连续快速传质拓扑反应方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种连续快速传质拓扑反应方法与装置，属于化工反应技术领域，主要解决反应器投药传质均匀度低

【技术实现步骤摘要】
连续快速传质拓扑反应方法与装置


[0001]本专利技术涉及石油
、
化工
、
冶金
、
选矿
、
洗煤
、
给水
、
排水处理领域多介质之间的传质，具体地，涉及一种连续快速传质拓扑反应方法与装置
。

技术介绍

[0002]在各种石油
、
化工
、
冶金
、
选矿
、
洗煤
、
给水
、
排水的处理工艺过程中，向流动状态的液体加入药剂
(
液态或气态
)
进行调质
、
调节酸碱度
、
化学反应
、
催化
、
混凝
、
混合
、
消毒等是十分普遍的一个单元
。
这个单元过程规模化时，在均匀度
、
速度
、
连续性
、
产物同步分离
、
处理量放大几个方面一直存在着技术瓶颈，具体到工程应用上表现为处理单位浆液量所消耗的药剂量远高于理论值，也高于实验值，或者说反应药剂摩尔比很大
。
[0003]均匀度：
[0004]但凡是反应器就有确定的形状
、
进口
、
出口，反应器内药剂分散空间上均匀度具体解析有这几个负面侧面：死角
、
短路流
、
贫富不均
、
药剂无效排出
。
[0005]反应器内药剂分散时间上的均匀度具体解析有这样的负面侧面：局部药剂富裕区域反应产物过度消费生长使得获得产物质地疏松，易于二次离散，局部药剂贫乏区成为欠反应区，产物产量小
。
贫富区域是否能够二次交流弥补，贡献出反应的透彻程度
。
[0006]均匀度是化学反应传质工程追求的最高境界，反应器尺度越大，意味着传质距离越大，达到理想均匀度所耗费的时间越长
。
在现状反应器中，只有小尺寸反应釜
、
涡旋混合器在比能耗相当大的条件下，才能达到比较理想的传质均匀度
。
尺寸大的反应器，在给定的时间内传质均匀度大幅度减损，工程上应用的效果往往达不到理想水平的
20
％
。
自反应器应用以来几百年，这个问题一直制约着工程应用
。
[0007]速度：
[0008]反应速度与反应器容积
、
动力相关联；容积越大，所需时间越长，比如
10m3/h
以上，工程化反应速度均在
20min
以上；有机械搅拌时反应时间有所缩短
。
[0009]连续性：传统反应器是断续
、
序批式
、
或粗放进出口分池联通的
。
[0010]反应产物成长与分离：
[0011]反应产物的生成
、
成长
、
聚集攸关产物的分离
。
常规反应器因为形成产物颗粒细小，只能分步分池二次分离
。
[0012]实验室的传质效果应用到工程上，其处理量相差是数量级级别的，特别是装配有搅拌器的，叶轮受制于直径不可任意放大，叶轮搅拌是局部搅拌，远非均匀
。
同时次生出传动密封
、
电机问题，比如中国专利：
[0013]“一种自动力连续硝化的方法及其装置”(
公开号：
CN 113121356 B)
；
[0014]“一种合成高结晶性纳米级固态电解质前驱”(
公开号：
CN 114432994 A)
；
[0015]“一种自旋转扰流的管式连续流反应器”(
公开号：
CN 115212838 A)。
[0016]一旦需要将反应器处理量放大，就必须采用浆叶串联
、
搅拌机并联方式，比如中国专利“移动撬装生物燃料一体化反应装置”(
公开号：
CN 111733020 A)。
[0017]管道式混合器具有百余年历史，作为稳定的混合元件，长期应用于化工投药
、
喂药环节
。
中国专利
CN130446903A“旋喷式无阻管道混合器”试图在通过多点投药改进投药效果，由于限于外环投药，其结果不足以完全代替内投药的管道式混合器
。
[0018]在仓
、
器内进行投药，通常用搅拌器来实现
。
由于药剂分散解决不好，工程上不得不延长留池搅拌时间
。
[0019]有一些强腐蚀性药剂，比如浓硫酸
、
浓盐酸的投放，往往对加药位置管路
、
邻近仓壁有严重的腐蚀性，使得局部腐蚀寿命大幅度缩短
。

技术实现思路

[0020]本专利技术的目的是为了解决反应器投药传质均匀度低
、
传质速度慢
、
过程不连续
、
可放大性差
、
投药摩尔比过大的问题
。
[0021]为了实现上述目的，本专利技术提供一种连续快速传质拓扑反应方法，用于石油
、
化工
、
选矿
、
洗煤
、
给水
、
排水的多介质传质过程，向流动状态的液体加入药剂
(
液态或气态
)
进行调质
、
调节酸碱度
、
化学反应
、
催化
、
混凝
、
混合
、
消毒等，其特征在于：
[0022]第1步，在浆液流通管道常规流速下加入反应剂；
[0023]第2步，将混合液引入1个呈圆形或者方形的容器内，再均匀分布到至少2个出口；
[0024]第3步，将混合液引入一种切向纳入直圆筒
、
下部衔接一定锥角的锥筒
、
中心折转至上部溢流
、
锥筒端口封堵的拓扑发生器，在切向旋流转入下锥面再回转上升过程中，在等速环流内层前进外层滞后
、
锥角封堵产生的挤压内卷
、90
度折转
、
差时序短路流4个因素合成的拓扑方式下，完成所加入药剂的传质
、
反应，或者优选地，所述拓扑发生器出浆速度有所梯级降低；进一步地，通过所述拓扑发生器多级串联来强化反应效果；
[0025]第4步，通过管道将所有支线路反应液分布式接入一个区域或汇集接入1个浆液盒；或者有规律地汇聚使得浆液在盒内有向流动，再分布或集中排出
。
[0026]为了实现上述目的，本专利技术提供一种连续快速传质拓扑反应装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种连续快速传质拓扑反应方法，用于石油
、
化工
、
选矿
、
洗煤
、
给水
、
排水的多介质传质过程，向流动状态的液体加入药剂
(
液态或气态
)
进行调质
、
调节酸碱度
、
化学反应
、
催化
、
混凝
、
混合
、
消毒等，其特征在于：第1步，在浆液流通管道常规流速下加入反应剂；第2步，将混合液引入1个呈圆形或者方形的容器内，再均匀分布到至少2个出口；第3步，将混合液引入一种切向纳入直圆筒
、
下部衔接一定锥角的锥筒
、
中心折转至上部溢流
、
锥筒端口封堵的拓扑发生器，在切向旋流转入下锥面再回转上升过程中，在等速环流内层前进外层滞后
、
锥角封堵产生的挤压内卷
、90
度折转
、
差时序短路流4个因素合成的拓扑方式下，完成所加入药剂的传质
、
反应；进一步地，通过所述拓扑发生器多级串联来强化反应效果；第4步，通过管道将所有支线路反应液分布式接入一个区域或汇集接入1个浆液盒；或者有规律地汇聚使得浆液在盒内有向流动，再分布或集中排出
。2.
一种连续快速传质拓扑反应装置，用于石油
、
化工
、
选矿
、
洗煤
、
给水
、
排水的多介质传质过程，向流动状态的液体加入药剂
(
液态或气态
)
进行调质
、
调节酸碱度
、
化学反应...

【专利技术属性】
技术研发人员：高根树，覃仕志，李木金，
申请(专利权)人：广西金妙松环保设备制造有限公司，
类型：发明
国别省市：