一种填料组件和包含它的管道式反应器制造技术

本发明专利技术提供一种填料组件和包含它的管道式反应器，包括：第一填料单元，所述第一填料单元具有第一出料口，从而使得物料通过所述第一出料口流出；以及第二填料单元，所述第二填料单元布置在所述第一填料单元的第一出料口侧，并具有第二阻挡部和第二出料口，所述第二阻挡部的位置对应于第一出料口设置，从而使得从第一出料口流过的物料受到所述第二阻挡部的阻挡，经过所述第二出料口流过，并且在若干个填料组件叠放时流入下一层。

The utility model relates to a packing assembly and a tubular reactor containing the packing assembly

【技术实现步骤摘要】
一种填料组件和包含它的管道式反应器
本申请总体涉及一种适用于化工、医药机械
的反应器，更具体地涉及管道式反应器，特别适用于涉及高温高压、易燃、易爆物质且生产工艺需要高温高压的化工生产。
技术介绍
对于涉及高温高压、易燃、易爆物质且生产工艺需要高温高压的化工生产，管道式反应器具有传热面积大、耐压高、结构简单、加工方便、能够连续操作、生产能力大、易于实现自动化控制、节省人力的特点，在湍流状态下操作也具有良好的传质效果，因此在强放热反应和高压反应时，管道式反应器具有釜式反应器不具备的优势，适用于气相及均液相反应、气液相反应、有悬浮固体或催化剂存在时的液固和气液固反应。具体地，管道式反应器具有一般连续操作设备的共同优点，即反应的浓度、温度条件只沿管长方向改变，不随时间而变，因而易于实现自动控制。由于连续操作不占用加料、卸料、清扫等非生产时间，设备利用率高，对设计良好的管道式反应器，基本能消除返混，可以达到较高的转化率。管道式反应器特别适用于高压反应、混合物为气体的反应体系；又由于管道式反应器的单位体积的表面积大，因而也适用于强的吸热反应和需要在高温下进行的反应。生产上使用的管道式反应器大多采用并行加料操作。然而，用连续管道式反应器，若不加以强化，提高其径向两液相混合程度、增加两液相间传质面积，其反应将非常缓慢，因此，如果采用连续管道式反应器必须对其传质过程进行强化。然而，目前在反应器设计时较为常用的方法有机械振荡法与静态混合法。然而，对于在釜式反应器中需要长时间搅拌接触的化学反应以及有固体参与的化学反应，管道式反应器无法达到较好的混合效果，需要一种具有更好搅拌效果且适用于高温高压危险物质化工反应的反应器。
技术实现思路
本专利技术的一个方面涉及一种反应器。本专利技术的一种或者多种实施方式克服了以上所述的一种或多种缺陷。本专利技术提供一种填料组件，包括：第一填料单元，所述第一填料单元具有第一出料口，从而使得物料通过所述第一出料口流出；以及第二填料单元，所述第二填料单元布置在所述第一填料单元的第一出料口侧，并具有第二阻挡部和第二出料口，所述第二阻挡部的位置对应于第一出料口设置，从而使得从第一出料口流过的物料受到所述第二阻挡部的阻挡，经过所述第二出料口流过，并且在若干个填料组件叠放时流入下一层的第一填料单元。如此，物料在流过第一填料单元之后，受到第二阻挡部的阻挡，产生强化混合，然后从第二出料口流过，再流入下一层的第一填料单元，因此物料流过填料组件，即可获得混合。可选地，所述第一出料口和第二出料口各自独立地向排出方向突出，例如具有锥形出口截面结构。如此，出料口突出，具有引导物料流向阻挡部的作用，从而增加混合强度；锥形出口使得出口处的物料流动速度最大，形成湍流混合，在抵达阻挡部时产生折流混合。优选地，所述第一填料单元还具有第一阻挡部，所述第二出料口的位置对应于所述第一阻挡部设置。如此，在多层填料组件的情况下，物料从第二出料口流过之后，抵达下一层填料组件的第一阻挡部时，同样会发生湍流混合和折流混合，从而使得物料每次流过填料组件的出料口，都会产生混合，从而产生最大的混合强度。在一些实施方式中，第一填料单元的第一出料口与第一阻挡部之间设置折流挡板部件，从而使得在物料从第一阻挡部流向第一出料口时，进一步进行折流，增加混合程度。在一些实施方式中，第二填料单元的第二出料口与第二阻挡部之间设置折流挡板部件，从而使得在物料从第二阻挡部流向第二出料口时，进一步进行折流流动，增加混合程度。优选地，所述第一出料口设置于第一填料单元的中部，第二出料口设置于所述第二填料单元的边缘；或者，所述第二出料口设置于第二填料单元的中部，第一出料口设置于所述第一填料单元的边缘。如此，将第一出料口和第二出料口尽可能在径向上远离设置，从而使得在每一级填料组件中混合时，物料具有最长的流程，最大化强化流混合的效果。优选地，所述第一填料单元和第二填料单元各自独立地在外周形成有纵向延伸的第一和第二支撑壁，所述第一和第二支撑壁的形状相互配合并且相互抵接，从而在所述第二填料单元和所述第一填料单元之间形成一定的混合空间。如此，在填料单元的边缘形成支撑壁，并且这些支撑壁的形状相互配合，使得能够容易地在填料单元之间，以及相邻的填料组件之间的相邻填料单元之间形成整体纵向延伸的混合空间，从而给湍流混合足够的流程，最大化湍流混合的效果。这里，纵向是指反应器的管体延伸方向，也是指第一填料单元和第二填料单元逐层依次重叠布置的方向。优选地，所述第一填料单元和第二填料单元都具有圆形边缘。如此，所述第一填料单元和第二填料单元适合于管道式反应器。在一些实施方式中，第二出料口设置于所述第二填料单元的边缘，在第二填料单元的所述圆形边缘上形成多个缺口，其与管道式反应器的边缘配合，形成所述第二出料口；在一些实施方式中，第一出料口设置于所述第一填料单元的边缘，在第一填料单元的所述圆形边缘上形成多个缺口，其与管道式反应器的边缘配合，形成所述第一出料口。在一些实施方式中，所述第一出料口和第二出料口各自独立地靠近设置多个，从而使得，在同样的总物料流速下，物料流动的雷诺数越高，湍流更强，并且各个湍流混合流之间还会形成混合。第二出料口沿着管壁设置可以增加传热效率，有利于散热。)优选地，所述第一填料单元和第二填料单元彼此分立和/或一体化设置，以便于可拆卸安装到反应器的管体内。如此，第一填料单元和第二填料单元彼此分立和/或一体化设置可以使得在安装入管道式反应器时比较方便，可以根据管体的长度模块化布置第一填料单元和第二填料单元。特别是一体化设置，可以避免发生安装错误，比如重复安装两个相邻的第一填料单元的情况。优选地，所述第一填料单元为底部设有所述第一出料口的斗状结构，第二填料单元为边缘设有所述第二出料口的斗状结构，第一填料单元的斗形结构的底部套在第二填料单元的斗形结构内，由此，物料分别流经所述第一和第二填料单元的斗面和斗背，物料在流经两个填料单元时除产生折流混合的效果之外又不断地收拢分散。如此，第一填料单元和第二填料单元的模块化结构，便于设计和制造以及安装，可以适用于填充不同结构的管道式反应器。本专利技术还涉及一种管道式反应器，包括管道式反应器本体，所述管道式反应器本体中具有管式反应通道；和一个或多个如上所述的填料组件，其中所述填料组件的第一填料单元和第二填料单元的边缘与所述管式反应通道的形状相互配合，从而使得流体反应物通过所述填料组件在所述管式反应通道中传输。如此，根据本专利技术的管道式反应器可以承受高压。相比，常规的反应器都不能达到如此良好的效果。特别是板式反应器，因为其反应通道刻制在板材上，多块板子相互叠加用螺杆压紧，为了克服温度变化造成的膨胀和收缩，在螺杆的两端采用弹簧来补偿压紧的力度，因此无法实现较好的密封承受较高的压力。根据本专利技术的管道式反应器能够承受大的反应压力和高的反应温度，同时其混合强度高，同时其持液量低，因此安全性能得到较大提高。优选地，管道式反应器包括层叠的至少两个如上所述的填料组件本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种填料组件，包括：/n第一填料单元，所述第一填料单元具有第一出料口，从而使得物料通过所述第一出料口流出；以及/n第二填料单元，所述第二填料单元布置在所述第一填料单元的第一出料口侧，并具有第二阻挡部和第二出料口，所述第二阻挡部的位置对应于第一出料口设置，从而使得从第一出料口流过的物料受到所述第二阻挡部的阻挡，经过所述第二出料口流过，并且在若干个填料组件叠放时流入下一层。/n

【技术特征摘要】
1.一种填料组件，包括：
第一填料单元，所述第一填料单元具有第一出料口，从而使得物料通过所述第一出料口流出；以及
第二填料单元，所述第二填料单元布置在所述第一填料单元的第一出料口侧，并具有第二阻挡部和第二出料口，所述第二阻挡部的位置对应于第一出料口设置，从而使得从第一出料口流过的物料受到所述第二阻挡部的阻挡，经过所述第二出料口流过，并且在若干个填料组件叠放时流入下一层。


2.权利要求1所述的填料组件，其中，所述第一出料口和第二出料口各自独立地向排出方向突出，例如为锥形出口。


3.权利要求1或2所述的填料组件，其中，所述第一填料单元还具有第一阻挡部，所述第二出料口的位置对应于所述第一阻挡部设置。


4.权利要求1或2的填料组件，其中所述第一出料口设置于第一填料单元的中部，第二出料口设置于所述第二填料单元的边缘；或者，所述第二出料口设置于第二填料单元的中部，第一出料口设置于所述第一填料单元的边缘。


5.权利要求1或2所述的填料组件，其中，所述第一填料单元和第二填料单元各自独立地在外周形成有纵向延伸的第一和第二支撑壁，所述第一和第二支撑壁的形状相互配合并且相互抵接，从而在所述第二填料单元和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨卫东，
申请(专利权)人：天津联力化工有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12