专利名称：一种多相环流反应器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多相环流反应器，尤其是一种处理固体物料的环流反应器。
现有的带有中心管的内环流反应器，其反应器的器底有平底、60度锥底、90度锥底、椭球面封头等多种形状，不能保证底面各处有均匀的搅拌强度。因此，固体颗粒易在搅拌较弱的地方沉积，产生结疤、结垢等现象，使反应器操作逐渐恶化，最后必须停车检修。按中心管内的液固或气液固混合物的流动方向，环流反应器的操作可分为上流式及下流式两种。所谓上流式操作，即在中心管内引入气提用的气体，或用机械搅拌，使流体在中心管内向上流动，相应地在中心管外则向下流动。所谓下流式操作，即在中心管外引入气提用的气体，或用机械搅拌，使流体在中心管内向下流动，相应地在中心管外则向上流动。上流式操作时底部中心区易沉淀固体；平底反应器下流式操作时，则底部边缘易沉淀固体。增加气提气体的流量或提高机械搅拌转速有助于减少固体沉积量，但增加了反应器的能耗，而且很难完全消除固体沉积。
本实用新型的目的是提供一种可使液－固混合物在环流反应器的底面产生旋转流动，搅拌更加均匀，可消除沉积，又不增加能耗的一种多相环流反应器。
本实用新型的具体解决方案为一种多相环流反应器包括反应器器体(1)、中心管(2)、环流产生装置(3)，其中，中心管(2)设置在反应器器体(1)内，其特征在于多个折流挡板(4)设置在反应器器体(1)内，其下端距反应器器体底面的距离在5mm以上，折流挡板(4)下端部与水平面之间的夹角为40°～60°。
例1折流挡板(4)设置在反应器器体(1)与中心管(2)之间。折流挡板(4)为弧形的。
例2折流挡板(4)设置在中心管(2)内。折流挡板(4)为平板状的。
本实用新型由于采用了多个折流挡板(4)这样的结构，因而在不需要增加气提流量或搅拌功率的情况下，使液固混合物在底部产生旋转，增强流动对固体的悬浮作用，并改善底部有效搅拌强度的均匀性，达到消除底面上固相沉积并同时达到降低环流反应器功率消耗的目的。
图1为锥底的气提式环流反应器(下流式操作)。
图2为平底的气提式环流反应器(上流式操作)。
图3为本实用新型在中心管(2)外安装弧形折流挡板的多相环流反应器示意图。
图4为本实用新型在中心管(2)内安装弧形折流挡板的多相环流反应器示意图。
图5为本实用新型在中心管(2)外安装平板折流挡板的多相多相环流反应器示意图。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
一种多相环流反应器包括反应器器体(1)、中心管(2)、环流产生装置(3)，其中，中心管(2)设置在反应器器体(1)内，其特征在于多个折流挡板(4)设置在反应器器体(1)内，其下端距反应器器体底面的距离在5mm以上，折流挡板(4)下端部与水平面之间的夹角为40°～60°。
图3为中心管外安装弧形折流挡板的多相环流反应器，适用于上流式操作。折流挡板(4)安装在反应器(1)和中心管(2)之间的环形区域下部，并靠近底面，折流挡板与底面间留5至30mm的间隙，与底面成30至60度角。一般在圆周方向上布置4个或4个以上折流挡板，径向位置不限，但以布置在靠近反应器圆柱形侧壁的效果较好。折流挡板可以用焊接或螺栓连接等方式固定在中心管或反应器器壁上。折流挡板应使混合物的轴向流动有效地转化为带有斜向旋流成分的流动，因此折流挡板的尾部宜逐渐转向与混合物流过来的方向平行。
图4为中心管内安装弧形折流挡板的多相环流反应器，适用于下流式操作。弧形折流挡板(4)装在中心管(2)的下端，挡板的下缘可低于中心管的下端面，折流挡板数量、尺寸大小的选择与上流式操作时相同。
图5为中心管外安装平板折流挡板的多相环流反应器，适用于上流式操作。折流挡板(4)安装在反应器(1)和中心管(2)之间的环形区域下部，并靠近底面。折流挡板数量、尺寸大小的选择与上流式操作时相同。
实施例1(上流式操作)在内径φ102mm×720mm的内环流反应器中，中心管内径φ60mm，壁厚5mm，高560mm，下端高于反应器平底20mm。在反应器中装入湿阳离子交换树脂1500ml，加水使液面高于中心管顶面25mm，在中心管内用多孔陶瓷作气体分布器，通入空气产生气提作用，确定使反应器底面上无静止固体粒子所需的空气流量。反应器内无折流挡板时，所需的气体流量为0.80m3／h。但在环间装了8片弧形折流挡板后，所需的气体流量降低到0.09m3／h，下降了近90％。对气提式操作来说，输入的净功率也下降90％。
实施例2(下流式操作)在结构和尺寸同实施例1的内环流反应器中，装入湿阳离子交换树脂600ml，加水使液面高于中心管顶面25mm，在中心管外用环管开小孔作气体分布器。若反应器内无折流挡板，空气流量达到0.91m3／h时，在底面边缘仍有大量固体沉积。在中心管内下沿装了4片弧形折流挡板后，气体流量只需0.34m3／h，底面上即达到无静止颗粒的状态，气量下降63％以上。在中心管内下沿装了6片折流挡板后，气体流量只需0.20m3／h，底面上即达到无静止颗粒的状态，气量下降78％以上。
实施例3(上流式操作)在内径φ117mm×1035mm的内环流反应器中，中心管内径φ60mm，壁厚5mm，高880mm，下端高于反应器平底21mm。在反应器中装入湿阳离子交换树脂500ml，加水使液面高于中心管顶面30mm，在中心管内用环管作气体分布器，通入空气产生气提，观察使底面上无静止固体粒子所需的空气流量。反应器内无折流挡板时，气体流量为0.91m3／h时尚不能使颗粒完全运动。但在环间装了5片弧形折流挡板后，完全运动所需的最小气体流量降低到0.21m3／h，下降了77％以上。
实施例4(上流式操作)内径φ102mm的内环流反应器，圆柱部分高720mm，底为截头锥底，高16mm，锥角90°。中心管内径φ60mm，壁厚5mm，高560mm，下端高于反应器锥底20mm。反应器中用组合桨搅拌，造成液固混合物的在中心管内向上的环流。组合桨由2个φ50mm、厚20mm、叶片倾斜45°的斜叶透平桨，中间间隔15mm组成。组合桨上沿低于中心管上沿70mm。在反应器中装入湿阳离子交换树脂1500ml，加水使液面高于中心管顶面25mm。反应器内无折流挡板时，使固体粒子全部运动所需的搅拌转速为12.4s－1。但在环间装了8片弧形折流挡板后，所需的搅拌转速为7.43s－1，转速下降了53％，搅拌功率下降80％。
实施例5(上流式操作)在内径φ117mm×1035mm的内环流反应器中，中心管内径φ53mm，壁厚5mm，高880mm，下端高于反应器平底20mm。在反应器中装入50g平均粒度为0.114mm的金精矿，其密度为3030kg／m3。加水使液面高于中心管顶面30mm，在中心管内下端装环管作气体分布器，通入空气，观察使底面上无静止固体粒子所需的空气流量。反应器内无折流挡板时，气体流量为2.5m3／h时尚有许多矿粉沉积在反应器底面。但在环间装了8片平板折流挡板后，底面上无静止颗粒所需的最小气体流量为1.2m3／h，流量至少下降了50％。
权利要求1.一种多相环流反应器，包括反应器体(1)、中心管(2)、环流产生装置(3)，其中，中心管(2)设置在反应器器体(1)内，其特征在于多个折流挡板(4)设置在反应器器体(1)内，其下端面距反应器器体(1)的底面的距离在5mm以上，折流挡板(4)下端部与水平面之间的夹角为40°～60°。
2.根据权利要求1所述的一种多相环流反应器，其特征在于折流挡板(4)设置在反应器器体(1)与中心管(2)之间。
3.根据权利要求1所述的一种多相环流反应器，其特征在于折流挡板(4)设置在中心管(2)内。
4.根据权利要求1所述的一种多相环流反应器，其特征在于折流挡板(4)为弧形的。
5.根据权利要求1所述的一种多相环流反应器，其特征在于折流挡板(4)为平板状的。
专利摘要本实用新型涉及一种多相环流反应器，该反应器包括反应器器体(1)、中心管(2)、环流产生装置(3)；其中，中心管(2)设置在反应器器体(1)内。它的特点是在反应器下部接近底面处装有促进流体旋转的若干个折流挡板(4)，以改善反应器底部搅拌强度的均匀性。在不增加气提气体流量或搅拌功率的情况下，增强对底面上固体的悬浮作用，达到消除反应器底部固体沉积和节能的目的。本实用新型广泛地用于化工、冶金、生化、石油工业以及环境保护工程等。
文档编号B01J8/08GK2197118SQ9420414
公开日1995年5月17日 申请日期1994年3月7日 优先权日1994年3月7日
发明者毛在砂, 栾美琅, 王蓉, 陈家镛 申请人:中国科学院化工冶金研究所