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环流反应技术是近年来研究开发、并已在国外开始应用的适用于化工生产过程中气-液、气-液-固反应的先进技术,该技术从根本上改变了反应介质接触、混合方式,使反应过程的传质和传热得到了强化。喷射式环流反应器是以射流引射代替机械搅拌,应用外加机械能使工作介质体产生环流,在射流的作用下将引射介质卷吸到反应体系中,使介质处于高度湍动状态,同时还能形成内部环流;介质本身作为动能和动量的载体,在剪切力的作用下,实现能量交换;在高度湍流扰动下,还可使固体(一般为催化剂)处于良好的悬浮状态;换热面设在反应器外部,简化了反应器结构形式,介质间的传质和传热过程均得以强化。介质的环流方式包括内环流和外环流;工作介质可以是液体或气体;在喷射器喷射方式有上喷式和下喷式之分,其中尤以液体下喷射式环流反应器的应用最为广泛,适用于多种类型的气-液和气-液-固单元反应过程,如氧化、还原、羰基化、烷基化、烷氧基化、羧化、胺化、磺化等,具有很强的通用性,可应用于通过上述类型的气-液和气-液-固反应合成的很多大宗有机化工原料,并能大幅度提高单套设备的生产能力,同时有效的降低生产成本,提高产品收率和质量,减少废弃物排放,实现清洁生产。
液体下喷射式环流反应器就是在一个常压或加压的容器中,设置喷射器,引射器,在容器的外部设置循环泵,换热器,用循环泵为介质提供动能,使得反应介质在反应器内不断的接触与混合,达到强化质量传递、动量传递的目的。可以间歇操作也可以连续操作。
与常见的气液反应设备相比在结构上具有以下特点:
以射流引射替代机械搅拌;
外加机械能使液体产生外部环流;
介质本身作为动能和动量的载体介质高度湍动;
结构简单,换热器设置在外部,传热面不受反应器尺寸限制;
本身没有运动部件,维护简单;
密封性能好,对于气体吸收反应,没有尾气排放;
与常规的气液反应设备相比在性能上具有以下特点:
质量传递性能优异,容积传质系数提高5~15倍;
热交换效率高 ;
能量利用率高,能耗降低10%—20%;
放大简单可靠 ;
体积小,结构相对简单 ;
安全性高,对环境友好 ;
建设投资小,占地面积小;
环流反应器的基本型式及现有装置见附图:
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