一種內(nèi)換熱式鼓泡塔反應(yīng)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)換熱式鼓泡塔反應(yīng)器，尤其是涉及一種新型高效內(nèi)換熱式鼓泡塔反應(yīng)器。
【背景技術(shù)】
[0002]鼓泡塔是在塔體下部裝上分布器，將氣體分散在液體中進(jìn)行傳質(zhì)、傳熱的一種塔式反應(yīng)器。最適用于緩慢化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)或伴有大量熱效應(yīng)的的反應(yīng)系統(tǒng)。此種反應(yīng)器形式明顯的缺點(diǎn)是:液相有較大的返混；氣相有較大的壓降。熱效應(yīng)較大時(shí)，可在塔內(nèi)或塔外設(shè)置熱交換單元。其中，在塔內(nèi)設(shè)置換熱單元能夠更直接和有效的控制反應(yīng)，并且操作上也更簡(jiǎn)便。目前，塔內(nèi)換熱元件主要有蛇管和列管，管內(nèi)通過(guò)冷卻或加熱介質(zhì)，對(duì)反應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行冷卻或給熱，此種方法雖然有一定的便捷性，但是換熱效率不是很高。此外，對(duì)于氣液反應(yīng)來(lái)說(shuō)，氣泡的大小直接關(guān)系到氣液傳質(zhì)面積，在同樣的空塔氣速下，氣泡越小，說(shuō)明分散越好，氣液相接觸面積就越大，反應(yīng)進(jìn)行得就越徹底；改善氣泡大小跟流體分布有關(guān)，流體分布跟塔內(nèi)件有很大關(guān)系，對(duì)于有內(nèi)換熱元件的反應(yīng)器形式來(lái)說(shuō)，除了氣體分布器，還跟換熱內(nèi)件的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系。
[0003]為了進(jìn)一步加強(qiáng)換熱，一般使流體在湍流情況下進(jìn)行，此時(shí)若增大表觀氣速會(huì)加快大氣泡生成的速率，導(dǎo)致氣含率的增長(zhǎng)變緩。為了解決這一問(wèn)題，一般考慮在鼓泡塔中加入一些橫向構(gòu)件，起到破碎氣泡和加強(qiáng)湍動(dòng)的作用，從而有效地加強(qiáng)氣液的傳熱。有關(guān)文獻(xiàn)研究了用針翅管代替光管，針翅管是針形翅片垂直固定在列管外壁，針翅不僅能加快流體湍動(dòng)，同時(shí)能夠改善流體分布，破碎大氣泡；但是此種形式在實(shí)際應(yīng)用中，易造成氣體短路，不利于工業(yè)放大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種結(jié)構(gòu)調(diào)整靈活、換熱效率高、成本低、清洗方便的內(nèi)換熱式鼓泡塔反應(yīng)器。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn):一種內(nèi)換熱式鼓泡塔反應(yīng)器，其特征在于，該反應(yīng)器包括鼓泡塔、氣體分布器和內(nèi)換熱兀件，所述的氣體分布器設(shè)置在鼓泡塔底部，所述的內(nèi)換熱元件設(shè)置在鼓泡塔內(nèi)浸沒在反應(yīng)物料之間；所述內(nèi)換熱元件包括枕式傳熱板對(duì)和流體分配管，所述的枕式傳熱板對(duì)是由兩塊金屬板通過(guò)多點(diǎn)焊接形成可供換熱介質(zhì)進(jìn)行換熱的板程腔體的部件，其兩端設(shè)有通口分別連接流體分配管。
[0006]所述的內(nèi)換熱元件是由多對(duì)枕式傳熱板對(duì)呈圓柱形排布組成，各枕式傳熱板對(duì)之間通過(guò)板對(duì)定距件定位，整個(gè)內(nèi)換熱元件的直徑與鼓泡塔內(nèi)徑相當(dāng)，與塔體焊接固定，浸沒在整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)中?？梢愿鶕?jù)鼓泡塔的大小靈活選擇不同的徑向板對(duì)長(zhǎng)度的枕式傳熱板對(duì)進(jìn)行排布，并調(diào)整各枕式傳熱板間的間距，板對(duì)間距和觸點(diǎn)密度根據(jù)換熱要求和允許壓降值進(jìn)行調(diào)整。
[0007]所述的枕式傳熱板對(duì)由兩個(gè)金屬板片通過(guò)多點(diǎn)焊接沖壓后成型，四周滾邊焊密封，僅在兩端各留一通口。
[0008]所述的流體分配管包括分配總管和分配支管，所述的分配支管分別連接各枕式傳熱板對(duì)兩端的通口，然后連接呈圓盤狀的分配總管，分配總管連接換熱介質(zhì)出入口。
[0009]所述的枕式傳熱板對(duì)上均勻設(shè)置了多個(gè)焊接觸點(diǎn)，多個(gè)焊接觸點(diǎn)交錯(cuò)設(shè)置，觸點(diǎn)密度為200?5000個(gè)/m2，觸點(diǎn)間距為20?10mm0
[0010]所述的鼓泡塔包括筒體以及設(shè)置在筒體上的反應(yīng)液入口，反應(yīng)液出口，反應(yīng)氣入口，反應(yīng)氣出口，換熱流體入口，換熱流體出口。
[0011]所述的反應(yīng)氣入口設(shè)置在筒體底部，經(jīng)過(guò)氣體分布器向上流動(dòng)，逆流換熱時(shí)反應(yīng)液入口設(shè)置在筒體上部，順流換熱時(shí)反應(yīng)液入口設(shè)置在筒體下部。
[0012]所述的氣體分布器型式為多孔板、噴嘴或多孔管。
[0013]本發(fā)明鼓泡塔反應(yīng)器在兩側(cè)同時(shí)加強(qiáng)的換熱。冷卻或給熱介質(zhì)走換熱元件板程腔體，通過(guò)觸點(diǎn)連接處和凹凸的板程腔體表面，加強(qiáng)了流體擾動(dòng)使其處于湍流，強(qiáng)化了移熱或給熱效率；反應(yīng)物系相當(dāng)于處于換熱元件的殼程腔體(相鄰枕式傳熱板對(duì)之間的腔體為殼程腔體)，同樣由于板對(duì)間的凹凸表面，加強(qiáng)了流體擾動(dòng)，強(qiáng)化了換熱。
[0014]另一方面，氣體通過(guò)氣體分布器進(jìn)入反應(yīng)系統(tǒng)后，由于換熱元件表面的不平整性，能在一定程度上使大氣泡破碎，由此增加了氣液相接觸表面積，同時(shí)強(qiáng)化了反應(yīng)過(guò)程和換熱過(guò)程。
[0015]在總體結(jié)構(gòu)上，由于枕式傳熱板對(duì)將整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)空間均勻分隔成若干個(gè)通道，起到了有效的導(dǎo)流作用，使得流體均勻分布在整個(gè)空間中；此外，反應(yīng)系統(tǒng)空間的分隔也很大程度減少了液體物料的返混，大大提高了反應(yīng)結(jié)果的選擇性。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0017]一、在合理的結(jié)構(gòu)形式下強(qiáng)化了換熱；
[0018]觸點(diǎn)和凹凸不平的表面強(qiáng)化了兩側(cè)流體的擾動(dòng)，增強(qiáng)了換熱效率，增加了單位體積內(nèi)的換熱面積，減小了相同物料處理量所需的設(shè)備體積。同時(shí)，由于枕式傳熱板對(duì)間沒有接觸點(diǎn)以及枕式傳熱板對(duì)表面沒有尖峰角點(diǎn)，通道比較通透，不會(huì)使氣體出現(xiàn)短路現(xiàn)象。
[0019]二、板對(duì)布置可以降低液體返混，增大反應(yīng)選擇性；
[0020]由于枕式傳熱板對(duì)將整個(gè)反應(yīng)系統(tǒng)空間均勻分隔成若干個(gè)通道，使流體均勻分布在整個(gè)空間中，很大程度減少了液體物料的返混，大大提高了反應(yīng)結(jié)果的選擇性。
[0021]三、板片結(jié)構(gòu)參數(shù)可以靈活調(diào)節(jié),適應(yīng)范圍較廣；
[0022]根據(jù)不同的工況要求，可以靈活調(diào)節(jié)板間距、板對(duì)間距和觸點(diǎn)密度，達(dá)到不同程度的換熱效果。由此可以適應(yīng)不同反應(yīng)特性和換熱要求的氣-液，氣-固，液-液等形式的反應(yīng)。
[0023]四、結(jié)構(gòu)緊湊，不易結(jié)垢；
[0024]整個(gè)換熱元件與塔體緊湊連接，無(wú)需較多復(fù)雜接口 ；由于觸點(diǎn)存在，且流體流動(dòng)形式為湍流，由此產(chǎn)生壁面剪切力較大，使換熱元件本身有了自清潔功能。
【附圖說(shuō)明】
[0025]圖1為本發(fā)明枕式換熱元件的正面局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明枕式換熱元件的側(cè)面局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明整體換熱元件的排布示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明鼓泡塔反應(yīng)器的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖中標(biāo)號(hào)所示:
[0030]a、板片表面，b、板間腔體，c、焊接觸點(diǎn)；
[0031]1.鼓泡塔殼體，11.反應(yīng)液入口，12.反應(yīng)液出口，13.反應(yīng)氣入口，14.反應(yīng)氣出口，15.換熱流體入口，16.換熱流體出口，2.枕式傳熱板對(duì)，21.換熱流體入口分配總管，22、換熱流體入口分配支管，23.板對(duì)定距件，24.換熱流體出口收集支管，25.換熱流體出口收集總管，3.氣體分布器。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
[0033]實(shí)施例
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