鼓泡式气液反应设备制造技术

本实用新型专利技术涉及化工反应领域，公开了一种鼓泡式气液反应设备。所述反应设备包括：筒体、液体进口、气体进口、液体出口、气体出口、气体分散组件、隔板和溢流管，其中，所述气体分散组件用于将由气体进口进入的气体进行分散，以使分散后的气体与由液体进口进入的液体接触后产生气泡，所述气体分散组件由主进气管和多个微孔过滤元件组成，多个微孔过滤元件与所述主进气管分别连通并等距分布在筒体的截面上；所述隔板位于所述筒体的中部，隔板的中间设有开孔以使所述溢流管的下端固定在隔板上。本实用新型专利技术提供的鼓泡式气液反应设备实现了气液反应与气液分离一体化，解决了强化气液传质和气液分离的矛盾问题。

Bubbling gas-liquid reaction equipment

【技术实现步骤摘要】
鼓泡式气液反应设备
本技术涉及化工反应领域，具体涉及一种鼓泡式气液反应设备。
技术介绍
鼓泡塔是在塔体下部设置气相分布器，将气体分散在液体中进行传质、传热的一种塔式装置。在鼓泡塔反应器中，气体从塔底向上经气相分布器以气泡形式通过液层，气相中的反应物溶入液相并进行反应。鼓泡塔由于结构简单、容量系数大，而被广泛地应用到吸收、发酵、反应等化工领域，例如用于对二甲苯氧化制对苯二甲酸、煤的直接液化、液相费托合成、液相甲醇与二甲醚合成、烃类羰基化等反应。在鼓泡塔反应器中，气液的激烈混合有利于气液表面的更新，促进传质、传热过程的进行，使得反应器内温度分布均匀。CN104324587A公开了一种细孔筛板鼓泡塔，包括至少一层塔板，所述塔板是为微通道细孔筛板，塔板下方设有吸液透气网，该装置利用微通道细孔筛板和吸液透气网板下供液方式，形成气液两相流穿过微孔通道，显著增大了气液接触面积，强化了传质过程。CN106111025A公开了一种喷嘴与多层孔板分布器结合的新型鼓泡塔反应器及方法，通过在鼓泡塔内设置均匀开孔的孔板分布器，改善了塔内气泡分布均匀性的问题，并进一步破泡，延长气液交换时间，使气液反应更加充分。CN204710289U公开了一种鼓泡塔气液反应器，包括塔体、气相分配器及液相分配器，还包括置于气相分配器与液相分配器之间具有阻尼作用的防旋内件，塔体的液相出口设有聚结填料，塔体上部设有隔板，该设备利用微泡发生器产生0.5-50mm的小气泡，增加气液两相的接触面积；并通过所设置的防旋内件对流体流动方向带来一定的阻尼作用，有利于气液间的传质强化。蒽醌法生产双氧水中的氧化反应过程即为典型的气液两相反应，可在鼓泡反应器中进行。上述专利文献虽然改善了气液间的传质效果，但增加了反应所需的气液比，即增大反应器的设计尺寸，不利于蒽醌法生产双氧水中的氧化反应器的工业实施。CN102009961A提供了一种蒽醌法生产过氧化氢的氧化方法，该方法先利用微米级分散介质将氧化气体均匀分散到氢化液中，得到带有微小气泡的混合流体，然后将该混合流体流过一个延迟管道进行接触反应，最后反应后的混合流体利用气液分相设备进行气液分离，得到含过氧化氢的工作液。该方法虽然利用微米级分散介质将气体进行分散、利用微气泡进行气液两相反应能大幅提高气体在液相中的混合均匀性，加快反应速率，但是微米级气泡的聚并很难，气泡越小，聚并越困难；反应后的气液混合流体不能像常规鼓泡塔一样在塔内实现气泡聚并和气液分离，需要再增设一个气液分离装置才能解决该问题，这导致设备投资大。因此，如何在一台反应设备内同时达到强化气液传质和实现气液分离的效果，是开发新型鼓泡反应设备的关键。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供一种新的鼓泡式气液反应设备。本技术提供了一种鼓泡式气液反应设备，该反应设备包括：筒体、液体进口、气体进口、液体出口、气体出口、气体分散组件、隔板和溢流管；所述液体进口、气体进口设在所述筒体的下部，且所述气体进口位于所述液体进口上方；所述气体分散组件用于将由气体进口进入的气体进行分散，以使分散后的气体与由液体进口进入的液体接触后产生微气泡，所述气体分散组件由主进气管和多个微孔过滤元件组成，多个微孔过滤元件与所述主进气管分别连通并等距分布在筒体的截面上；所述隔板位于所述筒体的上部，隔板的中间设有开孔以使所述溢流管的下端固定在隔板上；所述隔板和溢流管将所述筒体分为鼓泡区、聚并区和气相区；所述隔板的下方及溢流管的内部为鼓泡区，所述隔板的上方至溢流管上端为聚并区，所述溢流管的上方为气相区；所述液体出口位于所述聚并区，所述气体出口位于所述气相区。优选地，所述微孔过滤元件的孔径为0.2-15μm。优选地，所述微孔过滤元件为金属粉末烧结滤芯。优选地，所述微孔过滤元件包括金属粉末烧结滤板以及位于金属粉末烧结滤板上方的半圆管，且所述金属粉末烧结滤板和半圆管之间形成与主进气管连通的气体通道。优选地，所述溢流管的截面为圆形，且所述溢流管的外径与所述筒体的外径之比为0.15-0.75:1。优选地，所述溢流管的高度与所述筒体的高度之比为0.05-0.13:1。优选地，所述隔板位于所述筒体由上至下的5-35％的位置处。优选地，所述鼓泡区还设有聚结设备，所述聚结设备的高度与所述筒体的高度之比为0.1-0.2:1。更优选地，所述聚结设备为聚结填料或聚结滤芯。优选地，该反应设备还包括液体分布器，用于对由所述液体进口进入的液体进行分散。本技术提供的鼓泡式气液反应设备通过所述气体分散元件将气体分散成均匀的具有恰当尺寸的微气泡，与液体进行充分接触，这既大大增加了气液传质面积，改善反应效果，大大缩短反应停留时间，又利于反应后气泡的聚并；通过设立隔板和溢流管结构将反应设备分为所述鼓泡区、聚并区和气相区，可成功实现反应与气液分离一体化，解决了强化气液传质和气液分离的矛盾问题。另外，本技术的气液反应设备还具有结构简单、体积小、易于大型化的特点，从而可以降低设备和物料投资，提高经济效益。附图说明图1是本技术的一种实施方式的鼓泡式气液反应设备的结构示意图；图2是本技术的气体分散组件的一种结构示意图。图3是本技术的另一种实施方式的鼓泡床气液反应设备的结构示意图。附图标记说明1：筒体；2：液体进口；3：气体进口；4：气体出口；5：液体出口；6：液体分布器；7：气体分散组件；8：隔板；9：溢流管；10：主进气管；11：微孔过滤元件；12：聚结设备；a：鼓泡区；b：聚并区；c：气相区。具体实施方式在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。本技术提供了一种鼓泡式气液反应设备，如图1和图2所示，该反应设备包括：筒体1、液体进口2、气体进口3、液体出口5、气体出口4、气体分散组件7、隔板8和溢流管9；其中，所述液体进口2、气体进口3设在所述筒体1的下部，且所述气体进口3位于所述液体进口2上方；所述气体分散组件7用于将由气体进口3进入的气体进行分散，以使分散后的气体与由液体进口2进入的液体接触后产生微气泡，所述气体分散组件7由主进气管10和多个微孔过滤元件11组成，多个微孔过滤元件11与所述主进气管10分别连通并等距分布在筒体1的截面上；所述隔板8位于所述筒体1内的上部，隔板8的中间设有开孔以使所述溢流管9的下端固定在隔板8上，所述隔板8和溢流管9将所述筒体1分为鼓泡区a、聚并区b和气相区c；所述隔板8的下方及溢流管9的内部为鼓泡区a，所述隔板8的上方至溢流管9上端为聚并区b，所述溢流管9的上方为气相区c；所述液体出口5位于所述聚并区b，所述气体出口4位于所述气相区c。所述鼓泡式气液反应设备中，作为反应物的气体通过所述气体进口3进入到主进气管10，经主进气管10流入到各个微孔过滤元件11中进行分散，接着在由所述液体进口2进入的液体中产生气泡，从而在所述鼓泡区a中实现所述气体与液体的均匀混合和反应，反应物流经所述溢流管9溢出，进入所述聚结区b中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种鼓泡式气液反应设备，其特征在于，该反应设备包括：筒体(1)、液体进口(2)、气体进口(3)、液体出口(5)、气体出口(4)、气体分散组件(7)、隔板(8)和溢流管(9)；其中，所述液体进口(2)、气体进口(3)设在所述筒体(1)的下部，且所述气体进口(3)位于所述液体进口(2)上方；所述气体分散组件(7)用于将由气体进口(3)进入的气体进行分散，以使分散后的气体与由液体进口(2)进入的液体接触后产生气泡，所述气体分散组件(7)由主进气管(10)和多个微孔过滤元件(11)组成，多个微孔过滤元件(11)与所述主进气管(10)分别连通并等距分布在筒体(1)的截面上；所述隔板(8)位于所述筒体(1)内的上部，隔板(8)的中间设有开孔以使所述溢流管(9)的下端固定在隔板(8)上，所述隔板(8)和溢流管(9)将所述筒体(1)分为鼓泡区(a)、聚并区(b)和气相区(c)；所述隔板(8)的下方及溢流管(9)的内部为鼓泡区(a)，所述隔板(8)的上方至溢流管(9)上端为聚并区(b)，所述溢流管(9)的上方为气相区(c)；所述液体出口(5)位于所述聚并区(b)，所述气体出口(4)位于所述气相区(c)。...

【技术特征摘要】
1.一种鼓泡式气液反应设备，其特征在于，该反应设备包括：筒体(1)、液体进口(2)、气体进口(3)、液体出口(5)、气体出口(4)、气体分散组件(7)、隔板(8)和溢流管(9)；其中，所述液体进口(2)、气体进口(3)设在所述筒体(1)的下部，且所述气体进口(3)位于所述液体进口(2)上方；所述气体分散组件(7)用于将由气体进口(3)进入的气体进行分散，以使分散后的气体与由液体进口(2)进入的液体接触后产生气泡，所述气体分散组件(7)由主进气管(10)和多个微孔过滤元件(11)组成，多个微孔过滤元件(11)与所述主进气管(10)分别连通并等距分布在筒体(1)的截面上；所述隔板(8)位于所述筒体(1)内的上部，隔板(8)的中间设有开孔以使所述溢流管(9)的下端固定在隔板(8)上，所述隔板(8)和溢流管(9)将所述筒体(1)分为鼓泡区(a)、聚并区(b)和气相区(c)；所述隔板(8)的下方及溢流管(9)的内部为鼓泡区(a)，所述隔板(8)的上方至溢流管(9)上端为聚并区(b)，所述溢流管(9)的上方为气相区(c)；所述液体出口(5)位于所述聚并区(b)，所述气体出口(4)位于所述气相区(c)。2.根据权利要求1所述的鼓泡式气液反应设备，其特征在于，所述微孔过滤元件(11)的孔径为0.2-15μm。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：田雅楠，高国华，杨克勇，李红波，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油化工科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11