單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)填料床裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于強(qiáng)化液-液快速微觀混合反應(yīng)裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)填料床裝置，解決目前液、液快速反應(yīng)在不等量進(jìn)料的情況下所引起的微觀混合不均勻的問題。撞擊流結(jié)構(gòu)，包括管徑不同的主進(jìn)料管和套管以及擋板，套管套于主進(jìn)料管的之外，套管開口端部與主進(jìn)料管噴嘴端部形成環(huán)縫，擋板中心位于主進(jìn)料管以及套管的軸線上；旋轉(zhuǎn)填料床裝置，撞擊流結(jié)構(gòu)設(shè)置于轉(zhuǎn)子的空腔內(nèi)并沿轉(zhuǎn)子軸線方向設(shè)置。本發(fā)明具有不等量進(jìn)料均勻混合、快速反應(yīng)、反應(yīng)時(shí)間短、處理量大的優(yōu)點(diǎn)；尤其適用于工業(yè)上反應(yīng)體系物料比不為1的不等量進(jìn)料的快速反應(yīng)以及有一定黏度特性的反應(yīng)體系。
【專利說明】單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)以及旋轉(zhuǎn)填料床裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于強(qiáng)化液-液快速微觀混合反應(yīng)裝置的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)以及單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]撞擊流是利用兩股或多股流體相向撞擊，在兩進(jìn)料管之間形成的高動(dòng)量傳遞、高湍動(dòng)能、高湍動(dòng)能耗散的核心區(qū)域，軸向速度迅速為零轉(zhuǎn)變?yōu)閺较蛩俣?，從而快速地進(jìn)行微觀混合，微觀混合的好壞可以改變產(chǎn)品的質(zhì)量，進(jìn)而改變產(chǎn)品的性質(zhì)。工業(yè)上受微觀混合影響的快速反應(yīng)過程包括聚合反應(yīng)過程、反應(yīng)結(jié)晶過程和部分生化反應(yīng)過程等。
[0003]目前，用于液液反應(yīng)的撞擊流結(jié)構(gòu)主要浸沒循環(huán)式撞擊流和撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置。但是，浸沒循環(huán)式撞擊流還存在著一些不足。首先，由于安裝螺旋槳的電機(jī)軸是懸臂結(jié)構(gòu)，如果軸較長或轉(zhuǎn)速較快，容易弓I起螺旋槳及電機(jī)軸的振動(dòng)。其次，安裝螺旋槳的電機(jī)軸在反應(yīng)器壁上需安裝軸封結(jié)構(gòu)，增加了反應(yīng)器的制造成本，長期運(yùn)轉(zhuǎn)軸封結(jié)構(gòu)容易損壞，影響反應(yīng)器的長期運(yùn)行。最后，這種結(jié)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)部件設(shè)置在反應(yīng)器內(nèi)，而運(yùn)動(dòng)部件在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中可能發(fā)生故障的機(jī)率較大，此時(shí)需要將反應(yīng)過程停下來進(jìn)行維修，影響裝置的連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，也對上下游配套裝置產(chǎn)生一定的影響。盡管有所改進(jìn)，但是仍為間歇操作，處理能力有限。傳統(tǒng)兩根進(jìn)料管撞擊流裝置由于不等量進(jìn)料，微觀混合效果較差。
[0004]現(xiàn)有的撞擊流結(jié)構(gòu)通常包括兩個(gè)直角進(jìn)液管，直角進(jìn)液管上設(shè)有噴嘴，兩噴嘴相向設(shè)置；兩噴嘴噴出的液體相向撞擊。例如:中國專利201310338819.4，中國專利200610102107.2都公開了這種形式的撞擊流結(jié)構(gòu)。但是，工業(yè)中大多數(shù)液、液快速反應(yīng)物料流量比并不相等，采用目前現(xiàn)有的撞擊流結(jié)構(gòu)并不能達(dá)到理想的混合效果，得到混合均勻、理想的產(chǎn)品。傳統(tǒng)撞擊流結(jié)構(gòu)由于只有兩根直角管對撞，在不等物料流量比的情況下，一方面，其中某一種反應(yīng)物的體積相對較少，導(dǎo)致溶液在反應(yīng)器的交匯區(qū)域碰撞減弱，產(chǎn)生的渦流或卷席強(qiáng)度變小，微觀混合惡化；另一方面，由于某一反應(yīng)物局部濃度過大，可能導(dǎo)致副反應(yīng)的發(fā)生更劇烈，混合效果不理想、不均勻。另外，物料撞擊時(shí)產(chǎn)生的撞擊面，其邊緣由于湍動(dòng)耗散率與中心相比較小，使得撞擊面邊緣混合效果并不理想。采用CFD模擬和PIV實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)果表明在撞擊平面的駐點(diǎn)混合效果最好，當(dāng)撞擊初速度為10m/s時(shí),瑞動(dòng)能耗散率從中心向四周由降為，相差至少一個(gè)數(shù)量級。
[0005]同時(shí)，在這些反應(yīng)過程中，很多反應(yīng)體系是在有一定黏度特性的情況下混合反應(yīng)的，流體體系黏度的提升將導(dǎo)致流體的流動(dòng)性變差，降低流體的分散尺度，以致產(chǎn)生混合效果不佳，目標(biāo)產(chǎn)物質(zhì)量變差等許多不利的結(jié)果。采用碘化物-碘酸鹽微觀混合測試體系，當(dāng)體系粘度由20mPa.s升至200mPa.s，傳統(tǒng)撞擊流結(jié)構(gòu)離集指數(shù)由0.11增加到0.35，傳統(tǒng)撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置離集指數(shù)由0.03增加到0.06 ;當(dāng)體系體積流量比為由I增加到9，傳統(tǒng)撞擊流結(jié)構(gòu)離集指數(shù)由0.08增加到0.13，傳統(tǒng)撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置離集指數(shù)由
0.017增加到0.03 ;混合效果變差，導(dǎo)致反應(yīng)過程中副產(chǎn)物增多，目標(biāo)產(chǎn)物收率急劇下降，增加了后續(xù)產(chǎn)物提純等復(fù)雜工序，為企業(yè)增加了負(fù)擔(dān)，從而影響工業(yè)化應(yīng)用。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明為了解決目前液、液快速反應(yīng)在不等量進(jìn)料的情況下所引起的微觀混合不均勻的問題，提供了一種單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)和單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置。
[0007]本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括管徑不同的主進(jìn)料管和套管以及擋板，套管的管徑大于主進(jìn)料管的管徑，套管套于主進(jìn)料管的之外，主進(jìn)料管一端設(shè)置主進(jìn)料管進(jìn)料口、另一端設(shè)置擴(kuò)口型主進(jìn)料管噴嘴，主進(jìn)料管噴嘴端部中心開有出料孔，套管對應(yīng)主進(jìn)料管進(jìn)料口的一端設(shè)置有套管進(jìn)料口，套管對應(yīng)主進(jìn)料管噴嘴的另一端開口、套管開口端部與主進(jìn)料管噴嘴端部形成環(huán)縫，出料孔與環(huán)縫設(shè)置于同一平面，擋板相對于主進(jìn)料管以及套管的軸線方向垂直設(shè)置，擋板中心位于主進(jìn)料管以及套管的軸線上。
[0008]所述的套管直徑Cl1與主進(jìn)料管直徑d2的比值為1.5^20,套管長度L1與套管直徑Cl1比值為1(Γ50，主進(jìn)料管長度L2大于套管長度U。主進(jìn)料管出料孔到擋板的距離d3與主進(jìn)料管出料孔直徑D2之比為1飛0，主進(jìn)料管的內(nèi)徑(12與出料孔直徑D2比為1飛0，套管直徑Cl1與環(huán)縫寬度D1比值為I?100。
[0009]所述的擋板為圓形或方形，擋板相對主進(jìn)料管和套管可旋轉(zhuǎn)設(shè)置或者與主進(jìn)料管和套管連接，擋板為向外凸起，擋板表面粗糙。
[0010]一種單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置，包括旋轉(zhuǎn)填料床和所述的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)填料床包括填料、轉(zhuǎn)軸、轉(zhuǎn)子、殼體以及液體出口，所述的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)設(shè)置于轉(zhuǎn)子的空腔內(nèi)并沿轉(zhuǎn)子軸線方向設(shè)置，主進(jìn)料管噴嘴以及環(huán)縫與擋板之間中心線位于轉(zhuǎn)子空腔的中央，擋板與轉(zhuǎn)子內(nèi)緣連接，轉(zhuǎn)子位于殼體的中部；填料在轉(zhuǎn)子空心圓環(huán)中；液體出口在殼體的底部；轉(zhuǎn)軸通過與電機(jī)相連帶動(dòng)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]所述的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置，轉(zhuǎn)子內(nèi)徑d4與套管直徑Cl1比為I?5。
[0012]所述的量多的反應(yīng)物料從主進(jìn)料管進(jìn)料，而量少的反應(yīng)物料從套管進(jìn)料，主進(jìn)料管和套管的進(jìn)料溶液體積比為廣15，反應(yīng)物料的粘度為2?300mPa.S。
[0013]微觀混合是指分子間的混合，微觀混合狀況則用參數(shù)微觀混合特征時(shí)間參數(shù)tM表征，采用碘化物-碘酸鹽微觀混合測試體系，本發(fā)明的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)以及單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置的微觀混合時(shí)間分別為1.1rns和0.073ms,相同條件下較傳統(tǒng)兩根管撞擊流結(jié)構(gòu)以及撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置的1.4ms和0.2ms有較大的提高。本發(fā)明反應(yīng)時(shí)間短，適用于快速反應(yīng)；由于微觀混合時(shí)間與微觀尺度λ的平方成正t匕，當(dāng)整個(gè)混合容積中不存在大于λ的分隔尺度時(shí)，才能認(rèn)為達(dá)到理想混合。顯然，對于在分子尺度上進(jìn)行的過程例如化學(xué)反應(yīng)，只有達(dá)到良好的微觀混合狀態(tài)，分子間才能有效的接觸和反應(yīng)。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)以及單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置采用兩根直管的結(jié)構(gòu)，減少了彎頭的個(gè)數(shù)，減少了動(dòng)量損失。以lOm/s撞擊初速度為例，增加2個(gè)90°彎頭，阻力損失為75J/kg，動(dòng)能僅為沒有彎頭的1/4，撞擊速度隨之極大地減小。根據(jù)Newton定律，較大的撞擊初速度形成了較強(qiáng)烈的動(dòng)量傳遞，能量耗散增強(qiáng)，加上液體處于分子緊密聚集的凝聚狀態(tài)，兩股相向撞擊的流體間必然發(fā)生強(qiáng)烈地相互作用，包括流團(tuán)或/和分子間相互碰撞、擠壓、剪切等作用，產(chǎn)生強(qiáng)烈的微觀混合。由于撞擊面的邊緣效應(yīng)，微觀混合并不像撞擊面中心區(qū)域理想，通過旋轉(zhuǎn)填料床的高速旋轉(zhuǎn)，對邊緣液體剪切，進(jìn)行二次混合，從而進(jìn)一步強(qiáng)化了微觀混合效果。
[0015]本發(fā)明的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)及單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置，采用碘化物-碘酸鹽反應(yīng)體系，在進(jìn)料流量為廣9，單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)離集指數(shù)由0.06變?yōu)?.10，單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置0.007變?yōu)?.015 ；液體粘度為20 mPa.s^200 mPa.s時(shí)，單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)離集指數(shù)由0.05變?yōu)?.17，單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置離集指數(shù)由0.005變?yōu)?.036。在不等量進(jìn)料以及粘度體系方面，較傳統(tǒng)撞擊流結(jié)構(gòu)及傳統(tǒng)撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置離集指數(shù)減少了 1/2，微觀混合效果得到了極大地提高。這樣的優(yōu)勢，使得反應(yīng)過程中副產(chǎn)物減少，目標(biāo)產(chǎn)物收率提高，工業(yè)化應(yīng)用中為企業(yè)節(jié)約了成本，提高了利潤。
[0016]綜上所述，本發(fā)明的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)保持了傳統(tǒng)兩根管撞擊流裝置連續(xù)操作、處理能力強(qiáng)、處理量大、維修方便的優(yōu)點(diǎn)，克服了目前傳統(tǒng)兩根進(jìn)料管撞擊流結(jié)構(gòu)不等量進(jìn)料混合效果差的缺點(diǎn)，具有不等量進(jìn)料均勻混合、快速反應(yīng)、反應(yīng)時(shí)間短、處理量大、的優(yōu)點(diǎn)；出料孔噴出的物料與擋板碰撞，形成徑向并垂直與填料的霧面，與旋轉(zhuǎn)填料床耦合，通過旋轉(zhuǎn)填料床的切割，能夠使物料進(jìn)一步均勻的混合，尤其適用于工業(yè)上反應(yīng)體系物料比不為I的不等量進(jìn)料的快速反應(yīng)以及有一定黏度特性的反應(yīng)體系。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置工藝流程圖；
圖4是單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床撞擊霧面圖；
圖5是單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床尺寸示意圖；
圖6是向外凸起的擋板結(jié)構(gòu)示意圖，
圖7是平板的擋板結(jié)構(gòu)示意圖，
圖8是向內(nèi)凹陷的擋板結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖中，1-單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)；2-填料；3-轉(zhuǎn)軸；4-轉(zhuǎn)子；5-殼體；6-液體出口 ；7_液體流量計(jì)II ;8_儲(chǔ)液槽I ;9_耐腐蝕泵I ;10_閥門I ;11_液體流量計(jì)I ;12_儲(chǔ)液槽II，13-耐腐蝕泵II，14-閥門II，1.1-主進(jìn)料管進(jìn)料口 ；1.2-套管進(jìn)料口 ；1.3_主進(jìn)料管；1.4_套管；1.5-主進(jìn)料管噴嘴；1.6-環(huán)縫，1.7-擋板。

【具體實(shí)施方式】
[0019]如圖2、4所示，單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)，包括管徑不同的主進(jìn)料管1.3和套管1.4以及擋板1.7，套管1.4的管徑大于主進(jìn)料管1.3的管徑，套管1.4套于主進(jìn)料管1.3的之外，主進(jìn)料管1.3遠(yuǎn)離擋板1.7的一端設(shè)置主進(jìn)料管進(jìn)料口 1.1、靠近擋板1.7的另一端設(shè)置擴(kuò)口型主進(jìn)料管噴嘴1.5，主進(jìn)料管噴嘴1.5端部中心開有出料孔，套管1.4對應(yīng)主進(jìn)料管進(jìn)料口的一端設(shè)置有套管進(jìn)料口 1.2，套管對應(yīng)主進(jìn)料管噴嘴的另一端開口、套管開口端部與主進(jìn)料管噴嘴端部形成環(huán)縫1.6，出料孔與環(huán)縫設(shè)置于同一平面，擋板1.7相對于主進(jìn)料管以及套管的軸線方向垂直設(shè)置，擋板中心位于主進(jìn)料管以及套管的軸線上。量多的反應(yīng)物料從主進(jìn)料管進(jìn)料，而量少的反應(yīng)物料從套管進(jìn)料，主進(jìn)料管和套管的進(jìn)料溶液體積比為廣15 ;撞擊初速度為5?30m/s，反應(yīng)物料的粘度為2?300mPa.S。
[0020]如圖1所示，一種單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置，包括旋轉(zhuǎn)填料床和單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)填料床包括填料2、轉(zhuǎn)軸3、轉(zhuǎn)子4、殼體5以及液體出口6，所述的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流I設(shè)置于轉(zhuǎn)子4的空腔內(nèi)并沿轉(zhuǎn)子軸線方向設(shè)置，主進(jìn)料管噴嘴以及環(huán)縫1.6與擋板之間的中心線位于轉(zhuǎn)子4空腔的中央，轉(zhuǎn)子4位于殼體5的中部；填料2在轉(zhuǎn)子空心圓環(huán)中；液體出口 6在殼體5的底部；轉(zhuǎn)軸3通過與電機(jī)相連帶動(dòng)轉(zhuǎn)子4轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0021]如圖5所示，套管1.4直徑Cl1與主進(jìn)料管1.3直徑d2的比值為f 20。為了使流體保持穩(wěn)定的流動(dòng)狀態(tài)，套管長度L1與套管直徑Cl1比值為1(Γ50，主進(jìn)料管長度L2大于套管長度U。主進(jìn)料管出料孔1.5到擋板7的距離d3與主進(jìn)料管出料孔1.5直徑D2之比為Γ50,比值太大撞擊時(shí)初速度變小，能量耗散降低，混合效果變差。在相同進(jìn)料流量的情況下，出料孔直徑過大，使撞擊初速度變小，動(dòng)量傳遞變小，微觀混合效果變差；而噴嘴過小，造成出料孔壓力過大，根據(jù)進(jìn)料管內(nèi)徑的大小，主進(jìn)料管的內(nèi)徑d2與出料孔1.5直徑D2比為1飛0，套管直徑Cl1與環(huán)縫1.6寬度D1比值為I?100。轉(zhuǎn)子內(nèi)徑d4與套管直徑Cl1比為I?5，比值太大，撞擊后的液體無法進(jìn)入旋轉(zhuǎn)填料床而直接流出。
[0022]如圖3所示，本發(fā)明的工作過程如下:溶液儲(chǔ)存在儲(chǔ)液槽18、儲(chǔ)液槽II 12中，經(jīng)過加壓，原料通過耐腐蝕泵19、耐腐蝕泵1113，分別從主進(jìn)料管進(jìn)料口 1.1和套管進(jìn)料口1.2，進(jìn)入單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流反應(yīng)器，量少的反應(yīng)物料從套管1.4進(jìn)料，并與前方擋板
1.7撞擊形成向后的撞擊霧面，量多的反應(yīng)物料從主進(jìn)料管1.3進(jìn)料并從套管與主進(jìn)料管的環(huán)縫1.6處噴出，形成向前的霧面，與主物料的霧面相遇，在轉(zhuǎn)子4的空腔中撞擊混合，進(jìn)行物料首次撞擊，達(dá)到撞擊混合目的，實(shí)現(xiàn)快速、均勻的微觀混合、反應(yīng)。物料從轉(zhuǎn)子4的空腔進(jìn)入到填料2中，轉(zhuǎn)子4在轉(zhuǎn)軸3的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，由超重力場產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力使得物料在通過填料層的徑向和軸向過程中進(jìn)行二次混合，最后從液體出口 6排出。
[0023]如圖6、7、8所示，擋板為圓形，也可以為方形，擋板為平板、向內(nèi)凹陷或向外凸起，擋板表面為平滑或粗糙。優(yōu)先選擇微觀混合效果較好的向外凸起、表面粗糙的圓形擋板。擋板固定于旋轉(zhuǎn)填料床上，與轉(zhuǎn)子內(nèi)緣連接，與其一起旋轉(zhuǎn)；也可以與撞擊流結(jié)構(gòu)連接。優(yōu)先選擇微觀混合效果較好的向外凸起、表面粗糙的圓形擋板。
[0024]實(shí)施例1:
如圖3所示，采用單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置，Cl1M2=L 5，L1M1=SO, d3/D2=3, d2/D2=l, VD1=I, (Vd1=I, A、B溶液體積流量比為5，A溶液粘度為300mPa.s, B溶液粘度為200mPa*s，向下凹陷、表面粗糙的圓形擋板，進(jìn)行石蠟乳化的研究。溶液A石蠟置于儲(chǔ)液槽18中，6%的由Span80，K12與助乳化劑A復(fù)配而得乳化劑置于儲(chǔ)液槽1112中，SP為溶液B，分別經(jīng)過耐腐蝕泵19、耐腐蝕泵1113及液體流量計(jì)111、液體流量計(jì)1115，通過單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流反應(yīng)器在轉(zhuǎn)子的空腔內(nèi)進(jìn)行首次撞擊，形成的混合流體進(jìn)入填料層2中，轉(zhuǎn)子4在轉(zhuǎn)軸3的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為1200r/min時(shí)，由超重力場產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力使得混合流體進(jìn)行二次混合、反應(yīng)，最后進(jìn)液體出口 5排出，得到的石蠟乳液在離心機(jī)進(jìn)行離心穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)，乳液不分層。
[0025]實(shí)施例2:
如圖3所示，采用單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置4/4=5，L1M1=1, d3/D2=15, d2/D2=30, VDPO，(Vd1=S, A、B 溶液體積流量比為 15，A、B 溶液粘度為 2mPa.s,向下凹陷、表面粗糙的圓形擋板，制備超細(xì)氫氧化鎂的研究。NaOH濃度為1.5mol/L的溶液A置于儲(chǔ)液槽18中，氯化鎂濃度為1.5mol/L的溶液B置于儲(chǔ)液槽II12中，分別經(jīng)過耐腐蝕泵19、耐腐蝕泵1113及液體流量計(jì)111、液體流量計(jì)1115，，通過單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流反應(yīng)器在轉(zhuǎn)子的空腔內(nèi)進(jìn)行首次撞擊，形成的混合流體進(jìn)入填料層2中，轉(zhuǎn)子4在轉(zhuǎn)軸3的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為950r/min時(shí)，由超重力場產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力使得混合流體進(jìn)行二次混合、反應(yīng)，最后進(jìn)液體出口 6排出，過濾干燥后，得到平均粒徑為60nm的超細(xì)Mg(OH)2。
[0026]實(shí)施例3:
如圖3所示，采用單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置Cl1Al2=1, ^/^=20, d3/D2=50, d2/D2=50, VD1=10, d/dp，A、B溶液體積流量比為LA溶液粘度為20mPa.s，B溶液粘度為10mPa.s向下凹陷、表面粗糙的圓形擋板，進(jìn)行柴油乳化的研究。儲(chǔ)液槽18中儲(chǔ)存0.8600g/mL的柴油，即為溶液A，3%的由TWeen80和Span復(fù)配得到的乳化劑置于儲(chǔ)液槽1112中，即為溶液B，分別經(jīng)過耐腐蝕泵19、耐腐蝕泵1113及液體流量計(jì)111、液體流量計(jì)1115，通過單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流反應(yīng)器在轉(zhuǎn)子的空腔內(nèi)進(jìn)行首次撞擊，形成的混合流體進(jìn)入填料層2中,轉(zhuǎn)子4在轉(zhuǎn)軸3的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為1000r/min時(shí)，由超重力場產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力使得混合流體進(jìn)行二次混合、反應(yīng)，最后進(jìn)液體出口 6排出，得到乳化柴油靜置I個(gè)月不分層。
[0027]實(shí)施例4:
如圖3所示，采用單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流-旋轉(zhuǎn)填料床裝置4/4=20，^/^=20, d3/D2=I, d2/D2=30, VD1=SO, Vd1=I, A、B 溶液體積流量比為 10，A 溶液粘度為 1mPa.S，B 溶液粘度為120mPa-s,向下凹陷、表面粗糙的圓形擋板制備微乳液。將lmol/L的HCl置于儲(chǔ)液槽18中，煤油與4%的Span80置于儲(chǔ)液槽1112中，分別經(jīng)過耐腐蝕泵19、耐腐蝕泵1113及液體流量計(jì)111、液體流量計(jì)1115，調(diào)節(jié)A、B溶液流量，通過單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流反應(yīng)器在轉(zhuǎn)子的空腔內(nèi)進(jìn)行首次撞擊，形成的混合流體進(jìn)入填料層2中，轉(zhuǎn)子4在轉(zhuǎn)軸3的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為1300r/min時(shí)，由超重力場產(chǎn)生的強(qiáng)大的離心力使得混合流體進(jìn)行二次混合、反應(yīng)，最后進(jìn)液體出口 6排出，得到的微乳液平均粒徑為3(T40nm。
【權(quán)利要求】
1.一種單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括管徑不同的主進(jìn)料管(1.3)和套管(1.4)以及擋板(1.7)，套管(1.4)的管徑大于主進(jìn)料管(1.3)的管徑，套管(1.4)套于主進(jìn)料管(1.3)之外，主進(jìn)料管(1.3)遠(yuǎn)離擋板(1.7)的一端設(shè)置主進(jìn)料管進(jìn)料口(1.1)、靠近擋板(1.7)的另一端設(shè)置擴(kuò)口型主進(jìn)料管噴嘴(1.5)，主進(jìn)料管噴嘴(1.5)端部中心開有出料孔，套管(1.4)對應(yīng)主進(jìn)料管進(jìn)料口的一端也設(shè)置有套管進(jìn)料口(1.2)，套管對應(yīng)主進(jìn)料管噴嘴的另一端開口、套管開口端部與主進(jìn)料管噴嘴端部形成環(huán)縫(1.6)，出料孔與環(huán)縫設(shè)置于同一平面，擋板(1.7)相對于主進(jìn)料管以及套管的軸線方向垂直設(shè)置，擋板中心位于主進(jìn)料管以及套管的軸線上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)，其特征在于套管直徑(屯)與主進(jìn)料管直徑(d2)的比值為1.5?20，套管長度(L1)與套管直徑(Cl1)比值為1(Γ50，主進(jìn)料管長度(L2)大于套管長度(L1),主進(jìn)料管出料孔到擋板的距離(d3)與主進(jìn)料管出料孔直徑(D2)之比為廣50，主進(jìn)料管的內(nèi)徑(d2)與出料孔直徑(D2)比為1飛0，套管直徑(Cl1)與環(huán)縫寬度(D1)比值為I?100。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)，其特征在于擋板(1.7)為圓形或方形，擋板(1.7)相對主進(jìn)料管(1.3)和套管(1.4)可旋轉(zhuǎn)設(shè)置或者與主進(jìn)料管(1.3)和套管(1.4)連接，擋板(1.7)為向外凸起，擋板(1.7)表面粗糙。
4.一種旋轉(zhuǎn)填料床裝置，包括旋轉(zhuǎn)填料床以及如權(quán)利要求3所述的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)填料床包括填料(2 )、轉(zhuǎn)軸(3 )、轉(zhuǎn)子(4)、殼體(5 )以及液體出口( 6 )，其特征在于:所述的單反射-環(huán)式噴嘴撞擊流結(jié)構(gòu)(I)設(shè)置于轉(zhuǎn)子(4)的空腔內(nèi)并沿轉(zhuǎn)子軸線方向設(shè)置，主進(jìn)料管噴嘴以及環(huán)縫(1.6)與擋板之間的中心線位于轉(zhuǎn)子(4)空腔的中央，轉(zhuǎn)子(4)位于殼體(5)的中部；填料(2)在轉(zhuǎn)子空心圓環(huán)中；液體出口(6)在殼體(5)的底部；轉(zhuǎn)軸(3)通過與電機(jī)相連帶動(dòng)轉(zhuǎn)子(4)轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)填料床裝置，其特征在于轉(zhuǎn)子內(nèi)徑(d4)與套管直徑(Cl1)比為1?5。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)填料床裝置，其特征在于量多的反應(yīng)物料從主進(jìn)料管進(jìn)料，而量少的反應(yīng)物料從套管進(jìn)料，主進(jìn)料管和套管的進(jìn)料溶液體積比為廣15，反應(yīng)物料的粘度為2?300mPa.S。
【文檔編號】B01J14/00GK104226204SQ201410482789
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年9月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月20日
【發(fā)明者】劉有智, 張珺, 焦緯洲, 祁貴生, 袁志國, 高璟, 張巧玲, 羅瑩, 栗秀萍, 申紅艷 申請人:中北大學(xué)