气液反应器及气液反应器组

摘要

本发明公开了一种气液反应器，包括竖直管式反应器本体，液体喷射管和气体喷射管，竖直管式反应器本体上部设置气体出口，底部设置液体出口，反应器本体中部固定设置环形催化剂层，反应器本体内还包括通过多个弹簧支撑设置于催化剂层上方的环形钢丝网，所述的液体喷射管从反应器本体顶端向下穿过环形的钢丝网与催化层伸入反应器本体下部，气体喷射管穿过反应器本体下部的侧壁也伸入反应器本体下部，液体喷射管的出口端和气体喷射管的出口端分别设置开口朝下的液体喷嘴和开口朝上的气体喷嘴，且两者相对设置；本发明结构简单，气‑液接触面积大，能够实现反应物气体和液体的高速对撞混合，强化反应物料间的相间混合，增强传热传质效果。

权利要求

1.一种气液反应器，其特征在于，包括竖直管式反应器本体，液体喷射管和气体喷射管，竖直管式反应器本体上部设置气体出口，底部设置液体出口，反应器本体中部固定设置环形催化剂层，反应器本体内还包括通过多个弹簧支撑设置于催化剂层上方的环形钢丝网，所述的液体喷射管从反应器本体顶端向下穿过环形的钢丝网与催化层伸入反应器本体下部，气体喷射管穿过反应器本体下部的侧壁也伸入反应器本体下部，液体喷射管的出口端和气体喷射管的出口端分别设置开口朝下的液体喷嘴和开口朝上的气体喷嘴，且两者相对设置。

2.根据权利要求1所述的一种气液反应器，其特征在于，所述的液体喷射管穿过催化剂层这段管的圆周均布多个喷射孔。

3.根据权利要求1所述的一种气液反应器，其特征在于，液体喷嘴和气体喷嘴均为截头圆锥形，两个喷嘴与相应地喷射管相连的一端的直径大于远离喷射管一端的直径。

4.根据权利要求1所述的一种气液反应器，其特征在于，反应器本体下部的一段侧壁向内凹陷形成喉管，所述的液体喷嘴和气体喷嘴相对设置在喉管内上下。

5.一种气液反应器组，其特征在于，由N+1个权利要求1-4任一权利要求所述的气液反应器串联而成，其中N≥1，分别为第一反应器，第二反应器，第三反应器……，第N-1反应器，第N反应器和第N+1反应器，第一反应器的气体出口通过第一进气管与第二反应器的气体喷射管进口相连，第二反应器的气体出口通过第二进气管与第三反应器的气体喷射管进口相连，依次类推其他反应器，直至第N+1反应器；第N+1反应器的液体出口通过第一进液管与第N反应器的液体喷射管进口相连，第N反应器的液体出口通过第二进液管与第N-1反应器的液体喷射管进口相连，依次类推其他反应器，直至第一反应器。

说明书

气液反应器及气液反应器组

技术领域

[0001] 本发明涉及一种气液反应器及由多个气液反应器串联而成的气液反应器组。

背景技术

[0002] 目前，实现气-液两相混合的设备种类很多，按气液相接触形态可分为：(1)气体以气泡形态分散在液相中的鼓泡塔反应器、搅拌鼓泡釜式反应器和板式反应器；(2)液体以液滴状分散在气相中的喷雾、喷射和文氏反应器等；(3)液体以膜状运动与气相进行接触的填料塔反应器和降膜反应器等。现有这些反应器均不能最大化实现气液接触面，影响传质与传热。

发明内容

[0003] 本发明提供了一种气液反应器，结构简单，气-液接触面积大，能够实现反应物气体和液体的高速对撞混合，强化反应物料间的相间混合，增强传热传质效果。

[0004] 为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是这样的，一种气液反应器，包括竖直管式反应器本体，液体喷射管和气体喷射管，竖直管式反应器本体上部设置气体出口，底部设置液体出口，反应器本体中部固定设置环形催化剂层，反应器本体内还包括通过多个弹簧支撑设置于催化剂层上方的环形钢丝网，所述的液体喷射管从反应器本体顶端向下穿过环形的钢丝网与催化层伸入反应器本体下部，气体喷射管穿过反应器本体下部的侧壁也伸入反应器本体下部，液体喷射管的出口端和气体喷射管的出口端分别设置开口朝下的液体喷嘴和开口朝上的气体喷嘴，且两者相对设置。

[0005] 为了气液有更大的接触面积，所述的液体喷射管穿过催化剂层这段的圆周均布多个喷射孔。

[0006] 为了达到更好地喷射效果，液体喷嘴和气体喷嘴均为截头圆锥形，两个喷嘴与相应地喷射管相连的一端的直径大于远离喷射管一端的直径。

[0007] 优选地，反应器本体下部的一段侧壁向内凹陷形成喉管，所述的液体喷嘴和气体喷嘴相对设置在喉管内上下。

[0008] 本发明还提供一种气液反应器组由N+1个上述气液反应器串联而成，其中N≥1，分别为第一反应器，第二反应器，第三反应器……，第N-1反应器，第N反应器和第N+1反应器，第一反应器的气体出口通过第一进气管与第二反应器的气体喷射管进口相连，第二反应器的气体出口通过第二进气管与第三反应器的气体喷射管进口相连，依次类推其他反应器，直至第N+1反应器；第N+1反应器的液体出口通过第一进液管与第N反应器的液体喷射管进口相连，第N反应器的液体出口通过第二进液管与第N-1反应器的液体喷射管进口相连，依次类推其他反应器，直至第一反应器。

[0009] 有益效果：

[0010] 1、本发明反应器，结构简单，气-液接触面积大，能够实现反应物气体和液体的高速对撞混合，强化反应物料间的相间混合，增强传热传质效果。

[0011] 2、本发明气液反应器组，气体和液体以逆向方式进料，两者在反应器间逆向流动，增大物料间浓度梯度，提高物料的利用率，降低了物料的进料比。

附图说明

[0012] 图1是气液反应器结构示意图；

[0013] 图2为气液反应器组的结构示意图。

具体实施方式

[0014] 为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

[0015] 实施例1

[0016] 参见图1，一种气液反应器，包括竖直管式反应器本体1，液体喷射管2和气体喷射管3，竖直管式反应器本体上部设置气体出口4，底部设置液体出口5，反应器本体中部固定设置环形催化剂层6，反应器本体内还包括通过多个弹簧支撑设置于催化剂层上方的环形钢丝网7，所述的液体喷射管3从反应器本体1顶端向下穿过环形的钢丝网7与催化层6伸入反应器本体下部，气体喷射管3穿过反应器本体下部的侧壁也伸入反应器本体下部，反应器本体下部的一段侧壁向内凹陷形成喉管8，液体喷射管的出口端和气体喷射管的出口端分别设置开口朝下的液体喷嘴9和开口朝上的气体喷嘴10，且两者相对设置在喉管8内上下。

[0017] 为了气液有更大的接触面积，所述的液体喷射管穿过催化剂层这段管的轴向均布多个喷射孔11。

[0018] 优选地，液体喷嘴9和气体喷嘴10均为截头圆锥形，两个喷嘴与相应地喷射管相连的一端的直径大于远离喷射管一端的直径。气体物料通过气体喷射管3竖直朝上从气体喷嘴10喷出，液体物料通过液体喷射管2竖直朝下从液体喷嘴9喷出，两者高速对撞混合形成雾状小粒子，雾状小粒子向上进入反应器本体中部的催化剂层6进行反应后，在向上气流的推动下，未完全反应的反应物与产物一起继续向上运动，穿过钢丝网7，由于钢丝网依靠弹簧支撑设置于催化剂层上方，在气流的冲击下上下振动，除去未反应完的液体物料和生成的液相产物，其在自重的作用下，再次经过催化剂层继续反应，生成的液相产物从液体出口5出，生成的气相产物从反应出口4。

[0019] 实施例2

[0020] 如图2所示，一种气液反应器组，由3个权利要求所述的喷射反应器串联而成，分别为第一反应器101，第二反应器102，第三反应器103，第一反应器101的气体出口通过第一进气管104与第二反应器102的气体喷射管进口相连，第二反应器102的气体出口通过第二进气管105与第三反应器103的气体喷射管进口相连；第三反应器103的液体出口通过第一进液管106与第二反应器的液体喷射管进口相连，第二反应器102的液体出口通过第二进液管107与第一反应器101的液体喷射管进口相连。

[0021] 气体物料经第一反应器101的气体喷管连续喷入至第一反应器101下部，第一反应器101的气相出口出来的物料经第一气管104进入第二反应器的气体喷管，连续喷入至第二反应器102下部，第二反应器102的气相出口出来的物料经第二气管105进入第三反应器的气体喷管，连续续喷入至第三反应器103下部，气相产物最终由第三反应器103的气相出口出来；

[0022] 液体物料经第三反应器103的液体喷管连续喷入至第三反应器103下部，第三反应器103的液相出口出来的物料经第一进液管106进入第二反应器102的液体喷管，连续喷入至第二反应器102下部，第二反应器102的液相出口出来的物料经第二进液管107进入第一反应器101的液体喷管，连续喷入至第一反应器101下部，液体产物最终将由第一反应器101的液相出口出来。

[0023] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。