回路反應(yīng)器(又稱噴射環(huán)流反應(yīng)器)主要由反應(yīng)釜(帶壓或者常壓)、循環(huán)泵、熱交換器和文丘里噴射器組成,主要是利用液體的高速流動形成的真空引入氣相,可以精細地將微氣泡在液相中均布,以相對低的能源消耗獲取高的混合效果,并將混合相噴射入反應(yīng)釜內(nèi)在其中形成整體良好的環(huán)流,促進反應(yīng)持續(xù)進行,適用于傳質(zhì)受限的非均相反應(yīng)。
圖1 回路反應(yīng)器的基本結(jié)構(gòu)與原理
2 可應(yīng)用于反應(yīng)放熱量大,而依靠夾套換熱和盤管能力不足的情況,具有在外部可增加換熱器能力的優(yōu)點。
2 適用于反應(yīng)速率不是很快,而且參與反應(yīng)的原料為非均相,其將利用自身的混合效果突出的特點增加反應(yīng)效率??捎糜趲Ъ毿☆w粒物催化劑液-液非均相,尤其適合氣-液非均相反應(yīng)(氣體為分散相),經(jīng)過公司長時間的積累,回路反應(yīng)可用于液相與氣相反應(yīng)、液相與固相反應(yīng)、氣液固三相反應(yīng)的連續(xù)化生產(chǎn)中。
2 應(yīng)用效果與反應(yīng)特性、物性參數(shù)緊密相關(guān),因此針對某一個具體的反應(yīng),需要以數(shù)值模擬和實驗(有條件的前提下)相結(jié)合的方式去尋求優(yōu)化的工程設(shè)計,尤其是其核心元件——文丘里噴射器的操作性能,例如氣液反應(yīng)時氣體吸入量的確定,是一個比較復(fù)雜的問題。
(1)充分利用與高校聯(lián)合開發(fā)的優(yōu)勢,自2015年開始對回路反應(yīng)器及其關(guān)鍵部件文丘里噴射器進行系列化研發(fā)工作及工程應(yīng)用實踐;目前已經(jīng)掌握和建立了核心部件數(shù)值模型及其模擬方法,其合理性和正確性得到了多次工程應(yīng)用的證實。目前能夠做到針對具體的工程對象進行模擬優(yōu)化和設(shè)計。
圖2 相關(guān)數(shù)值模擬示意 圖3 數(shù)值模擬與工程試驗結(jié)果對比
(2)建有中試試驗裝置,可以針對具體工程對象進行可行性試驗。
圖4 回路反應(yīng)中試實驗裝置
(3)具有理論水平高、工程創(chuàng)新能力強的研發(fā)團隊,能夠根據(jù)具體對象進行精細化設(shè)計,工業(yè)化應(yīng)用的案例取得了很好的效果。
圖5 氟化工中的工程應(yīng)用 圖6 丙酮酯化工業(yè)生產(chǎn)裝置
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