一種內(nèi)換熱式鼓泡塔反應器的制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種內(nèi)換熱式鼓泡塔反應器，尤其是涉及一種新型高效內(nèi)換熱式鼓泡塔反應器。
【背景技術】
[0002]鼓泡塔是在塔體下部裝上分布器，將氣體分散在液體中進行傳質(zhì)、傳熱的一種塔式反應器。最適用于緩慢化學反應系統(tǒng)或伴有大量熱效應的的反應系統(tǒng)。此種反應器形式明顯的缺點是:液相有較大的返混；氣相有較大的壓降。熱效應較大時，可在塔內(nèi)或塔外設置熱交換單元。其中，在塔內(nèi)設置換熱單元能夠更直接和有效的控制反應，并且操作上也更簡便。目前，塔內(nèi)換熱元件主要有蛇管和列管，管內(nèi)通過冷卻或加熱介質(zhì)，對反應系統(tǒng)進行冷卻或給熱，此種方法雖然有一定的便捷性，但是換熱效率不是很高。此外，對于氣液反應來說，氣泡的大小直接關系到氣液傳質(zhì)面積，在同樣的空塔氣速下，氣泡越小，說明分散越好，氣液相接觸面積就越大，反應進行得就越徹底；改善氣泡大小跟流體分布有關，流體分布跟塔內(nèi)件有很大關系，對于有內(nèi)換熱元件的反應器形式來說，除了氣體分布器，還跟換熱內(nèi)件的結構有很大的關系。
[0003]為了進一步加強換熱，一般使流體在湍流情況下進行，此時若增大表觀氣速會加快大氣泡生成的速率，導致氣含率的增長變緩。為了解決這一問題，一般考慮在鼓泡塔中加入一些橫向構件，起到破碎氣泡和加強湍動的作用，從而有效地加強氣液的傳熱。有關文獻研究了用針翅管代替光管，針翅管是針形翅片垂直固定在列管外壁，針翅不僅能加快流體湍動，同時能夠改善流體分布，破碎大氣泡；但是此種形式在實際應用中，易造成氣體短路，不利于工業(yè)放大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種結構調(diào)整靈活、換熱效率高、成本低、清洗方便的內(nèi)換熱式鼓泡塔反應器。
[0005]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):一種內(nèi)換熱式鼓泡塔反應器，其特征在于，該反應器包括鼓泡塔、氣體分布器和內(nèi)換熱兀件，所述的氣體分布器設置在鼓泡塔底部，所述的內(nèi)換熱元件設置在鼓泡塔內(nèi)浸沒在反應物料之間；所述內(nèi)換熱元件包括枕式傳熱板對和流體分配管，所述的枕式傳熱板對是由兩塊金屬板通過多點焊接形成可供換熱介質(zhì)進行換熱的板程腔體的部件，其兩端設有通口分別連接流體分配管。
[0006]所述的內(nèi)換熱元件是由多對枕式傳熱板對呈圓柱形排布組成，各枕式傳熱板對之間通過板對定距件定位，整個內(nèi)換熱元件的直徑與鼓泡塔內(nèi)徑相當，與塔體焊接固定，浸沒在整個反應系統(tǒng)中?？梢愿鶕?jù)鼓泡塔的大小靈活選擇不同的徑向板對長度的枕式傳熱板對進行排布，并調(diào)整各枕式傳熱板間的間距，板對間距和觸點密度根據(jù)換熱要求和允許壓降值進行調(diào)整。
[0007]所述的枕式傳熱板對由兩個金屬板片通過多點焊接沖壓后成型，四周滾邊焊密封，僅在兩端各留一通口。
[0008]所述的流體分配管包括分配總管和分配支管，所述的分配支管分別連接各枕式傳熱板對兩端的通口，然后連接呈圓盤狀的分配總管，分配總管連接換熱介質(zhì)出入口。
[0009]所述的枕式傳熱板對上均勻設置了多個焊接觸點，多個焊接觸點交錯設置，觸點密度為200?5000個/m2，觸點間距為20?10mm0
[0010]所述的鼓泡塔包括筒體以及設置在筒體上的反應液入口，反應液出口，反應氣入口，反應氣出口，換熱流體入口，換熱流體出口。
[0011]所述的反應氣入口設置在筒體底部，經(jīng)過氣體分布器向上流動，逆流換熱時反應液入口設置在筒體上部，順流換熱時反應液入口設置在筒體下部。
[0012]所述的氣體分布器型式為多孔板、噴嘴或多孔管。
[0013]本發(fā)明鼓泡塔反應器在兩側同時加強的換熱。冷卻或給熱介質(zhì)走換熱元件板程腔體，通過觸點連接處和凹凸的板程腔體表面，加強了流體擾動使其處于湍流，強化了移熱或給熱效率；反應物系相當于處于換熱元件的殼程腔體(相鄰枕式傳熱板對之間的腔體為殼程腔體)，同樣由于板對間的凹凸表面，加強了流體擾動，強化了換熱。
[0014]另一方面，氣體通過氣體分布器進入反應系統(tǒng)后，由于換熱元件表面的不平整性，能在一定程度上使大氣泡破碎，由此增加了氣液相接觸表面積，同時強化了反應過程和換熱過程。
[0015]在總體結構上，由于枕式傳熱板對將整個反應系統(tǒng)空間均勻分隔成若干個通道，起到了有效的導流作用，使得流體均勻分布在整個空間中；此外，反應系統(tǒng)空間的分隔也很大程度減少了液體物料的返混，大大提高了反應結果的選擇性。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0017]一、在合理的結構形式下強化了換熱；
[0018]觸點和凹凸不平的表面強化了兩側流體的擾動，增強了換熱效率，增加了單位體積內(nèi)的換熱面積，減小了相同物料處理量所需的設備體積。同時，由于枕式傳熱板對間沒有接觸點以及枕式傳熱板對表面沒有尖峰角點，通道比較通透，不會使氣體出現(xiàn)短路現(xiàn)象。
[0019]二、板對布置可以降低液體返混，增大反應選擇性；
[0020]由于枕式傳熱板對將整個反應系統(tǒng)空間均勻分隔成若干個通道，使流體均勻分布在整個空間中，很大程度減少了液體物料的返混，大大提高了反應結果的選擇性。
[0021]三、板片結構參數(shù)可以靈活調(diào)節(jié),適應范圍較廣；
[0022]根據(jù)不同的工況要求，可以靈活調(diào)節(jié)板間距、板對間距和觸點密度，達到不同程度的換熱效果。由此可以適應不同反應特性和換熱要求的氣-液，氣-固，液-液等形式的反應。
[0023]四、結構緊湊，不易結垢；
[0024]整個換熱元件與塔體緊湊連接，無需較多復雜接口 ；由于觸點存在，且流體流動形式為湍流，由此產(chǎn)生壁面剪切力較大，使換熱元件本身有了自清潔功能。
【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明枕式換熱元件的正面局部結構示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明枕式換熱元件的側面局部結構示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明整體換熱元件的排布示意圖；
[0028]圖4為本發(fā)明鼓泡塔反應器的整體結構示意圖；
[0029]圖中標號所示:
[0030]a、板片表面，b、板間腔體，c、焊接觸點；
[0031]1.鼓泡塔殼體，11.反應液入口，12.反應液出口，13.反應氣入口，14.反應氣出口，15.換熱流體入口，16.換熱流體出口，2.枕式傳熱板對，21.換熱流體入口分配總管，22、換熱流體入口分配支管，23.板對定距件，24.換熱流體出口收集支管，25.換熱流體出口收集總管，3.氣體分布器。
【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0033]實施例
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