一種高效傳質(zhì)、傳熱的大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種高效傳質(zhì)、傳熱的大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器裝置，屬于生物工程、化學(xué)工程和環(huán)境工程領(lǐng)域。本發(fā)明的反應(yīng)器裝置的攪拌系統(tǒng)主體是由多組徑向流攪拌器和多組軸向流攪拌器組合構(gòu)成。通過(guò)罐內(nèi)傳熱裝置結(jié)合圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的導(dǎo)流作用和徑向流攪拌器的多次氣液分散作用，以及反應(yīng)器內(nèi)多點(diǎn)布置空氣分布器，使反應(yīng)器內(nèi)的傳熱裝置與攪拌系統(tǒng)產(chǎn)生的流場(chǎng)相互貫通，傳質(zhì)過(guò)程和傳熱過(guò)程有機(jī)融合，既促進(jìn)氣液分散，又進(jìn)一步強(qiáng)化反應(yīng)流場(chǎng)的循環(huán)流動(dòng)和混合。本發(fā)明能夠在大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器中實(shí)現(xiàn)高效傳質(zhì)和傳熱過(guò)程，特別是在大規(guī)模高細(xì)胞密度通風(fēng)發(fā)酵過(guò)程中有良好應(yīng)用。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種高效傳質(zhì)、傳熱的大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種高效傳質(zhì)、傳熱的大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器裝置，屬于生物工程、化學(xué)工程和環(huán)境工程領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]氣液兩相分散和混合廣泛應(yīng)用于通風(fēng)發(fā)酵、氧化反應(yīng)、氫化反應(yīng)、生物曝氣等過(guò)程單元。目前能實(shí)現(xiàn)氣液和氣液固反應(yīng)的裝置主要有:鼓泡塔、氣升式反應(yīng)器、攪拌釜反應(yīng)器和曝氣池等。在通風(fēng)發(fā)酵過(guò)程和生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中，通風(fēng)攪拌釜反應(yīng)器的應(yīng)用極為普遍。
[0003]無(wú)論是氣液兩相參與的化學(xué)反應(yīng)還是好氧生物反應(yīng)，氣液分散過(guò)程往往伴隨著傳熱過(guò)程，在小規(guī)模反應(yīng)器裝置中，傳熱過(guò)程往往不會(huì)成為技術(shù)瓶頸，工程師更多地關(guān)注氣液分散效率。但在大規(guī)模發(fā)酵過(guò)程中，隨著反應(yīng)器體積的增大，單位體積所能安裝的傳熱面積趨小，往往會(huì)使反應(yīng)熱(代謝熱)的有效移除成為反應(yīng)器放大的技術(shù)瓶頸。在高細(xì)胞密度通風(fēng)發(fā)酵過(guò)程中，細(xì)胞代謝產(chǎn)生的放熱強(qiáng)度可達(dá)到30kW/m3發(fā)酵液;單位體積所需的傳熱面積甚至達(dá)到3.0mVm3發(fā)酵液，這種高強(qiáng)度傳熱需求在常規(guī)的大規(guī)模通風(fēng)發(fā)酵罐中很難得到滿(mǎn)足。
[0004]常見(jiàn)的罐外傳熱裝置有:普通整體式夾套、帶螺旋導(dǎo)流帶的整體式夾套、半圓管夾套、蜂窩式夾套、通道式夾套等。常見(jiàn)的罐內(nèi)傳熱裝置有:豎式盤(pán)管、大螺旋盤(pán)管、彈簧式盤(pán)管等。
[0005]具體地講，在小規(guī)模(<10m3)和中等規(guī)模(10?10m3)的通風(fēng)生物反應(yīng)器中，為滿(mǎn)足反應(yīng)過(guò)程中的高效傳熱需求，一般同時(shí)在罐外設(shè)置夾套和罐內(nèi)設(shè)置盤(pán)管。以典型的中等規(guī)模通風(fēng)發(fā)酵罐為例，單位體積的傳熱面積在1.2?2.0m2/m3發(fā)酵液范圍之間，在大規(guī)模(>10m3)通風(fēng)發(fā)酵罐中，單位體積的傳熱面積不易超過(guò)2.0mVm3發(fā)酵液。隨著反應(yīng)器體積的增大，罐外可安裝的夾套面積非常有限，因此越來(lái)越依賴(lài)在罐內(nèi)安裝更多的盤(pán)管，導(dǎo)致盤(pán)管之間的間隙趨小，進(jìn)而影響流體在罐內(nèi)的流動(dòng)速率、混合、傳質(zhì)和傳熱效率。
[0006]雖然豎式盤(pán)管兼具有檔板的功能，適當(dāng)?shù)谋P(pán)管數(shù)量和密度有利于罐內(nèi)的傳質(zhì)和傳熱過(guò)程，但隨著反應(yīng)器體積的增大，盤(pán)管裝置越來(lái)越向罐中心區(qū)域延伸，攪拌槳與盤(pán)管的間距趨小，過(guò)寬的檔板功能反而會(huì)不利于攪拌器分散和混合功能的發(fā)揮;盤(pán)管之間的間隙趨小，甚至?xí)∮?0?50_，這將嚴(yán)重影響罐內(nèi)傳質(zhì)和傳熱的效果和均勾性。
[0007]由于大螺旋盤(pán)管和彈簧式盤(pán)管中的冷卻水可以完全排盡，因此在發(fā)酵罐的滅菌過(guò)程中可以節(jié)省蒸汽消耗，但當(dāng)反應(yīng)器體積增大后，盤(pán)管之間的螺距趨小，盤(pán)管之間的間隙甚至小于30?50mm，這將導(dǎo)致在反應(yīng)器內(nèi)形成的不同分區(qū):罐中心的充分湍流區(qū)、彈簧式盤(pán)管?chē)傻膬?nèi)部滯流區(qū)、大螺旋盤(pán)管與器壁間的滯流區(qū)等，在滯流區(qū)內(nèi)的傳質(zhì)和傳熱效率低下，反應(yīng)器內(nèi)的整體流場(chǎng)呈高度不均勻性。
[0008]由于大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器裝置體積龐大，整體設(shè)備往往無(wú)法運(yùn)輸，一般需將反應(yīng)器的各部件分別進(jìn)行制造和運(yùn)輸，然后在業(yè)主所在地進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)加工和組裝。由于攪拌問(wèn)題的復(fù)雜性，攪拌系統(tǒng)制造與反應(yīng)容器(包括傳熱裝置)制造往往是由不同的制造商來(lái)完成，因此很容易造成對(duì)傳質(zhì)和傳熱的不同理解，導(dǎo)致反應(yīng)器傳質(zhì)和傳熱過(guò)程效率不能兼顧。目前大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)仍主要依賴(lài)于各生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)，沿用中等規(guī)模反應(yīng)器的設(shè)計(jì)和制造理念，對(duì)大規(guī)模反應(yīng)器中出現(xiàn)的新問(wèn)題認(rèn)識(shí)不足，缺乏有效的解決方法和措施。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明從反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)考慮，巧妙布置傳熱裝置、通風(fēng)管和導(dǎo)流元件在反應(yīng)器內(nèi)的空間位置，以及不同功能攪拌槳的空間組合，使傳熱裝置與攪拌系統(tǒng)產(chǎn)生的流場(chǎng)貫通融合起來(lái)，提供一種針對(duì)大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器中高效傳質(zhì)和傳熱的解決方案和設(shè)備裝置。本發(fā)明采用反應(yīng)器裝置的部件組成與普通反應(yīng)器基本相同，但有效優(yōu)化了其空間結(jié)構(gòu)和組合方式，使氣液分散、傳熱和混合效率顯著提高，具有較低的功率消耗，起到提高反應(yīng)性能和節(jié)約能耗的效果。
[0010]本發(fā)明提供了一種高效傳質(zhì)、傳熱的大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器裝置，也可應(yīng)用于中等規(guī)模的氣液和氣液固反應(yīng)器裝置中；所述反應(yīng)器裝置主要包括反應(yīng)容器、攪拌系統(tǒng)、傳熱裝置、導(dǎo)流裝置、空氣分布器;所述攪拌系統(tǒng)的主體由多組徑向流攪拌器和多組軸向流攪拌器組合構(gòu)成，其中所述徑向流攪拌器包括底層攪拌器、I?3個(gè)中部徑向流攪拌器;安裝于反應(yīng)容器內(nèi)部的傳熱裝置由多組圓筒狀傳熱元件同軸排列組成;所述空氣分布器包括在反應(yīng)容器內(nèi)不同空間位置布置的多組通氣管和圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板;所述圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板設(shè)置于反應(yīng)容器的筒體中部，有I?3個(gè);所述圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的下端面直徑與反應(yīng)容器直徑相等，上端面直徑在0.5?1.0D之間；其中D為反應(yīng)容器內(nèi)部圓筒狀傳熱元件的直徑。
[0011]在一種實(shí)施方式中，所述安裝于反應(yīng)容器內(nèi)部的傳熱裝置由圓筒狀傳熱元件同軸排列組成。
[0012]在一種實(shí)施方式中，所述圓筒狀傳熱元件可以是緊密排列的大螺旋盤(pán)管，也可以是內(nèi)置的蜂窩式夾套或通道式夾套。
[0013]在一種實(shí)施方式中，所述的圓筒狀傳熱元件直徑(D)與反應(yīng)容器內(nèi)徑(T)之比在
0.5?0.9之間。
[0014]在一種實(shí)施方式中，所述的大螺旋盤(pán)管的管徑在30?125mm之間，組內(nèi)盤(pán)管間隙在O?50mm之間。
[0015]在一種實(shí)施方式中，所述攪拌系統(tǒng)中的中部徑向流攪拌器與圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板一一匹配，設(shè)置I?3對(duì)，中部徑向流攪拌器設(shè)置在對(duì)應(yīng)圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板正上方。
[0016]在一種實(shí)施方式中，所述的中部徑向流攪拌器，其直徑(dM)與反應(yīng)容器內(nèi)徑(T)之比在0.15?0.5之間。
[0017]在一種實(shí)施方式中，所述攪拌系統(tǒng)中的徑向流攪拌器可以是Rushton攪拌器、箭葉圓盤(pán)攪拌器、CD-6攪拌器、BT-6攪拌器或其它徑向流攪拌器，可以是多組相同的攪拌器組合，也可以是多組不同攪拌器組合。
[0018]在一種實(shí)施方式中，所述攪拌系統(tǒng)中的軸向流攪拌器可以是四斜葉開(kāi)式攪拌器、螺旋槳、三寬葉旋槳式攪拌器、四寬葉旋槳式攪拌器、三窄葉旋槳式攪拌器、四窄葉旋槳式攪拌器和其它類(lèi)似的軸向流攪拌器，可以是多組相同的攪拌器組合，也可以是多組不同攪拌器組合。
[0019]在一種實(shí)施方式中，所述徑向流攪拌器的組數(shù)為I?3之間，軸向流攪拌器的組數(shù)為3?8組之間。
[0020]在一種實(shí)施方式中，攪拌器直徑(d)與反應(yīng)容器內(nèi)徑(T)之比在0.2?0.5之間。
[0021]在一種實(shí)施方式中，攪拌器直徑(d)與圓筒狀傳熱元件直徑(D)之比在0.3?0.6之間。
[0022]在一種實(shí)施方式中，不同攪拌器直徑可以是相同的，也可以是不同的。
[0023]在一種實(shí)施方式中，相鄰攪拌器間距(M)與攪拌器直徑(d)之比在1.5?3之間。
[0024]在一種實(shí)施方式中，攪拌系統(tǒng)的攪拌可以是定速攪拌，也可以是無(wú)級(jí)調(diào)速攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速可根據(jù)反應(yīng)體系的耗氧速率而定，也可以根據(jù)反應(yīng)體系的溶氧值反饋控制和調(diào)節(jié)。
[0025]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器裝置中，攪拌器的類(lèi)型、空間位置、直徑與圓筒狀傳熱元件的安裝位置、圓筒狀傳熱元件直徑、組間間距相互配合，底層攪拌器和中部圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板附近的攪拌器多為徑向流攪拌器，其它攪拌器多為軸向流攪拌器。圓筒狀傳熱元件的組間距是控制流體導(dǎo)向的重要參數(shù)，在反應(yīng)器下半部分，組間距(Cb)宜小，其間距在O?10mm之間，起到增加傳熱面積，同時(shí)起到局部隔離鼓泡區(qū)和攪拌區(qū)的功能，但在靠近中部圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的圓錐臺(tái)時(shí)，中部圓筒狀傳熱元件間距Cm需足夠大，為0.4?1.6dM，才能將流體導(dǎo)向至中部的徑向流攪拌器下方，促進(jìn)氣液流產(chǎn)生二次分散作用。在中部徑向流攪拌器的上方，可以設(shè)置多層軸向流攪拌器，可以是上翻式的，也可以是下壓式的，也可以自下而上設(shè)置下壓式和上翻式攪拌器。若是下壓式和上翻式的組合，該組合與所述圓筒狀傳熱元件組間空隙一一匹配并橫向?qū)R;則在該組合橫向?qū)?yīng)的圓筒狀傳熱元件組間距(Cu)宜寬一些，其間距在0.2?0.8dM之間，以利于近壁區(qū)的氣液多相流進(jìn)入攪拌區(qū)并產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，加強(qiáng)氣液傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。
[0026]在一種實(shí)施方式中，所述大規(guī)模氣液和氣液固反應(yīng)器裝置中，攪拌軸可以是整體軸，也可以是多段攪拌軸連接而成;可以是實(shí)心軸，也可以是空心軸;攪拌軸的安裝方式可以是單跨式，也可以是多點(diǎn)支承安裝。
[0027]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器內(nèi)的筒狀傳熱元件兼具導(dǎo)流裝置的作用。
[0028]反應(yīng)器內(nèi)傳熱裝置由多組圓筒狀傳熱元件同軸排列組成，能增大傳熱面積和傳熱效率，兼具導(dǎo)流功能;組間的圓筒狀傳熱元件間隙數(shù)和間距與攪拌系統(tǒng)的流場(chǎng)流動(dòng)方向密切配合，使流體在罐內(nèi)構(gòu)成循環(huán)流動(dòng)。所述圓筒狀傳熱元件是大螺旋盤(pán)管時(shí)，組內(nèi)的大螺旋盤(pán)管排列緊密，間隙在O?30_之間。
[0029]在普通通風(fēng)發(fā)酵罐中，內(nèi)盤(pán)管的管間距比較大(50?150mm)，流體只有穿過(guò)內(nèi)盤(pán)管的間隙，才能保證有效的傳質(zhì)和傳熱，但這樣就使得單位體積可安裝的傳熱面積受到限制，因此反應(yīng)器放大后難免會(huì)存在多個(gè)滯流區(qū)域。本發(fā)明采用多組同軸安裝的圓筒狀傳熱元件，增加了大規(guī)模反應(yīng)器內(nèi)的可安裝傳熱面積，提高了傳熱強(qiáng)度，與此同時(shí)，圓筒狀傳熱元件兼做導(dǎo)流裝置，發(fā)酵罐內(nèi)無(wú)滯流區(qū)，強(qiáng)化了氣液傳質(zhì)的循環(huán)混合。
[0030]在一種實(shí)施方式中，所述多組通氣管包括第一通氣管和第二通氣管。
[0031]在一種實(shí)施方式中，所述第一通氣管設(shè)置在底層攪拌器正下方。這樣的安裝方式，可以使通入的空氣進(jìn)行高效分散，形成細(xì)小氣泡。底層攪拌器安裝在反應(yīng)容器筒體的下端面附近，與反應(yīng)容器底部的間距(B)為0.25?0.5T，底層攪拌器的直徑(dB)與圓筒狀傳熱元件的直徑(D)之比為0.3?0.5，底部一組圓筒狀傳熱元件的底端面低于筒體下端面，與底層攪拌器安裝平面的間距為0.1?0.4dB之間。
[0032]在一種實(shí)施方式中，所述第一通氣管上方均布小孔，孔徑在4?20mm之間，小孔總面積與通氣管截面之比為0.5?1.0之間。優(yōu)選地，所述通氣管底部布置若干個(gè)排液孔，孔徑在4?20mm之間。
[0033]在一種實(shí)施方式中，所述第二通氣管設(shè)置在反應(yīng)容器的底部附近的圓筒狀傳熱元件外周與反應(yīng)容器器壁之間。
[0034]在一種實(shí)施方式中，所述第二通氣管上方均布小孔，孔徑在4?20mm之間，小孔總面積與通氣管截面之比為0.2?0.5之間。通氣管底部布置若干個(gè)排液孔，孔徑在4?20_之間。
[0035]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器裝置的反應(yīng)容器筒體中部，設(shè)置I?3個(gè)圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板，圓錐臺(tái)的底角在20?60°之間，孔隙率在15?40%之間，孔徑在5?30mm之間。
[0036]在一種實(shí)施方式中，所述圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的篩孔的排列方式可以是矩形排列、正方形排列、菱形排列、等邊三角排列。篩板的下端面直徑與容器直徑相等，其上端面直徑小于等于圓筒狀傳熱元件直徑D，可以是0.5?1.0D。
[0037]在一種實(shí)施方式中，所述圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的圓錐平臺(tái)上端面與其上相鄰圓筒狀傳熱元件下端面之間的距離在0.2?0.8dM之間。
[0038]在一種實(shí)施方式中，所述圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板可以是一體式的，也可以分體式的，以方便安裝和維護(hù)。篩板可以直接焊接在器壁上，也可以采用支撐板間接連接。篩板底部與器壁之間留有一定空隙，以防止積液和便于清潔。
[0039]在第二通氣管與圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板之間的空間里，氣液分散的效果類(lèi)似于鼓泡塔，從第二通氣管中出來(lái)的氣泡在上升過(guò)程中相互碰撞而聚并，加之壓力減少，氣泡越來(lái)越大，傳質(zhì)效率下降。在筒體中部設(shè)置多孔篩板的目是:(I)篩孔可以對(duì)大氣泡進(jìn)行重新分割和分散，減少氣泡直徑；(2)起到導(dǎo)流功能，將氣液兩相流引導(dǎo)至中部徑向流攪拌器的吸入?yún)^(qū)，通過(guò)該攪拌器對(duì)氣泡進(jìn)行二次分散，減少氣泡直徑，提高氣泡運(yùn)動(dòng)速率，提升氣液分散效率和傳質(zhì)效率。
[0040]在一種實(shí)施方式中，所述多組通氣管還包括第三通氣管，所述第三通氣管安裝在圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的圓錐平臺(tái)之上的圓筒狀傳熱元件與器壁之間。
[0041]在一種實(shí)施方式中，第一通氣管內(nèi)的通風(fēng)量占總通風(fēng)量的40?70%，其余百分比的通風(fēng)量由其它多組通風(fēng)管分配。以反應(yīng)容器中存在3根通氣管為例，第一通氣管、第二通氣管、第三通氣管的通風(fēng)量之比為(0.4?0.7):(0.2?0.4):(0.3?0.1)之間，最佳的比例關(guān)系依據(jù)反應(yīng)容器內(nèi)攪拌區(qū)與鼓泡區(qū)的體積比而確定。由于攪拌區(qū)所占的體積比率最大，與此相應(yīng)地，第一通氣管的通風(fēng)量占比也較高，因此為0.4?0.7左右。鼓泡區(qū)所占的體積比率較小，第二通氣管與第三通氣管的通風(fēng)量相應(yīng)地減少。為保證良好的氣含量和氣液傳質(zhì)效果，第二通氣管與第三通氣管的進(jìn)氣壓力越高，越有利于氣泡噴出速率和氣液傳質(zhì)，但空氣壓縮機(jī)提供的氣體氣壓越高，其效能比越低，因此過(guò)高的壓力不利于整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的效能，進(jìn)氣壓力一般以2.5?6atm為佳。
[0042]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器裝置的中部徑向流攪拌器，其安裝位置可以與圓錐平臺(tái)側(cè)面多孔篩板之上的圓筒狀傳熱元件下端面平齊，也可以高于該圓筒狀傳熱元件下端面。在圓錐平臺(tái)之上的圓筒狀傳熱元件與反應(yīng)器壁之間的位置，可以安裝第三通氣管以加強(qiáng)反應(yīng)器近壁區(qū)的通氣強(qiáng)度和氣液分散效率，同時(shí)促進(jìn)循環(huán)流動(dòng)、傳熱和混合效率。也可以不安裝通氣管，中部徑向流攪拌器產(chǎn)生的二次分散的氣液二相流或者氣液固三相流，利用圓筒狀傳熱元件下端面與中部徑向流攪拌器的相對(duì)安裝位置而產(chǎn)生的分流作用，使一部分氣液二相流或者氣液固三相流進(jìn)入到圓筒狀傳熱元件與反應(yīng)器壁之間的空間，另一部分二相流或者氣液固三相流進(jìn)入圓筒狀傳熱元件內(nèi)側(cè)區(qū)域(攪拌區(qū))，使反應(yīng)器內(nèi)的傳熱裝置與攪拌系統(tǒng)產(chǎn)生的流場(chǎng)相互貫通，傳質(zhì)過(guò)程和傳熱過(guò)程有機(jī)融合。
[0043]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器裝置的各個(gè)通氣管可以水平安裝，也可以保持微小的傾斜度(0.005?0.01),以利于清洗、空消等操作時(shí)能排盡管內(nèi)液體。
[0044]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器裝置中，第二通氣管和第三通氣管的管徑、通氣孔大小、數(shù)量可以相同，也可以不同；根據(jù)反應(yīng)器裝置中局部區(qū)域特征、循環(huán)時(shí)間而定。第三通氣管在反應(yīng)器裝置中可以是單組，也可以是多組，在I?3組之間。通氣管底部設(shè)置有排液孔。
[0045]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器裝置中，導(dǎo)流裝置還包括檔板，擋板設(shè)置符合全檔板條件，反應(yīng)器裝置中檔板在不同垂直區(qū)域的數(shù)量可以是相同的，也可以是不同的。檔板數(shù)量是4?10塊之間，檔板安裝在圓筒狀傳熱元件內(nèi)側(cè)。
[0046]在一種實(shí)施方式中，所述的反應(yīng)容器呈瘦高型，其高徑比為2.5?6之間。這樣有利于提高氣泡停留時(shí)間，增大單位體積的可安裝傳熱面積，有利于傳質(zhì)和傳熱效率。
[0047]在一種實(shí)施方式中，所述的反應(yīng)容器的筒體部分可以是直筒形，也可以是上部分局部膨大型。
[0048]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)容器的材料可以是碳鋼、不銹鋼或其它高強(qiáng)度的適宜材料。反應(yīng)容器的上、下封頭可以是橢圓封頭，也可以是碟形封頭。上、下封頭可根據(jù)生產(chǎn)工藝需要布置各種接管、管口和附屬裝置?？梢栽诜磻?yīng)容器頂部設(shè)置I個(gè)人孔或在頂部、底部各設(shè)I個(gè)人孔，反應(yīng)器內(nèi)可以設(shè)置人梯，以便安裝、清洗和檢修。
[0049]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器裝置還包括附屬設(shè)備，比如人孔、軸承支架、圓筒狀傳熱元件支架、排出口、進(jìn)料口、補(bǔ)料口、接種口、人梯、凸緣法蘭等。
[0050]在一種實(shí)施方式中，所述反應(yīng)器裝置還包括外夾套，所述外夾套可以是整體式夾套、帶螺旋導(dǎo)流帶的整體式夾套、半圓管夾套、蜂窩式夾套、通道式夾套等任何一種。
[0051 ]本發(fā)明的有益效果:
[0052](I)本發(fā)明的反應(yīng)器裝置同時(shí)發(fā)揮內(nèi)置的圓筒狀傳熱元件的傳熱功能和導(dǎo)流功能，在反應(yīng)器內(nèi)與攪拌系統(tǒng)中不同功能的攪拌器進(jìn)行空間優(yōu)化組合，使反應(yīng)器內(nèi)的傳熱裝置與攪拌系統(tǒng)產(chǎn)生的流場(chǎng)相互貫通融合起來(lái)，既提高了單位體積的可安裝傳熱面積和傳熱效率，又強(qiáng)化了反應(yīng)器的氣液分散和傳質(zhì)效率。
[0053](2)本發(fā)明的反應(yīng)器裝置在不同空間多點(diǎn)布置空氣分布器，在局部區(qū)域引入了鼓泡塔的優(yōu)勢(shì)特征，集成了圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板和中部徑向流攪拌器的氣液二次分散功能，使反應(yīng)器內(nèi)無(wú)滯流區(qū)存在，即可以克服鼓泡區(qū)的氣泡聚并過(guò)程，又進(jìn)一步強(qiáng)化反應(yīng)流場(chǎng)的循環(huán)流動(dòng)和分散效率。
[0054](3)本發(fā)明的反應(yīng)器裝置具有分散效率高、傳熱快、能耗低的特點(diǎn)，可應(yīng)用于大規(guī)模通風(fēng)發(fā)酵、氫化反應(yīng)、氧化反應(yīng)等反應(yīng)過(guò)程中，能夠?qū)崿F(xiàn)高效傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。
【附圖說(shuō)明】
[0055]圖1:反應(yīng)器裝置示意圖；其中，I第一通氣管、2第二通氣管、3底層攪拌器、4第二層攪拌器、5圓筒狀傳熱元件(大螺旋盤(pán)管)、6第三層攪拌器、7第一中間軸承支架、8圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板、9中部徑向流攪拌器、10第五層攪拌器、11檔板、12第六層攪拌器、13第二中間軸承支架、14攪拌軸、15機(jī)架、16驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、17機(jī)械密封、18人孔、19第一聯(lián)軸器、20半圓管夾套、21第二軸承、22第二聯(lián)軸器、23第三通氣管、24第三軸承、25筒體、26第一軸承、27排出口、28裙座；
[0056]圖2:圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板部件示意圖；其中，8圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板、29篩孔、30導(dǎo)液孔；
[0057]圖3:反應(yīng)容器內(nèi)部構(gòu)件俯視圖；其中，I第一通氣管、2第二通氣管、5圓筒狀傳熱元件(大螺旋盤(pán)管)、11檔板、20半圓管夾套、25筒體、31通氣小孔；
[0058]圖4:圓筒狀傳熱元件(內(nèi)置蜂窩式夾套)部件示意圖；其中，32冷卻水進(jìn)出管、33圓筒狀底板、34鼓脹板；
[0059]圖5:反應(yīng)器裝置內(nèi)流場(chǎng)示意圖，其中，35攪拌區(qū)、36鼓泡區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0060]實(shí)施例1:反應(yīng)器裝置
[0061]如圖1所示，本發(fā)明所涉及的反應(yīng)器裝置包括反應(yīng)容器、攪拌系統(tǒng)、傳熱裝置、導(dǎo)流裝置、空氣分布器和一些附屬裝置。
[0062 ]反應(yīng)容器是由筒體25、上封頭、下封頭、裙座28組成。
[0063]攪拌系統(tǒng)由多組攪拌器、攪拌軸14、軸承、聯(lián)軸器、機(jī)械密封17、機(jī)架15和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16組成。所述多組攪拌器包括底層攪拌器3、第二層攪拌器4、第三層攪拌器6、中部徑向流攪拌器9、第五層攪拌器10、第六層攪拌器12。所述軸承有3個(gè)，包括第一軸承26、第二軸承21、第三軸承24 ο所述聯(lián)軸器有2個(gè)，包括第一聯(lián)軸器19、第二聯(lián)軸器22。
[0064]傳熱系統(tǒng)由罐外半圓管夾套20、圓筒狀傳熱元件5組成。
[0065]導(dǎo)流裝置由圓筒狀傳熱元件5、圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板8、檔板11組成。
[0066]空氣分布器由第一通氣管1、第二通氣管2、第三通氣管23和圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板8組成。
[0067]附屬設(shè)備還包括人孔18、第一中間軸承支架7、第二中間軸承支架13、排出口27、進(jìn)料口、補(bǔ)料口、人梯、凸緣法蘭等。
[0068]如圖1所示，本發(fā)明所涉及的大型反應(yīng)器裝置，其反應(yīng)容器的高徑比比較大，上、下封頭可以是橢圓封頭，也可以是碟形封頭，為支撐攪拌系統(tǒng)的電機(jī)和減速機(jī)等裝置，可以對(duì)封頭進(jìn)行加厚增強(qiáng)，也可以通過(guò)安裝加強(qiáng)圈增加支撐強(qiáng)度;反應(yīng)容器的支撐基座一般為裙座。反應(yīng)容器中筒體25外側(cè)也可安裝有傳熱裝置，可以整體式夾套、帶螺旋導(dǎo)流帶的整體式夾套、半圓管夾套、蜂窩式夾套、通道式夾套等任何一種或多種型式的組合，以蜂窩式夾套、通道式夾套為佳，采用半圓管夾套的性?xún)r(jià)比較高。
[0069]底層攪拌器3—般為徑向流攪拌器，以BT-6攪拌器為佳，底層攪拌器3的直徑(dB)為0.2?0.5T之間，該攪拌器正下方有第一通氣管I，底層攪拌器3的功能是高效分散通入的空氣，形成小氣泡。該攪拌器3安裝在筒體的下端面附近，與反應(yīng)容器底部的間距(B)為0.25?0.5T，底部附近的大螺旋盤(pán)管的底端面低于底層攪拌器3，與底層攪拌器3安裝平面的間距為0.1?0.4dB之間。第一通氣管底部布置若干個(gè)排液孔，孔徑在4?20mm之間。
[0070]自下而上第二、三層攪拌器(4、6)為軸向流攪拌器，可以為四斜葉開(kāi)式攪拌器、螺旋槳、三寬葉旋槳式攪拌器、四寬葉旋槳式攪拌器、三窄葉旋槳式攪拌器、四窄葉旋槳式攪拌器和其它類(lèi)似的軸向流攪拌器，可以是多組相同的攪拌器組合，也可以是多組不同攪拌器組合。對(duì)于常規(guī)的低粘度發(fā)酵液，以四寬葉旋槳式攪拌器為佳，攪拌器的直徑(d)與反應(yīng)容器內(nèi)徑⑴之比在0.2?0.5之間，與內(nèi)盤(pán)管螺旋直徑(D)之比在0.3?0.6之間。攪拌器直徑可以是相同的，也可以是不同的。相鄰攪拌器間距(M)與攪拌器直徑(d)之比在1.5?3之間。
[0071]攪拌系統(tǒng)的攪拌可以是定速攪拌，也可以是無(wú)級(jí)調(diào)速攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速可根據(jù)反應(yīng)體系的耗氧速率而定，也可以根據(jù)反應(yīng)體系的溶氧值反饋控制和調(diào)節(jié)。
[0072]反應(yīng)器內(nèi)傳熱裝置由多組圓筒狀傳熱元件同軸排列組成，所述圓筒狀傳熱元件可以是緊密排列的大螺旋盤(pán)管，也可以是內(nèi)置的蜂窩式夾套或通道式夾套。所述圓筒狀傳熱元件的組數(shù)和傳熱面積根據(jù)實(shí)際反應(yīng)過(guò)程的傳熱需求和安裝條件而確定。
[0073]所述圓筒狀傳熱元件是大螺旋盤(pán)管時(shí)，組內(nèi)的大螺旋盤(pán)管排列緊密，間隙在O?50mm之間。大螺旋盤(pán)管的管徑在30?125mm之間，一般采用標(biāo)準(zhǔn)的無(wú)縫鋼管，對(duì)外表面進(jìn)行拋光處理。
[0074]圓筒狀傳熱元件的直徑(D)與反應(yīng)容器內(nèi)徑(T)之比在0.5?0.9之間，可以根據(jù)傳熱需求和安裝空間位置進(jìn)行調(diào)整。
[0075]如圖1所示，在反應(yīng)器裝置的筒體25中部，設(shè)置I個(gè)圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板8，如圖2所示，圓錐臺(tái)的底角在20?60°之間，以30°為佳;孔隙率在15?40%之間，以25%為佳;篩孔29的孔徑在5?30mm之間，篩孔29的排列方式以等邊三角排列為佳。圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板8可以是一體式的，也可以分體式的，以與制造和安裝條件相適應(yīng)即可。篩板可以直接焊接在器壁上，也可以用支撐板與器壁間接連接。篩板底部與器壁之間留有一定空隙，稱(chēng)為導(dǎo)液孔30，以防止積液和便于清潔。篩孔孔徑因反應(yīng)體系中的固相顆粒尺寸不同而不同，若進(jìn)行細(xì)胞或酵母菌發(fā)酵，篩孔和導(dǎo)液孔尺寸可以小一些，若進(jìn)行霉菌和放線菌發(fā)酵時(shí)，其孔徑需大一些更為合適。
[0076]如圖3所示，在反應(yīng)容器底部附近的圓筒狀傳熱元件(大螺旋盤(pán)管)5外周與器壁之間布置第二通氣管2，第二通氣管2上方均布通氣小孔31，孔徑在4?20mm之間，常規(guī)的低粘度發(fā)酵液條件下以1mm為佳，小孔總面積與通氣管截面之比為0.2?0.5之間，以0.3為佳。通氣管底部布置若干個(gè)排液孔，孔徑在4?20mm之間。
[0077]如圖4所示，反應(yīng)容器內(nèi)的圓筒狀傳熱元件也可以是內(nèi)置的蜂窩式夾套，由圓筒狀底板33、鼓脹板34和冷卻水進(jìn)出管32組成。一般是將兩塊平鋼板(圓筒狀底板33、鼓脹板34)通過(guò)激光焊接連接在一起并且形成具有一定幾何形狀的焊接區(qū)，再借助鼓脹成型方法，使其他非焊接區(qū)的鼓脹板34發(fā)生變形，從而在兩塊鋼板之間形成封閉式凸弧狀腔體夾套。冷卻水進(jìn)出管32可以安裝在圓筒狀傳熱元件的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，以?xún)?nèi)側(cè)安裝為佳。為方便清潔和防止染菌風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)圓筒狀傳熱元件的表面進(jìn)行拋光處理。
[0078]如圖1和圖5所示，反應(yīng)器裝置的圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板8與中部徑向流攪拌器9一一匹配，在本例中設(shè)置為I對(duì)。中部徑向流攪拌器9的安裝位置可以與圓錐平臺(tái)之上的圓筒狀傳熱元件下端面平齊，也可以高于該圓筒狀傳熱元件下端面。在圓錐平臺(tái)之上的圓筒狀傳熱元件與器壁之間的位置，安裝第三通氣管23以加強(qiáng)近壁區(qū)的通氣強(qiáng)度和氣液分散效率，同時(shí)促進(jìn)循環(huán)流動(dòng)、傳熱和混合效率。中部徑向流攪拌器9的直徑(dM)與反應(yīng)容器內(nèi)徑(T)之比在0.15?0.5之間，以0.3為佳。
[0079]如圖1和圖5所示，圓筒狀傳熱元件的組間距是控制流體導(dǎo)向的重要參數(shù)，在反應(yīng)器下半部分，組間距(Cb)宜小，其間距在O?50mm之間，起到增加傳熱面積，同時(shí)起到局部隔離鼓泡區(qū)36的功能，但在靠近中部圓錐臺(tái)時(shí)，中部圓筒狀傳熱元件間距Cm需足夠大，為0.4?1.6dM，才能將流體導(dǎo)向至中部的徑向流攪拌器下方，促進(jìn)氣液流產(chǎn)生二次分散作用。在中部徑向流攪拌器的上方，可以設(shè)置多層軸向流攪拌器，可以是上翻式的，也可以是下壓式的，也可以自下而上設(shè)置下壓式和上翻式攪拌器的組合式，兩者之間的圓筒狀傳熱元件組間距(Cu)宜寬一些，其間距在0.2?0.8dM之間，以利于近壁區(qū)的氣液多相流進(jìn)入攪拌區(qū)35并產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)，加強(qiáng)氣液傳質(zhì)和傳熱過(guò)程。
[0080]攪拌軸14可以是整體軸，也可以是多段攪拌軸連接而成;可以是實(shí)心軸，也可以是空心軸;攪拌軸的安裝方式可以是單跨式，也可以是多點(diǎn)支承安裝。
[0081]檔板11設(shè)置符合全檔板條件，反應(yīng)器裝置中檔板在不同垂直區(qū)域的數(shù)量可以是相同的，也可以是不同的。檔板數(shù)量是4?10塊之間，檔板安裝在圓筒狀傳熱元件內(nèi)側(cè)。
[0082]實(shí)施例2:反應(yīng)器裝置
[0083]以200m3通風(fēng)發(fā)酵罐為例，有效裝液體積約為150m3，采用本發(fā)明所述方案，如圖1所示，反應(yīng)容器的筒體25內(nèi)徑(T)為4000mm，筒體高為14600mm;上封頭和下封頭均為橢圓封頭;外夾套為Φ76Χ3.5半圓管螺旋焊接在容器外表面，半圓管螺距為110mm，從筒體下端面至液面高度處布置外夾套，外夾套傳熱面積約為90m2;反應(yīng)容器內(nèi)部的圓筒狀傳熱元件兼作導(dǎo)流元件，為緊密纏繞的大螺旋盤(pán)管，采用Φ 76 X 3無(wú)縫鋼管，外表面拋光，螺旋直徑(D)為3500mm，螺距為76mm，大螺旋盤(pán)管同軸排列安裝，傳熱面積約為358m2，因此反應(yīng)器裝置的總換熱面積為448m2;反應(yīng)容器底部附近的自下而上第一組大螺旋盤(pán)管下端面與筒體下端面平齊，反應(yīng)容器中部徑向流攪拌器9對(duì)應(yīng)的大螺旋盤(pán)管組間的間距(Cm)為800mm，反應(yīng)容器上半部分中頂部上翻式攪拌器12與下壓式攪拌器10組合的橫向?qū)?yīng)的大螺旋盤(pán)管組間的間距(Cu)為400mm，其它大螺旋盤(pán)管組間的間距(Cb)為51mm;底層攪拌器3為BT-6型徑向流攪拌器，其直徑(dB)為1300mm，中部徑向流攪拌器9為BT-6型，其直徑(dM)與為I 10mm，軸向流攪拌器共有4層，其直徑(d)均為1100mm，底層攪拌器3距反應(yīng)容器底部間距(B)為2000mm，所有攪拌器之間的間距(M)為1750mm，下壓式和上翻式攪拌器均為四寬葉旋槳式攪拌器，流體方向相反。
[0084]圓錐臺(tái)側(cè)面篩孔板8的下端面直徑與反應(yīng)容器直徑(T)相等，安裝位置在反應(yīng)器中部，其附近兩組大螺旋盤(pán)管的間距(Cm)為800mm，可滿(mǎn)足圓錐臺(tái)側(cè)面篩孔板8和第一中間軸承支架7的安裝空間需求，圓錐臺(tái)的底角為30°，篩孔29的直徑為5mm，孔隙率為20%，篩孔排布方式為等邊三角形，圓錐臺(tái)上端面直徑為3000mm，因此圓錐臺(tái)高度為288.7mm。導(dǎo)液孔30尺寸為50X15，數(shù)量為120個(gè)，在圓錐臺(tái)側(cè)面底部均布。檔板安裝于大螺旋盤(pán)管的內(nèi)側(cè)，寬度為280mm，數(shù)量為6塊，均布，高度為11000mm。反應(yīng)器的總通風(fēng)量約為100m3/min，第一通風(fēng)管
1、第二通風(fēng)管2、第三通風(fēng)管7的通風(fēng)量比例為0.7:0.2:0.1，三者的公稱(chēng)直徑分別為DNl50，DNlOO和DN80，第一通風(fēng)管I的中心線直徑為600mm，第二通風(fēng)管2和第三通風(fēng)管7的中心線直徑均為3750mm，通風(fēng)管的進(jìn)氣壓力為4atm。反應(yīng)容器壁厚、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)16、攪拌軸14、聯(lián)軸器、機(jī)械密封、軸承支架、大螺旋盤(pán)管支架、圓錐臺(tái)側(cè)面篩孔板支架、人孔18、人梯和各種接管等按普通通風(fēng)發(fā)酵罐的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)和確定。
[0085]采用本發(fā)明方案，其傳熱面積可達(dá)448m2，單位體積傳熱面積為2.99m2/m3發(fā)酵液，發(fā)酵罐內(nèi)無(wú)滯流區(qū)，傳質(zhì)和傳熱的均勻性顯著優(yōu)于常規(guī)通風(fēng)發(fā)酵罐。
[0086]同樣以總體積為200m3的通風(fēng)發(fā)酵罐為例，有效裝液體積約為150m3，按常規(guī)設(shè)計(jì)的通風(fēng)發(fā)酵罐內(nèi)安裝豎式盤(pán)管，總傳熱面積約為250m2，單位體積傳熱面積為1.67m2/m3發(fā)酵液，此時(shí)內(nèi)置的盤(pán)管間距僅為30mm，對(duì)流體的阻滯作用明顯，滯流區(qū)(或低流速區(qū))的體積約為18m3，占總裝液體積的12%，因此在豎式盤(pán)管區(qū)的傳質(zhì)和傳熱效率受到嚴(yán)重影響，導(dǎo)致反應(yīng)器內(nèi)流場(chǎng)分布不均一。
[0087]實(shí)施例3:圓筒狀傳熱元件
[0088]與實(shí)施例2所述的反應(yīng)器裝置類(lèi)似，將實(shí)施例2中的反應(yīng)容器外部的傳熱元件換成為蜂窩式夾套，反應(yīng)容器內(nèi)部的圓筒狀傳熱元件亦換成為蜂窩式夾套。如圖4所示，內(nèi)置的圓筒狀傳熱元件呈圓筒狀，上、下兩端均無(wú)任何覆蓋，兼做為傳熱元件和導(dǎo)流元件。其中圓筒狀底板33的內(nèi)徑為3500mm，圓筒狀底板33的高度根據(jù)反應(yīng)器攪拌裝置的安裝位置而調(diào)整，也可以參照實(shí)施例2中大螺旋盤(pán)管的高度；圓筒狀底板33的厚度為4?6_，鼓脹板34的名義厚度不小于1mm，在本實(shí)施例中，以1.2mm為佳，激光焊接點(diǎn)的直徑為16_，間距為75_，鼓脹高度為6mm。冷卻水進(jìn)出管32安裝于蜂窩式夾套內(nèi)側(cè)，圓筒狀底板33在內(nèi)側(cè)先與冷卻水支管焊接，再連接至冷卻水進(jìn)出管32，最后通至反應(yīng)容器之外，以焊接方式為佳。
[0089]本實(shí)施例中的反應(yīng)容器的罐外蜂窩式夾套的傳熱面積可達(dá)130m2，罐內(nèi)的蜂窩式夾套同軸排列，傳熱面積為228m2，裝液體積約為150m3，單位體積傳熱面積為2.39m2/m3發(fā)酵液，雖然本例的單位體積傳熱面積略低于實(shí)施例2，但仍遠(yuǎn)高于常規(guī)設(shè)計(jì)的發(fā)酵罐(1.67m2/m3發(fā)酵液)。其次，由于蜂窩式夾套的傳熱系數(shù)是大螺旋盤(pán)管的1.3?1.6倍，因此采用蜂窩式夾套的方案仍?xún)?yōu)于大螺旋盤(pán)管。其三，采用蜂窩式夾套時(shí)，反應(yīng)器內(nèi)的圓筒狀傳熱元件表面平整，易于清洗，并可大大減少染菌風(fēng)險(xiǎn)。
[0090]上述裝置形式為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)例，但本發(fā)明的形式并不僅限于此，允許在一定范圍內(nèi)做出修改。
[0091]雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可做各種的改動(dòng)與修飾，因此本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書(shū)所界定的為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種反應(yīng)器裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器裝置主要包括反應(yīng)容器、攪拌系統(tǒng)、傳熱裝置、導(dǎo)流裝置、空氣分布器;所述攪拌系統(tǒng)的主體由多組徑向流攪拌器和多組軸向流攪拌器組合構(gòu)成，其中所述徑向流攪拌器包括底層攪拌器、I?3個(gè)中部徑向流攪拌器;安裝于反應(yīng)容器內(nèi)部的傳熱裝置由多組圓筒狀傳熱元件同軸排列組成;所述空氣分布器包括在反應(yīng)容器內(nèi)不同空間位置布置的多組通氣管和圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板;所述圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板設(shè)置于反應(yīng)容器的筒體中部，有I?3個(gè);所述圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的下端面直徑與反應(yīng)容器直徑相等，上端面直徑在0.5?1.0D之間；其中D為反應(yīng)容器內(nèi)部圓筒狀傳熱元件的直徑。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器裝置，其特征在于，所述攪拌系統(tǒng)中的中部徑向流攪拌器與圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板一一匹配，設(shè)置I?3對(duì)，中部徑向流攪拌器在對(duì)應(yīng)圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的正上方。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器裝置，其特征在于，所述反應(yīng)器裝置的反應(yīng)容器筒體中部，設(shè)置I?3個(gè)圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板，圓錐臺(tái)的底角在20?60°之間，孔隙率在15?40%之間，孔徑在5?30mm之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器裝置，其特征在于，所述圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的圓錐平臺(tái)上端面與其上相鄰圓筒狀傳熱元件下端面之間的垂直距離在0.2?0.8dM之間；其中dM為中部徑向流攪拌器的直徑。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器裝置，其特征在于，所述多組通氣管還包括第三通氣管，所述第三通氣管安裝在圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的圓錐平臺(tái)之上的圓筒狀傳熱元件與器壁之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器裝置，其特征在于，所述圓筒狀傳熱元件，設(shè)置于反應(yīng)器下半部分時(shí)，圓筒狀傳熱元件的組間的間距Cb在O?10mm之間；在靠近中部圓錐臺(tái)側(cè)面多孔篩板的圓錐臺(tái)時(shí)，中部圓筒狀傳熱元件組間的間距Cm為0.4?1.6dM;其中dM為中部徑向流攪拌器的直徑。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的反應(yīng)器裝置，其特征在于，中部徑向流攪拌器的上方設(shè)置多層軸向流攪拌器，在兩者之間的圓筒狀傳熱元件組間距Cu在0.2?0.8dM之間；其中dM為中部徑向流攪拌器的直徑。8.權(quán)利要求1-7任一所述的反應(yīng)器裝置在氣液反應(yīng)或者氣液固反應(yīng)方面的應(yīng)用。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述多組通氣管包括設(shè)置在底層攪拌器正下方的第一通氣管；其中第一通氣管內(nèi)的通風(fēng)量占總通風(fēng)量的40?70%，其余百分比的通風(fēng)量由其它多組通風(fēng)管分配。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的應(yīng)用，其特征在于，所述多組通氣管包括第一通氣管、第二通氣管、第三通氣管，其中第一通氣管、第二通氣管、第三通氣管的通風(fēng)量之比為(0.4?0.7):(0.2 ?0.4):(0.3 ?0.1)之間。
【文檔編號(hào)】C12M1/08GK105944647SQ201610496423
【公開(kāi)日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年6月30日
【發(fā)明人】鄭志永, 王子凡, 詹曉北, 高敏杰
【申請(qǐng)人】江南大學(xué)