一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種鼓泡塔，屬于化工和環(huán)保技術(shù)領(lǐng)域的氣液傳質(zhì)設(shè)備，可以廣泛應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶煉、輕工等行業(yè)的蒸餾、吸收、分離、洗滌、凈化等工藝過程。
【背景技術(shù)】
[0002]氣液反應(yīng)過程是指一個反應(yīng)物在氣相，另一個在液相，氣相反應(yīng)物需進(jìn)入液相才能反應(yīng)；或兩個反應(yīng)物都在氣相，但需進(jìn)入液相與液相的催化劑接觸才能反應(yīng)。與化學(xué)吸收過程極為相似。
[0003]石油化工行業(yè)中有大量的設(shè)備采用氣液接觸的方式完成化學(xué)反應(yīng)過程。氣液相反應(yīng)器按氣液相接觸形態(tài)可分為:
[0004]氣體以氣泡形態(tài)分散在液相中的鼓泡塔反應(yīng)器、攪拌鼓泡藎式反應(yīng)器和板式反應(yīng)器;
[0005]液體以液滴狀分散在氣相中的噴霧、噴射和文氏反應(yīng)器等；
[0006]液體以膜狀運動與氣相進(jìn)行接觸的填料塔反應(yīng)器和降膜反應(yīng)器等。
[0007]填料塔、板式塔、噴霧塔等適用于瞬間、快速及中速的反應(yīng)，且塔內(nèi)氣液相擾動劇烈，不適用于慢速反應(yīng)過程，且無法對反應(yīng)過程中產(chǎn)生第三種產(chǎn)物進(jìn)行分離。上述塔中氣體在液體中溶解度不高，很難做到氣體向液體中的高效傳質(zhì)，工業(yè)應(yīng)用中常常遇到氣液兩相接觸反應(yīng)不夠充分，氣體利用率不高，液相中溶解的氣體濃度偏低等原因，從而使得生產(chǎn)成本較高，資源利用率偏低。
[0008]傳統(tǒng)的鼓泡塔利用簡單管式打孔型氣體分布器，產(chǎn)生氣泡直徑達(dá)幾甚至十幾厘米，雖然適用于慢速反應(yīng)過程，但塔內(nèi)液體返混嚴(yán)重，氣泡易產(chǎn)生聚并，反應(yīng)效率較低。對于慢速反應(yīng)過程，化學(xué)反應(yīng)能力比擴(kuò)散能力低，化學(xué)反應(yīng)主要在液相主體中進(jìn)行，為動力學(xué)控制。
[0009]目前研宄的很多強(qiáng)化氣液混合接觸的辦法，如增加塔內(nèi)壓力、采用渦輪混合器、塔內(nèi)機(jī)械葉輪攪拌等，這些機(jī)械強(qiáng)化的方法，能耗和費用較大，難以大規(guī)模使用，而且對某些需要保持靜態(tài)反應(yīng)狀態(tài)分離第三產(chǎn)物的化學(xué)過程會產(chǎn)生強(qiáng)烈的擾動作用，影響反應(yīng)結(jié)果的分離效果。還有一些采用外力場強(qiáng)化氣液接觸混合的方法，如電場強(qiáng)化、超聲波激振等，都是希望在反應(yīng)器內(nèi)產(chǎn)生更多的小氣泡，增加氣液間的接觸面積，但是由此的設(shè)備投資將大巾畐提尚。
[0010]泡狀流氣液反應(yīng)在石油化工行業(yè)中廣泛用于氣液兩相反應(yīng)、除去有害成分、回收氣體中有用物質(zhì)等化工過程。泡狀流氣液反應(yīng)不僅在化工領(lǐng)域，在環(huán)保領(lǐng)域也獲得了廣泛的應(yīng)用，如采用氣浮法對污水進(jìn)行處理和臭氧凈化飲用水等。
[0011]鼓泡塔內(nèi)，氣體通過分布器小孔形成氣泡鼓入液層。氣體的空塔氣速決定了反應(yīng)的相界面積、含氣率和返混程度。直接影響傳質(zhì)傳熱系數(shù)直至反應(yīng)結(jié)果。所以，研宄氣泡的大小、上升速度、含氣率、擾動和返混程度、相界面積及流體阻力等，對鼓泡塔反應(yīng)器的分析、控制和計算有著重要的意義?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0012]針對上述現(xiàn)有技術(shù)的現(xiàn)狀，本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供
[0013]一種能夠提高氣體向液體中的傳質(zhì)效率、提高氣液反應(yīng)速率、降低氣液反應(yīng)工藝的設(shè)備投資和運行費用的氣液接觸反應(yīng)裝置。
[0014]本實用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，包括塔體、氣相分配器及液相分配器，還包括置于氣相分配器與液相分配器之間具有阻尼作用的防旋內(nèi)件，所述塔體的氣相出口處設(shè)有除沫網(wǎng)，所述塔體的液相出口處設(shè)有聚結(jié)填料，在所述塔體上部設(shè)有隔板。
[0015]進(jìn)一步地，所述氣相分配器包括微泡發(fā)生器及用于固定所述微泡發(fā)生器的支撐骨架，所述微泡發(fā)生器包括殼體及與所述殼體相抵的固定孔板，所述固定孔板下表面設(shè)有嵌于該固定孔板內(nèi)的微孔分布板，所述殼體內(nèi)腔設(shè)有防沖擋板，所述殼體與支撐骨架通過螺紋連接。
[0016]進(jìn)一步地，所述防旋內(nèi)件包括至少一組橫向擋板與至少一組縱向擋板交錯分布呈階梯狀向上排列。
[0017]進(jìn)一步地，在所述氣相分配器的氣相進(jìn)口及吹掃介質(zhì)進(jìn)口位置均設(shè)有止回閥門。
[0018]進(jìn)一步地，所述殼體內(nèi)設(shè)有駝峰支撐板。
[0019]進(jìn)一步地，所述支撐骨架上設(shè)有開口向下用于防止下降液返混的防混擋板。
[0020]進(jìn)一步地，所述微孔分布板為絲網(wǎng)燒結(jié)板、粉末燒結(jié)板、鉆孔鋼板、陶瓷剛玉燒結(jié)板或高分子膜片。
[0021]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果在于:采用微泡發(fā)生器能產(chǎn)生直徑
0.5-50mm的小氣泡，增加氣液兩相的接觸面積，降低氣泡產(chǎn)生的擾動作用；設(shè)置防旋內(nèi)件，對流體流動方向有一定的阻尼作用，有利于氣液間的傳質(zhì)強(qiáng)化；塔上部用隔板設(shè)置靜止分離區(qū)，可將輕組分的第三產(chǎn)物翻過隔板，與氣泡靜置分開，從而分離出來。
【附圖說明】
[0022]圖1是本實用新型一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2是本實用新型一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器的微泡發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖3是本實用新型一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器的防旋內(nèi)件的俯視圖；
[0025]圖4是本實用新型一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器的液相分配器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖5是本實用新型一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器的氣相分配器結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的是實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。
[0028]如圖1-5所示，一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，包括塔體I及置于塔體I內(nèi)的除沫網(wǎng)2、氣相分配器4、液相分配器3、防旋內(nèi)件7及聚結(jié)填料5，所述除沫網(wǎng)2設(shè)于塔體I的氣相出口處，用于除去分離氣體中夾帶的液相，所述防旋內(nèi)件7置于塔體I中部，防止液相降落過程和氣泡上升過程中的返混、擾動，并防止氣泡上升過程中的聚并；所述防旋內(nèi)件7的上、下兩端分別設(shè)置液相分配器3及氣相分配器4。為使液相噴淋更加均勻，如圖3所示，所述液相分配器3的噴嘴等距分布于塔體I橫截面；所述氣相分配器4包括微泡發(fā)生器41及用于固定所述微泡發(fā)生器41的支撐骨架42，所述微泡發(fā)生器41包括殼體414及與所述殼體414相抵的固定孔板411，所述固定孔板411下表面設(shè)有嵌于該固定孔板411內(nèi)的微孔分布板412，所述殼體414內(nèi)腔設(shè)有防沖擋板415，所述殼體414內(nèi)設(shè)有蛇峰支撐板413，所述殼體414與支撐骨架42通過螺紋連接。為防止下降液返混，在所述支撐骨架42，上設(shè)有開口向下用于的防混擋板43。
[0029]為便于將第三產(chǎn)物單獨分離，在所述塔體I上部設(shè)有隔板6，形成靜止分離區(qū)，可將輕組分的第三產(chǎn)物翻過隔板6，與氣泡靜置分開，從而分離出來。
[0030]為促進(jìn)氣液間的傳質(zhì)強(qiáng)化，所述防旋內(nèi)件7包括至少一組橫向擋板71與至少一組縱向擋板72交錯分布呈階梯狀向上排列，在流體流動方向有一定的阻尼作用，避免空塔內(nèi)中間流體流速大，四周靠近塔壁流速??；防旋內(nèi)件7也將塔內(nèi)液體縱向分開，防止形成擾動，避免氣泡聚并，氣液接觸面積不會減少，同時增加氣泡的停留時間，有利于氣液間的傳質(zhì)強(qiáng)化。
[0031]為防止液相倒灌至氣相管線，在所述氣相分配器4的氣相進(jìn)口及吹掃介質(zhì)位置均設(shè)有止回閥門44。
[0032]所述微孔分布板412為絲網(wǎng)燒結(jié)板、粉末燒結(jié)板、鉆孔鋼板、陶瓷剛玉燒結(jié)板或高分子膜片。
[0033]最后應(yīng)說明的是:以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行同等替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神與范圍。
【主權(quán)項】
1.一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，包括塔體(I)、氣相分配器(4)及液相分配器(3)，其特征在于，還包括置于氣相分配器(4)與液相分配器(3)之間具有阻尼作用的防旋內(nèi)件(7)，所述塔體(I)的氣相出口處設(shè)有除沫網(wǎng)(2)，所述塔體(I)的液相出口處設(shè)有聚結(jié)填料(5)，在所述塔體(I)上部設(shè)有隔板(6)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，其特征在于，所述氣相分配器(4)包括微泡發(fā)生器(41)及用于固定所述微泡發(fā)生器的支撐骨架(42)，所述微泡發(fā)生器(41)包括殼體(414)及與所述殼體(414)相抵的固定孔板(411)，所述固定孔板(411)下表面設(shè)有嵌于該固定孔板(411)內(nèi)的微孔分布板(412)，所述殼體(41)內(nèi)腔設(shè)有防沖擋板(415)，所述殼體(41)與支撐骨架(42)通過螺紋連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，其特征在于，所述防旋內(nèi)件(7)包括至少一組橫向擋板(71)與至少一組縱向擋板(72)交錯分布呈階梯狀向上排列。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，其特征在于，在所述氣相分配器(4)的氣相進(jìn)口及吹掃介質(zhì)進(jìn)口位置均設(shè)有止回閥門(44)。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，其特征在于，所述殼體(414)內(nèi)設(shè)有駝峰支撐板(413)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，其特征在于，所述支撐骨架(42)上設(shè)有開口向下用于防止下降液返混的防混擋板(43)。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，其特征在于，所述微孔分布板(412)為絲網(wǎng)燒結(jié)板、粉末燒結(jié)板、鉆孔鋼板、陶瓷剛玉燒結(jié)板或高分子膜片。
【專利摘要】本實用新型涉及一種鼓泡塔氣液反應(yīng)器，包括塔體、氣相分配器及液相分配器，其特征在于，還包括置于氣相分配器與液相分配器之間具有阻尼作用的防旋內(nèi)件，所述塔體的氣相出口處設(shè)有除沫網(wǎng)，所述塔體的液相出口處設(shè)有聚結(jié)填料，在所述塔體上部設(shè)有隔板，本實用新型的有益效果在于：采用微泡發(fā)生器能產(chǎn)生直徑0.5-50mm的小氣泡，增加氣液兩相的接觸面積，降低氣泡產(chǎn)生的擾動作用；設(shè)置防旋內(nèi)件，對流體流動方向有一定的阻尼作用，有利于氣液間的傳質(zhì)強(qiáng)化；塔上部用隔板設(shè)置靜止分離區(qū)，可將輕組分的第三產(chǎn)物翻過隔板，與氣泡靜置分開，從而分離出來。
【IPC分類】B01J19/26, B01J10/00
【公開號】CN204710289
【申請?zhí)枴緾N201520325634
【發(fā)明人】徐振華, 賀立明, 陳海艇
【申請人】寧波章甫能源科技有限公司
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年8月8日