本發(fā)明涉及一種氣體和固體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器，尤其是一種臥式氣固反應(yīng)器，屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

目前，公知的，在化工生產(chǎn)中，氣固相反應(yīng)大多采用流化床、固定床等型式的反應(yīng)器。

其中，固定床反應(yīng)器主要用于氣固相催化反應(yīng)過程，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、操作穩(wěn)定、便于控制，易實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瓦B續(xù)化生產(chǎn)，但床層溫度不好控制，容易“飛溫”，而且對(duì)固體顆粒的大小有要求，如使用粒徑很小的顆粒，則會(huì)增大流體阻力，造成操作困難，如使用的粒徑大的顆粒，則減少了氣固相反應(yīng)物的接觸面積和反應(yīng)時(shí)間，導(dǎo)致反應(yīng)效率下降。

流化床反應(yīng)器則多見于非催化氣固相反應(yīng)過程，其傳熱效果好，溫度易控制，傳質(zhì)傳熱效率高，單位設(shè)備生產(chǎn)能力大，適合于大化工的生產(chǎn)需要，但其同樣對(duì)反應(yīng)器內(nèi)固體顆粒大小有一定要求，如果顆粒太大，則要求氣體流速也會(huì)過大，導(dǎo)致氣固接觸不良，反應(yīng)效率低下，如顆粒太小，則大量顆粒會(huì)被氣體帶出反應(yīng)器，造成管道堵塞或回收困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有的氣固反應(yīng)器對(duì)固體粒徑分布要求較高、應(yīng)用范圍局限的不足，本發(fā)明提供一種臥式氣固反應(yīng)器，對(duì)固體顆粒的粒徑分布不敏感，對(duì)原料氣體的流速無要求，反應(yīng)過程可控性好，操作穩(wěn)定性和安全性高，能耗低，反應(yīng)效果更好，反應(yīng)效率提高。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是：一種臥式氣固反應(yīng)器，主要由臥式反應(yīng)器筒體和設(shè)置在其內(nèi)部的攪拌裝置組成，在所述反應(yīng)器筒體的底部和頂部分別設(shè)有加熱套和保溫層，所述的攪拌裝置包括攪拌電機(jī)、攪拌軸、擋板和抄板，攪拌電機(jī)在反應(yīng)器筒體外側(cè)部帶動(dòng)貫穿于反應(yīng)器筒體內(nèi)部的攪拌軸旋轉(zhuǎn)，攪拌軸上間隔均勻地裝有擋板，每塊擋板的前端部都固定連接一塊抄板，相鄰擋板上的抄板方向相反呈180°，每一塊擋板與其上面的抄板成90°交叉連接。

相比現(xiàn)有的氣體和固體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)器，本發(fā)明一種臥式氣固反應(yīng)器，提供的反應(yīng)器筒體的結(jié)構(gòu)采用臥式，且加熱套和保溫層分別設(shè)于反應(yīng)器筒體的下部和上部，這樣的設(shè)計(jì)利用了氣體受熱的對(duì)流特性，使得反應(yīng)區(qū)域傳熱得到強(qiáng)化，反應(yīng)器的加熱更合理，溫度更易控制，并降低了能耗，提高了運(yùn)行操作的穩(wěn)定性和安全性；本發(fā)明的攪拌裝置的擋板和抄板設(shè)計(jì)，能使反應(yīng)器內(nèi)的氣固相物料混合更均勻，接觸更充分，提高了反應(yīng)效率；同時(shí)，也讓反應(yīng)器對(duì)固體顆粒的粒徑分布不再敏感，粒徑大點(diǎn)或小點(diǎn)均可進(jìn)行反應(yīng)，還不會(huì)發(fā)生燒結(jié)或結(jié)塊等情況；此外，該攪拌裝置還能對(duì)氣體起到分布器的作用，能更好地分散氣體，使之沿?cái)嚢栎S上擋板往后均勻分布，減少反應(yīng)器內(nèi)死角；對(duì)原料氣體的流速無要求，氣體流速很低也能達(dá)到流化床類似效果，且停留時(shí)間更長(zhǎng)，減少了后續(xù)回收操作難度；此外，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造維護(hù)方便，運(yùn)行操作易控。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例反應(yīng)器的主視剖面圖。

圖2是圖1中a處的剖面圖。

圖3是圖1中b處的剖面圖。

圖中：1、攪拌電機(jī)，2、攪拌軸，3、進(jìn)氣管，4、進(jìn)料口，5、保溫層，6、頂擋板，7、排氣管，8、排料口，9、加熱套，10、擋板，11、抄板，12、反應(yīng)器筒體,13、連接桿。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

圖1至圖3示出了本發(fā)明一個(gè)較佳的實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖中的一種臥式氣固反應(yīng)器，主要由臥式反應(yīng)器筒體12和設(shè)置在其內(nèi)部的攪拌裝置組成，在所述反應(yīng)器筒體12的底部和頂部分別設(shè)有加熱套9和保溫層5，加熱套9和保溫層5分別設(shè)于反應(yīng)器筒體12的下部和上部，這樣的設(shè)計(jì)利用了氣體受熱的對(duì)流特性，使得反應(yīng)區(qū)域傳熱得到強(qiáng)化，反應(yīng)器的加熱更合理，溫度更易控制，并降低了能耗，提高了運(yùn)行操作的穩(wěn)定性和安全性；所述的攪拌裝置包括攪拌電機(jī)1、攪拌軸2、擋板10和抄板11，攪拌電機(jī)1在反應(yīng)器筒體12外側(cè)部帶動(dòng)貫穿于反應(yīng)器筒體12內(nèi)部的攪拌軸2旋轉(zhuǎn)，攪拌軸2上間隔均勻地裝有擋板10；參見圖2，每塊擋板10的前端部都固定連接一塊抄板11，實(shí)施例中抄板11與擋板10的固定方式是抄板11通過連接桿13固定到攪拌軸2上，抄板11固定在擋板10的前端同時(shí)固定在連接桿13的前端，連接桿13固定在擋板10上且連接桿13的后端部固定連接在攪拌軸2上，相鄰擋板10上的抄板11方向相反呈180°，每一塊擋板10與其上面的抄板11成90°交叉連接；本發(fā)明設(shè)置擋板10可以增加氣體在反應(yīng)器內(nèi)與固體的接觸時(shí)間，同樣，抄板11的設(shè)計(jì)也是通過攪拌把底部的固體顆粒抄起來，強(qiáng)化氣固相的接觸效果，相鄰抄板11的方向設(shè)置為相反方向，也增加了反應(yīng)器的攪拌強(qiáng)度，提高反應(yīng)器內(nèi)氣固相接觸效率，有利于反應(yīng)的進(jìn)行。

具體地，本實(shí)施例中，所述反應(yīng)器筒體12可設(shè)為臥式圓筒狀結(jié)構(gòu)，在反應(yīng)器筒體12頂部?jī)啥朔謩e設(shè)有進(jìn)氣管3和排氣管7，反應(yīng)器進(jìn)料口4和排料口8分別設(shè)在反應(yīng)器的頂部和側(cè)面。

進(jìn)一步地，參見圖3，在所述反應(yīng)器筒體12的內(nèi)部上方的兩側(cè)還設(shè)有頂擋板6，該頂擋板6從反應(yīng)器筒體12上延伸至反應(yīng)器筒體12水平中心線以下，攪拌軸2從中穿過；具體的設(shè)置是，擋板10為圓形片狀，抄板11為長(zhǎng)方形片狀，頂擋板6為中空大半圓形片狀；頂擋板6在攪拌軸2穿過處形成的中空缺口面積應(yīng)該小于擋板10的面積；頂擋板6的設(shè)置主要是防止進(jìn)入反應(yīng)器筒體12內(nèi)的氣體未參與反應(yīng)就直接從反應(yīng)器上部穿過并排出反應(yīng)器，而是讓其進(jìn)入反應(yīng)器內(nèi)與固體充分混合進(jìn)行反應(yīng)。

通常，要在進(jìn)料口4和排料口8處通過法蘭蓋密封。在使用的時(shí)候再打開法蘭蓋。

以六氟丙烯(c3f6)和三氟化鈷(cof3)為原料制備八氟丙烷(c3f8)的工藝中，介紹本發(fā)明反應(yīng)器的使用過程，如下：

反應(yīng)前，先對(duì)反應(yīng)器筒體12抽真空，再將一定量的三氟化鈷固體顆粒經(jīng)進(jìn)料口4加入反應(yīng)器筒體12，通過法蘭蓋密封住加料口后對(duì)反應(yīng)器使用氮?dú)獯祾?，并開始加熱反應(yīng)器，該反應(yīng)工藝條件為：溫度范圍在350～500℃之間，反應(yīng)器壓力范圍在1～3bar之間；當(dāng)反應(yīng)器到達(dá)工藝條件時(shí)，六氟丙烯(c3f6)從進(jìn)氣管3經(jīng)預(yù)熱通入反應(yīng)器內(nèi)，與三氟化鈷(cof3)固體顆粒充分混合進(jìn)行催化反應(yīng)；生成八氟丙烷(c3f8)產(chǎn)品，產(chǎn)品從反應(yīng)器排出，再進(jìn)一步進(jìn)行純化獲取高純度產(chǎn)品；反應(yīng)完后，三氟化鈷(cof3)被還原成二氟化鈷(cof2)，此時(shí)，將反應(yīng)器溫度降至250～350℃之間，達(dá)到溫度后，再往反應(yīng)器內(nèi)通入氟氣(f2)，讓其與二氟化鈷(cof2)固體顆粒進(jìn)行反應(yīng)，重新制備三氟化鈷(cof3)，壓力控制在1～3bar之間，重新制備的三氟化鈷(cof3)固體顆粒即可重新參與制備八氟丙烷(c3f8)的反應(yīng)；反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)后續(xù)純化步驟(堿洗、脫水、吸附、精餾)處理后均能制備出高純度的產(chǎn)品。

由上述使用過程可知本發(fā)明的一種臥式氣固反應(yīng)器應(yīng)用范圍廣泛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造維護(hù)方便，造價(jià)低，運(yùn)行操作易控制，對(duì)固體顆粒的粒徑分布不敏感，對(duì)原料氣體的流速無要求，反應(yīng)過程可控性好，操作穩(wěn)定性和安全性高，能耗低，反應(yīng)效果更好，反應(yīng)效率高。

以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所做出任何簡(jiǎn)單修改和同等變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。