撞击流气液反应器

气液反应或化学吸收是化学和石油化学工业中广泛涉及的单元过程。根据物系特性不同，主要是液相化学反应的特性，例如快速、中速、慢速，以及可逆、不可逆等性质不同，各种气液反应或化学吸收过程的性质有很大的差异。已有的用于化学吸收过程的设备有很多种，例如填料塔、鼓泡塔、筛板塔、喷射塔等等，它们各适用于不同的反应体系。已有的用于液相进行快速反应的化学吸收设备主要有喷雾塔、喷射吸收器等。它们分别存在效率不高、设备庞大或动力消耗大的缺点。主要问题在于相间传递系数不够高，使总过程受到传递的限制。

本实用新型的目的是克服上述现有技术的不足，利用撞击流显著强化相间传递的特性，提供一种结构简单、紧凑，投资小，操作维修方便，又节省动力的气液反应技术装备。

本实用新型撞击流气液反应器采用水平同轴两流撞击流。它由下述三组部件组成：吸收室，加速管和压力雾化喷嘴。吸收室是中部为直筒形，上、下各为锥形顶盖和底的中空筒体；上锥形顶盖上面连接排气管，下锥形底下面连接排液管；直筒内部靠近上锥形顶盖处安装除沫挡板。吸收室中部直筒体的横截面可以做成圆形，也可以制成方形或长方形。加速管有两根，直径和长度相同，它们同轴对称地分别安装在吸收室直筒体中部两侧。压力雾化喷嘴安装在加速管内，喷液方向朝向吸收室中心，并带有进液接管。喷嘴可以对称地安装在两根加速管内，也可以只在一根加速管内安装；使用喷嘴个数根据加速管直径和处理液体或悬浮体量确定。压力雾化喷嘴可以采用普通压力雾化喷嘴，也称离心压力喷嘴；最好采用本实用新型设计人的专利旋涡压力喷嘴(专利号ZL00 2 30305.1)。后者旋流效率更高，因而雾化能耗更低。撞击流气液反应器连续操作。工作时，工艺气体分成两股，以基本相同的流量分别高速流动通过两根加速管；工艺液体或液固悬浮体则由压力雾化喷嘴喷雾成微滴状进入加速管。气体加速雾化微滴并携带它们射出加速管进入撞击流吸收室空腔，在两加速管轴线中心处相向撞击，形成高度湍动和强化传质的撞击区，并在其中完成气液反应或化学吸收作业。反应或吸收后，绝大部分液体或液固悬浮微滴依靠重力下落至吸收室锥形底，经排液管放出，送至后工序处理。为使装置内气体与大气隔绝，排液管下游可设置液封机构；分离绝大部分液体或悬浮体微滴后的气体向上流动，在除沫挡板处折流以进一步脱除雾、沫，随后通过排气管排出。根据工艺安排，排出气体或送去进一步处理，或放空。

与现有的气液相反应或化学吸收技术装备相比，本实用新型撞击流气液反应器具有下述显著优点：(1)利用了撞击流强化相间传递的特点，使得液相快速反应不受气膜扩散限制，宏观气液反应或化学吸收过程能高强度地进行，实现小设备大生产；(2)采用压力雾化喷嘴分散工艺液体或液固悬浮体，能量效率高、节能；(3)装置中内部构件少，机械结构简单，设备投资省；(4)由于内部构件少，便于清洗，更能适应反应过程中有固体产物生成的场合。