制药废水具有成分复杂、毒性强、可生化性差，处理难度极高等特点，导致这类废水较其它废水处理更加困难。
3.现有的塔式结构能量交换慢，分子运动慢，形成气体壁面短路和液层短路，导致反应效率低，且易发生fe、c堆积板结现象。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于提供一种塔式空化撞击流反应器，能够解决现有的塔式结构能量交换慢，分子运动慢，形成气体壁面短路和液层短路，导致反应效率低，且易发生fe、c堆积板结现象的问题。
5.为了解决上述问题，本发明提供了一种塔式空化撞击流反应器，包括塔筒、推力结构、防堵结构、进料结构和进气管；
6.塔筒内腔从上至下依次设置有沉降区、撞击区、填料传质区和气体分配区，其中，推力结构和进气管均设置在气体分配区内，防堵结构设置在填料传质区，进料结构设置在撞击区，用于传输液体和fe、c粉末到撞击区内；
7.塔筒的顶部设置有气体出口，塔筒内的气体经过沉降区通过气体出口排出，塔筒的底部设置有余料出口，用于排除余料；
8.推力结构包括受液板、导向件、弹性件和支撑结构，支撑结构与塔筒的内侧壁连接，且靠近余料出口，导向件的一端与受液板连接，导向件的另一端与支撑结构连接，弹性件套接在导向件上，以使进气管的气体进入塔筒内通过弹性件调节向上的气体流量，进气管位于受液板的上方；
9.防堵结构包括第一尖状筛板丝网、第二尖状筛板丝网和筛板丝网压紧板，第一尖状筛板丝网与塔筒的内侧壁连接，第一尖状筛板丝网上设置有fe、c球状填料，筛板丝网压紧板放置在fe、c球状填料上，第二尖状筛板丝网设置在筛板丝网压紧板上。
10.可选的，进料结构包括两个进料管、两个球阀、锥形fe、c加料仓和空化撞击流喷嘴，两个进料管设置在塔筒的两侧，且一端穿入到塔筒内腔，进料管的另一端用于排入液体，空化撞击流喷嘴与位于塔筒内腔的进料管相连通，位于塔筒外侧的进料管设置回形圆管，回形圆管上设置两个球阀和锥形fe、c加料仓，且两个球阀位于锥形fe、c加料仓的两侧。
11.可选的，进料管包括第一段、第二段和第三段，其中看，第一段和第二段位于塔筒的外侧，第三段位于塔筒的内侧，且第三段与空化撞击流喷嘴相连，第二段的直径小于第一
段的直径、第三段的直径以及回形圆管的直径，第一段和第二段连接回形圆管，且回形圆管的直径小于进料管的第一段直径和第三段直径。
12.可选的，防堵结构还包括多个支撑件和筛板丝网支撑板，多个支撑件均匀与塔筒的内侧壁连接，筛板丝网支撑板设置在支撑件上，第一尖状筛板丝网设置在筛板丝网支撑板上。
13.可选的，支撑结构包括圆盘和三个支撑脚，圆盘与三个支撑脚相连接，三个支撑脚与塔筒的内侧壁相连接，其中，相邻的支撑脚之间的角度为120
°
，导向件与圆盘连接。
14.可选的，圆盘上设置有圆孔，圆孔的中心线与塔筒的中心线重合，导向件穿过圆孔的一端设置有销钉孔，销钉孔内设置有销钉，弹性件位于圆盘和受液板之间。
15.可选的，进气管位于塔筒内的一端形状为锥形。
16.可选的，沉降区内设有丝网除沫器，用于分离气体和液体。
17.有益效果
18.本发明的实施例中所提供的一种塔式空化撞击流反应器，本发明通过进气管的气体经过受液板上的弹性件反弹后上升，经过第一尖状筛板丝网进入到填料传质区，将填料传质区内的fe、c球状填料吹起来，有效防止了fe、c堆积形成板结的问题，同时气体继续上升，经过第二尖状筛板丝网，将在撞击区内的fe、c粉末吹起来，有效防止了fe、c堆积形成板结的问题。
19.本发明优点：
20.1、推力结构的作用下，加快气体上升，进入填料传质区和沉降区，最终从塔筒顶部气体出口排出，当气体流量大时，弹性件缩短，受液板下降，反之上升，促使气体均匀的进入反应区，避免形成气体短路，同时也可通过调节气体流量，调节受液板与塔筒的锥形壁面的间隙，有效避免液层短路问题，控制介质排出塔筒；
21.2、通过防堵结构和进料结构，由于气体通过防堵结构，避免fe、c堆积，出现堵塞现象，同时气体进入到撞击区，与进料结构的进料进行反应，提高反应效率，且进料结构的管径不同，导致管径有压力差，加入的fe、c随物料进入进料管，形成的固液两相混合介质通过喷嘴进入反应器撞击区，达到良好的混合效果，促进能量交换，加快分子运动，提高反应效率。
附图说明
22.图1为本发明实施例的主视的结构示意图；
23.图2为本发明实施例的气体分配区圆盘俯视剖视结构示意图。
24.附图标记表示为：
25.1、塔筒；
26.2、推力结构；20、受液板；21、导向件；22、弹性件；23、支撑结构；230、圆盘；231、支撑脚；
27.3、防堵结构；30、第一尖状筛板丝网；31、第二尖状筛板丝网；32、筛板丝网压紧板；33、支撑件；34、筛板丝网支撑板；
28.4、进料结构；40、进料管；41、球阀；42、锥形fe、c加料仓；43、空化撞击流喷嘴；
29.5、进气管；6、沉降区；7、撞击区；8、填料传质区；9、气体分配区；10、气体出口；11、
余料出口；12、丝网除沫器。
具体实施方式
30.结合参见图1至图2所示，根据本发明的实施例，一种塔式空化撞击流反应器，请参照图1，包括塔筒1、推力结构2、防堵结构3、进料结构4和进气管5；塔筒1内腔从上至下依次设置有沉降区6、撞击区7、填料传质区8和气体分配区9，其中，推力结构2和进气管5均设置在气体分配区9内，防堵结构3设置在填料传质区8，进料结构4设置在撞击区7，用于传输液体和fe、c粉末到撞击区7内；塔筒1的顶部设置有气体出口10，塔筒1内的气体经过沉降区6通过气体出口10排出，塔筒1的底部设置有余料出口11，用于排除余料；推力结构2包括受液板20、导向件21、弹性件22和支撑结构23，支撑结构23与塔筒1的内侧壁连接，且靠近余料出口11，导向件21的一端与受液板20连接，导向件21的另一端与支撑结构23连接，弹性件22套接在导向件21上，以使进气管5的气体进入塔筒1内通过弹性件22调节向上的气体流量，进气管5位于受液板20的上方；防堵结构3包括第一尖状筛板丝网30、第二尖状筛板丝网31和筛板丝网压紧板32，第一尖状筛板丝网30与塔筒1的内侧壁连接，第一尖状筛板丝网30上设置有fe、c球状填料，筛板丝网压紧板32放置在fe、c球状填料上，第二尖状筛板丝网31设置在筛板丝网压紧板32上。通过防堵结构3避免fe、c球状填料堆积在第一尖状筛板丝网30以及第二尖状筛板丝网31上，避免发生堆积堵塞现象，同时便于下方的气体进入到撞击区7内。本发明通过进气管5的气体经过受液板20上的弹性件22反弹后上升，经过第一尖状筛板丝网30进入到填料传质区8，将填料传质区8内的fe、c球状填料吹起来，有效防止了fe、c堆积形成板结的问题，同时气体继续上升，经过第二尖状筛板丝网31，将在撞击区7内的fe、c粉末吹起来，有效防止了fe、c堆积形成板结的问题。同时在弹性件22的作用下，加快气体上升的速度，促进能量交换，增加分子动能，提高反应速率的同时，避免了形成气体壁面短路和液层短路，使反应更加均匀。同时降落下来的颗粒在气体的压力作用下向上运动，上升的气体和下降的液体在fe、c填料表面进行传质传热，提高反应的效率。
31.进一步的，塔筒1为反应器，即形状为圆柱形，竖直放置在反应的环境中。
32.进一步的，沉降区6用于分离反应后的气体和液体的，撞击区7是用于通过进料结构4传输的液体和fe、c粉末进行反应，填料传质区8是用于放置fe、c球状填料，加快反应的效率，气体分配区9是用于排入空气，空气从塔筒1的下方进行排入，通过推力结构2带动空气向上运动，即将排入的空气通过推力结构2加快空气上升的速度，不仅加快反应，同时避免fe、c堆积板结现象。
33.进一步的，通过反应后的气体和液体经过沉降区6内的丝网除沫器12将液体和气体分离，设置沉降区6的目的在于给固体沉降的时间和空间液体。在自重的作用下落到塔筒1的底部，通过余料出口11排出，气体经过丝网除沫器12通过气体出口10排出。其中，丝网除沫器12与塔筒1的内侧壁焊接连接或者是螺纹连接，具体的连接方式根据实际进行选择，起到固定牢固且分离的作用即可。
34.进一步的，受液板20的直径小于塔筒1内腔的直径，且塔筒1的下端形状为锥形，即推力结构2是位于锥形内腔，即受液板20越向下运动，即与塔筒1内侧壁之间的距离越近，有效避免液层短路问题，控制介质排出塔筒1。
35.进一步的，受液板20、导向件21以及支撑结构23的中心线与塔筒1的中心线是相互
重合的，其中，弹性件22为弹簧，具体弹簧的型号和弹力大小根据实际进行选择，本发明不做进一步的限定。导向件21为导向杆，即位于竖直方向，对受液板20起到导向的作用。
36.进一步的，气体通过进气管5后向下运动遇到受液板20后反弹向上升，进入填料传质区8和沉降区6，最终从塔筒1顶部气体出口10排出，当气体流量大时，弹性件22缩短，受液板20下降，反之上升，促使气体均匀的进入反应区，避免形成气体短路，同时也可通过调节气体流量，调节受液板20与塔筒1的下端锥形壁面的间隙，有效避免液层短路问题，控制介质排出塔筒1。
37.进一步的，同时进气管5位于塔筒1内腔的一端的形状为锥形，加大空气进入到塔筒1的面积，同时加快空气的进入。进料管5位于塔筒1外端的一端与空气连通，或者是与加气装置连通，便于排入空气。
38.进一步的，第一尖状筛板丝网30和第二尖状筛板丝网31的形状大小均相同，且大小与塔筒1的内侧壁尺寸相同，便于对塔筒1内部的气体流通，同时避免阻塞，气体吹动fe、c。其中，筛板丝网压紧板32的作用是靠自身的重力对fe、c球状填料进行压紧，同时也对第一尖状筛板丝网30进行压紧，第二尖状筛板丝网31与筛板丝网压紧板32之间可以是螺纹连接也可以是焊接，或者是放置在上面也是可以的，具体根据实际的使用进行选择具体的连接方式。
39.进料结构4包括两个进料管40、两个球阀41、锥形fe、c加料仓42和空化撞击流喷嘴43，两个进料管40设置在塔筒1的两侧，且一端穿入到塔筒1内腔，进料管40的另一端用于排入空气，空化撞击流喷嘴43与位于塔筒1内腔的进料管40相连通，位于塔筒1外侧的进料管40设置回形圆管，回形圆管上设置两个球阀41和锥形fe、c加料仓42，且两个球阀41位于锥形fe、c加料仓42的两侧。本发明通过在锥形fe、c加料仓42进加入fe、c粉末，打开球阀41，通过回形圆管，fe、c粉末进入到进料管40内腔，同时进料管40中进入空气，形成的固液两相混合介质通过空化撞击流喷嘴43进入塔筒1撞击区7，达到良好的混合效果，使反应充分进行。
40.进一步的，两个进料管40位于塔筒1的两侧，且每个进料管40上均安装球阀41、锥形fe、c加料仓42、回形圆管和空化撞击流喷嘴43。且通过两侧的空化撞击流喷嘴43喷出液体和fe、c粉末混合料，加快反应。
41.进一步的，两个球阀41的型号和流量根据实际使用进行选择，且两个球阀41是安装在回形圆管上，回形圆管的两端均与进料管40连通，锥形fe、c加料仓42是安装在回形圆管上，但是位于两个球阀41中部，提高进料的效率，使其充分反应。
42.进一步的，进料管40位于塔筒1外侧的一端与加液体的装置连通，实现通过进料管40进入液体即可。
43.进料管40包括第一段、第二段和第三段，其中，第一段和第二段位于塔筒1的外侧，第三段位于塔筒1的内侧，且第三段与空化撞击流喷嘴43相连，第二段的直径小于第一段的直径、第三段的直径以及回形圆管的直径，第一段和第二段连接回形圆管，且回形圆管的直径小于进料管40的第一段直径和第三段直径。本发明中的进料管40的直径不同，以及回形原管道直径与进料管40直径不同，进而实现在进料的时候，管内有压力差，能达到良好的混合效果，使反应充分进行。
44.进一步的，进料管40第一段是与加液体装置连通，且与回形圆管的一端连通，第二段的直径是小于第一段直径和第三段直径，即进料管40整体为渐缩渐扩的形状。其中，回形
圆管的另一端与第二段连通，第三段位于塔筒1的内腔，与空化撞击流喷嘴43连通。
45.进一步的，锥形fe、c加料仓42上设置有手孔，便于加料，从手孔处加入fe、c前，打开两侧球阀41，处于渐缩段的小直径圆管处流速大、压力小，当通入物料时，由于回形圆管小直径的两端有压力差，加入的fe、c随物料进入进料管40，形成的固液两相混合介质通过空化撞击流喷嘴43进入塔筒1的撞击区7，达到良好的混合效果，使反应充分进行。
46.防堵结构3还包括多个支撑件33和筛板丝网支撑板34，多个支撑件33均匀与塔筒1的内侧壁连接，筛板丝网支撑板34设置在支撑件33上，第一尖状筛板丝网30设置在筛板丝网支撑板34上。本发明通过支撑件33实现对第一尖状筛板丝网30进行支撑和固定，起到支撑稳固的作用。
47.进一步的，支撑件33为l形的角板，通过焊接与塔筒1的内侧壁进行连接，其中支撑件33的数量根据实际进行选择，起到很好的支撑和固定作用即可。
48.进一步的，将筛板丝网支撑板34放置在支撑件33上，结构简单，便于安装，同时起到固定第一尖状筛板丝网30的作用。
49.进一步的，第一尖状筛板丝网30和第二尖状筛板丝网31的型号和筛板上的孔大小根据实际使用进行选择。起到很好的放置阻塞作用即可，避免fe、c堆积板结现象。
50.请参照图2，支撑结构23包括圆盘230和三个支撑脚231，圆盘230与三个支撑脚231相连接，三个支撑脚231与塔筒1的内侧壁相连接，其中，相邻的支撑脚231之间的角度为120
°
，导向件21与圆盘230连接。本发明通过支撑结构23对受液板20进行支撑，起到支撑稳固的作用。
51.进一步的，圆盘230的尺寸小于受液板20的尺寸，圆盘230起到支撑和安装弹性件22的作用。其中，圆盘上的圆孔的直径与导向件21的外直径相同，且中心线均重合。
52.进一步的，三个支撑脚231与塔筒1的锥形内侧壁焊接连接，相邻的支撑脚231之间的角度为120
°
，起到支撑稳固的作用。
53.进一步的，导向件21上设置销钉孔，且设置销钉，是避免导向件21与圆盘230脱离，同时将弹性件22套接在导向件21上，弹性件22位于圆盘230与受液板20之间。
54.本发明工作时，气体经过受液板20反弹上升通过筛板丝网支撑板34上的第一尖状筛板丝网30进入填料传质区8，第一尖状筛板丝网30和第二尖状筛板丝网31上沉积的fe、c被气体吹起来，有效防止fe、c堆积形成板结，同时降落下来的颗粒在气体压力作用下向上运动，上升的气体和下降的液体在fe、c填料表面进行传质传热。促进能量交换，增加分子动能，提高反应速率的同时，避免了形成气体壁面短路和液层短路，使反应更加均匀。
55.本领域的技术人员容易理解的是，在不冲突的前提下，上述各有利方式可以自由地组合、叠加。