一种气液混合反应器制造技术

本发明专利技术涉及化工机械设备技术领域，具体涉及一种气液混合反应器，包括旋流腔、气体喷头、旋转轮与旋流混合腔。一定压力的液流进入到旋流腔后，经过旋转轮中叶片的作用强制旋转运动，而后从液体出口呈旋流状态流出，压缩气体经气体喷头扩散喷出，喷出的气体和旋流的液体进行相互切割混合后进入旋流混合腔，并产生剪切弥散作用，同时由装在旋流混合腔前端的阀门调节相应的压力，从而达到气体的最佳溶解效果。本发明专利技术采用圆台形旋转轮，实现对液体的强制旋转，并降低了液体在管道内的压力降，同时没有运动元件，使用更加的可靠节能，同时采用气体喷头，使得气液两相发生剪切弥散作用，提高了混合效果，便于工业生产中使用。便于工业生产中使用。便于工业生产中使用。

【技术实现步骤摘要】
一种气液混合反应器


[0001]本专利技术涉及化工机械设备
，具体涉及一种气液混合反应器。

技术介绍

[0002]在有色金属、稀土合金冶炼、石油化工、制药行业、环保治污中工业废水处理的过程中都会用到气液混合反应器，气液混合反应器，顾名思义，主要用于气体与相容性液体混合与反应，扩大并保证气液接触面积是气液混合反应器设计的核心理念。
[0003]传统的气液混合器主要有文丘里混合器、静态混合器等；文丘里混合器是一种集吸气和混合于一体的的设备，独特的混合气室设计，强劲的水流与空气或液体混合喷射，促使气体溶解效率提高；静态混合器是一种没有运动部件的高效混合设备，其基本工作机理是利用固定在管内的混合单元体改变流体在管内的流动状态，以达到不同流体之间良好分散和充分混合的目的。
[0004]静态混合器用于不同流体的混合，混合过程中热交换系数大、分散效率高、混合速度快、物料在混合器内压力降小，体积小，能耗少，管道化，但因内部采用正旋以及反旋的叶片交替的结构，不太适用于高速流体快速混合；文丘里混合器具有结构简单、操作方便以及投资成本与运行成本低等优点，一方面不同流体混合效果良好，另一方面还能直接进行不同压力流体的混合，也能使压力较低流体的压力有所提高，但过程中也存在着一定的缺陷，当流体流量增大时，容易出现流体搅动强度不够，混合效果不足等情况。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是提供一种气液混合反应器，以解决现有气液混合器在使用过程中对于大流量以及高流速流体混合效果不足的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种气液混合反应器，包括旋流腔与旋流混合腔，所述的旋流腔一侧为液体进口，旋流腔中设置有旋转轮，旋转轮中心设置有液体出口，旋转轮上均布有叶片，旋流腔上设置有进气管，进气管延伸至旋流腔内部并经折弯后从液体出口处伸出，进气管的直径小于液体出口的直径，进气管末端安装有气体喷头，旋流腔末端与旋流混合腔相连通，旋流混合腔的内径均匀收缩。
[0007]进一步地，所述的旋转轮呈圆台状设置，叶片均布在旋转轮内侧并向里延伸至旋转轮顶部。
[0008]进一步地，所述的叶片的叶片半径与旋流腔内径保持一致，旋转轮两端液流面积之比为6～9，旋转轮侧面与旋流腔管壁的夹角为30～40
°
。
[0009]进一步地，所述的旋流混合腔后方与变径腔相连通，变径腔与测压腔相连通，测压腔与调节阀门相连接，测压腔上安装有压力计。
[0010]进一步地，所述的旋流腔、旋流混合腔、变径腔以及测压腔内侧均布置有耐腐蚀内衬。
[0011]进一步地，所述的旋流混合腔侧面与水平面的夹角为35～45
°
，旋流混合腔两端液
流面积之比为4～6。
[0012]本专利技术的有益效果：采用圆台形旋转轮，实现对液体的强制旋转，并降低了液体在管道内的压力降，同时没有运动元件，使用更加的可靠节能，同时采用气体喷头，使得气液两相发生剪切弥散作用，提高了混合效果，便于工业生产中使用。
附图说明
[0013]图1是本专利技术整体结构示意图；
[0014]图2是本专利技术旋流腔内部结构示意图；
[0015]图3是本专利技术旋转轮处液流方向示意图；
[0016]图4是本专利技术旋转轮处液流受力示意图；
[0017]图5是本专利技术气体喷头处液流方向与气流方向示意图；
[0018]图6是本专利技术旋流混合腔处液流方向与气流方向示意图；
[0019]图7是本专利技术变径腔处液流方向与气流方向示意图。
[0020]图中各标记对应的名称：
[0021]1、旋流腔；11、进气管；111、气体喷头；12、液体进口；13、旋转轮；131、叶片；132、液体出口；2、旋流混合腔；3、变径腔；4、测压腔；41、压力计；5、调节阀门；6、耐腐蚀内衬；7、液流方向；8、气流方向；f1、液流压力；f2、旋转轮器壁支撑力；f3、下侧叶片支撑力；f4、上侧叶片压力。
具体实施方式
[0022]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0023]实施例：如图1所示，在反应器中设置有旋流腔1与旋流混合腔2相连接，旋流混合腔2与变径腔3相连接，变径腔3与测压腔4相连接，测压腔4与调节阀门5相连接，在气液旋流混合反应器的内部布置有耐腐蚀内衬6。
[0024]如图1
‑
2所示，在气液旋流混合反应器的旋流腔1上安装有进气管11，进气管11延伸至旋流腔1内部，并经折弯后与旋流腔1平行布置，在进气管11的末端安装有气体喷头111，在旋流腔1中还设置有旋转轮13，旋转轮13呈圆台形，并在周边布置有叶片131，同时在旋转轮13的末端设置有液体出口132，进气管11穿过液体出口132并与气体喷头111相连接。
[0025]如图3
‑
5所示，在旋流腔1中旋转轮13处，带有压力的液体在向前流动的过程中，由于旋转轮13呈圆台形，于是会受到旋转轮器壁支撑力f2、下侧叶片支撑力f3以及上侧叶片压力f4，并在液流压力f1的强制下改变流向，使得液体流速有一个切向的分量，实现旋流流动状态，在液体从液体出口132处流出后，由于旋流腔1内径的扩大，在离心力的作用下液流方向7呈向外扩散的状态，气流方向8由于气体喷头8的作用，呈周边辐射状态，气流方向8与液流方向7发生剪切作用。
[0026]如图6
‑
7所示，在旋流混合腔2中，由于旋流混合腔2内径的减小，液流方向7呈向内收缩状态，气流方向8仍呈周边辐射状态并随着液流方向7一同旋转扩散，在变径腔3中，由于变径腔3内径的扩大，液流方向7呈向外扩散状态(速度降低)，而此时气流已基本扩散至液体中，与液流方向7保持一致。
[0027]本专利技术原理为：液体从气液混合反应器的液体进口12进入到旋流腔1，此时的液体是带有一定的压力的，因为整个气液混合反应器没有运动元件，液体依靠着初始的压力进行流动，这也使得整个气液混合反应器更加的节能。
[0028]一定压力的液体进入到旋流腔1后在旋转轮13叶片131的作用强制旋转运动，过程中由于旋转轮13的圆台形设置，使得液体在流动方向上有一定的缓冲作用，从而使得压力降小，进而能够降低液体在液体进口12处的压力，从而降低能耗，液体压力的变化与液体流速u1、旋转轮13台体侧面与水平面的夹角θ、旋转轮13台体底面与顶面液体流通面积比k1(k1>1)以及叶片131的叶片半径r有着密切的关系，相关探究如下：
[0029]取旋流腔1直径为500mm，进气管11直径为100mm，旋转轮13台体侧面与旋流腔1管壁的夹角θ为30
°
、旋转轮13台体顶面液体流通面积为23550mm2，即k1为8.3，叶片131的叶片半径r为250mm，探究压力降ΔP与液体流速u1关系，探究过程中液体介质为水，在液体进口12与液体出口132之间安装压差计。
[0030]探究过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种气液混合反应器，其特征在于：包括旋流腔(1)与旋流混合腔(2)，所述的旋流腔(1)一侧为液体进口(12)，旋流腔(1)中设置有旋转轮(13)，旋转轮(13)中心设置有液体出口(132)，旋转轮(13)上均布有叶片(131)，旋流腔(1)上设置有进气管(11)，进气管(11)延伸至旋流腔(1)内部并经折弯后从液体出口(132)处伸出，进气管(11)的直径小于液体出口(132)的直径，进气管(11)末端安装有气体喷头(111)，旋流腔(1)末端与旋流混合腔(2)相连通，旋流混合腔(2)的内径均匀收缩。2.根据权利要求1所述的一种气液混合反应器，其特征在于：所述的旋转轮(13)呈圆台状设置，叶片(131)均布在旋转轮(13)内侧并向里延伸至旋转轮(13)顶部。3.根据权利要求2所述的一种气液混合反应器，其特征在于：所述的叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏剑平，孙欣，丁丰荣，周力淳，
申请(专利权)人：河南海泰机械有限公司，
类型：发明
国别省市：