一种气体分布器及反应器的制作方法

1.本实用新型涉及化工设备技术领域，特别是涉及一种气体分布器及反应器。


背景技术：

2.在对精草铵膦进行合成时，其合成原理为：原料草铵膦中含有50%的l型草铵膦和50%的d型草铵膦，原料中的 d 型草铵膦经过氧发生氧化反应将铵基氧化成羰基，氧化生成的羰基与氨反应通过转氨酶作用下变成l型草铵膦，转换反应需要的催化剂属于固体粉末状生物催化剂，所需要的氧气由空气提供。
3.在工业化气体反应中，通常采用插底管分布的结构，即通过把通气管从反应器外侧底部伸至内部，达到气体与催化剂、物料接触的目的。但是，由于气体从通气管一股脑喷出，无法均匀分布，不能与物料充分接触反应，而且，通气管口容易堵塞，导致反应时间长，转化率低，成本高，浪费资源。


技术实现要素：

4.本实用新型的一个目的是提供一种用于对气体进行分布的气体分布器。
5.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
6.一种气体分布器，包括分布器本体，所述的分布器本体的内部开设有气腔，所述的分布器本体的一端为连接端，且该连接端开设有与所述的气腔连通的开口，所述的分布器本体的周面、端面上开设有多个与所述的气腔连通的气孔。
7.上述技术方案优选地，所述的气孔的孔径为1-10mm，如1mm，或者2mm、5mm、10mm等。
8.上述技术方案优选地，所述的气孔均匀分布在所述的分布器本体的周面、端面上，即相邻两个气孔之间的间距相等。
9.本实用新型的另一个目的是提供一种反应器，该反应器带有上述的气体分布器，反应器可以是如搪玻璃反应釜、金属反应釜等。
10.为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
11.一种反应器，包括：
12.反应器筒体：所述的反应器筒体上开设有进料口、出料口以及进气口；
13.搅拌组件：所述的搅拌组件包括可绕自身轴线旋转的搅拌杆、与所述的搅拌杆的一端传动连接驱动所述的搅拌杆转动的驱动件，所述的搅拌杆的另一端通过所述的进料口伸入至所述的反应器筒体内；
14.气管：所述的气管表面开设有多个连接孔，所述的气管与所述的进气口连通，
15.气体分布器：所述的气体分布器通过其连接端连接在所述的气管的连接孔上。
16.上述技术方案优选地，所述的气管包括直管段、环管段，所述的直管段一端与所述的进气口连通，另一端与所述的环管段连通，所述的连接孔开设在所述的环管段上。所述的直管段沿所述的反应器筒体的轴向延伸，所述的环管段沿所述的反应器筒体的径向延伸。
17.进一步优选地，所述的反应器筒体设置有支撑杆，所述的支撑杆一端通过垫片支
撑在所述的反应器筒体的内壁面上，另一端支撑在所述的环管段上，保证连接多个气体分布器后环管段的稳定性。
18.进一步优选地，所述的直管段设置有两根，并对称地与所述的环管段的两侧连通。
19.进一步优选地，所述的连接孔开设在所述的环管段的内环面和外环面上。
20.进一步优选地，所述的环管段内环面上的连接孔与外环面上的连接孔交错开设；所述的连接孔的朝向包括所述的环管段所在面的方向、所述的环管段所在面的上方或者下方，使得气体分布器连接在连接孔上后，气体分布器可以朝向多个方向，而不是同一朝向。
21.上述技术方案优选地，所述的反应器筒体具有用于将所述的进料口覆盖的上盖，所述的搅拌组件连接在所述的上盖上，且所述的搅拌杆穿过所述的上盖。
22.上述技术方案优选地，所述的驱动件包括电机、与所述的电机传动连接的减速器，所述的减速器通过联轴器与所述的搅拌杆的一端传动连接。
23.上述技术方案优选地，所述的反应器筒体的筒壁包括内筒壁、外筒壁，所述的内筒壁、外筒壁之间形成换热腔，所述的外筒壁上开设有与所述的换热腔连通的进气/液口、出气/液口。
24.由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
25.本实用新型的气体分布器的结构更利于气体从中快速、广泛的喷出，在搅拌组件的作用下形成气体碎泡，加速溶解在水中，与物料充分接触反应，有效解决了现有反应器中采用的通气管无法使气体在物料中均匀分布，形成偏流，催化剂聚集，导致气液固三相反应时间较长，转化率低的问题，提高了反应速度和转化率。
附图说明
26.附图1为本实施例中气体分布器的剖视示意图；
27.附图2为附图1中a-a剖视示意图；
28.附图3为本实施例中反应器的结构示意图；
29.附图4为本实施例中气体分布器在反应器中的分布示意图。
30.以上附图中：
[0031] 1、气体分布器；10、分布器本体；100、气孔；11、连接端；2、反应器筒体；20、进料口；21、出料口；22、进气口；23、上盖；240、内筒壁；241、外筒壁；242、换热腔；243、进气/液口、出气/液口；30、搅拌杆；300、叶片；31、电机；32、减速器；33、联轴器；40、直管段；41、环管段；50、支撑杆；51、垫片。
具体实施方式
[0032]
下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0033]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定
的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0034]
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0035]
如图1、2所示的一种气体分布器，包括分布器本体10，分布器本体10的内部开设有气腔，分布器本体的一端为连接端11，且该连接端11开设有与气腔连通的开口，分布器本体10的周面、端面上开设有多个与气腔连通的气孔100。
[0036]
在本实施例中：分布器本体10呈圆柱形，连接端11的直径略小，连接端11的外表面设置有螺纹。气孔100的孔径为1-10mm，如1mm，或者2mm、5mm、10mm等，并且气孔100均匀分布在分布器本体10的周面、端面上，即相邻两个气孔100之间的间距相等。
[0037]
气体分布器的原理为：气体从连接端11的开口进入分布器本体10的气腔，并通过气孔100均匀的喷射出气，达到均布气流的作用。
[0038]
气流分布器制作时将材料磨成1mm颗粒，然后铸模压制成，强度较高，有利于气体从气体分布器中快速喷出。本实施例给出一种气体分布器的尺寸：气体分布器的材质采用304钢，气体分布器的长度10cm，气孔100的孔径1mm，相邻两个气孔100之间的间距为5mm，气腔的内径dn50。
[0039]
如图3所示的一种反应器，可以是如搪玻璃反应釜、金属反应釜等，用于气-液-固三相反应，气-固反应、气-液反应，亦能用于物料混合搅拌、气体置换，其配置了上述的气体分布器，以下具体对反应器的结构进行详细介绍。反应器主要包括：反应器筒体2、搅拌组件、气管以及气体分布器1等。
[0040]
反应器筒体2上开设有进料口20、出料口21以及进气口22，其中：进料口20开设在反应器筒体2的顶部并通过上盖23覆盖，出料口21开设在反应器筒体2的底部，可通过放料阀控制其开闭，进气口22设置有两个，也位于反应器筒体2的顶部，并位于进料口20的两侧。
[0041]
在本实施例中：反应器筒体2的筒壁包括内筒壁240、外筒壁241，内筒壁240、外筒壁241之间形成换热腔242，外筒壁241上开设有与换热腔242连通的进气/液口、出气/液口243。进气/液口、出气/液口243可以为蒸汽、循环水进口，蒸汽冷凝水、循环水出口，通过蒸汽或者循环水对反应器筒体2进行加热。
[0042]
搅拌组件连接在上盖23上，搅拌组件包括可绕自身轴线旋转的搅拌杆30、与搅拌杆30的一端传动连接驱动搅拌杆30转动的驱动件，搅拌杆30的另一端设置有叶片300，并通过进料口20伸入至反应器筒体2内。具体的说：
[0043]
驱动件包括电机31、与电机31传动连接的减速器32，减速器32通过联轴器33与搅拌杆30的一端传动连接，从而驱动搅拌杆30进行转动搅拌。通过搅拌可以有效的将气泡进行再次破碎、分散、混合，有效提高了溶氧速度，提高反应效率。
[0044]
气管与进气口22连通，气管表面开设有多个连接孔，气体分布器1通过螺纹连接端连接在气管的连接孔上。螺纹连接的优势在于：气体分布器1与连接孔可拆卸地连接，气体分布器1可以选择性地在连接孔上，对于未连接气体分布器1的连接孔也可以通过堵头封
堵，当然，气体分布器1与连接孔连接形式不局限于螺纹，也可采用焊接、法兰连接等连接方式。
[0045]
在本实施例中：气管包括直管段40、环管段41，直管段40沿反应器筒体2的轴向延伸，环管段41沿反应器筒体2的径向延伸，并且环管段41位于搅拌杆30另一端的下方。直管段40一端与进气口22固定并且连通，另一端与环管段41连通，连接孔开设在环管段41上。环管段40可以是圆环，也可以是椭圆环、方环等形状，具体的：
[0046]
连接孔开设在环管段41的内环面和外环面上，如图4所示，图中示出24个气体分布器1。一种优选地开设方式为：环管段41内环面上的连接孔与外环面上的连接孔交错开设，连接在连接孔上的气体分布器1也是交错分布；另一种优选地开设方式为：连接孔的朝向包括环管段41所在面的方向、环管段所在面的上方或者下方，使得气体分布器1连接在连接孔上后，气体分布器1可以朝向多个方向，而不是同一朝向。这样，环管段41内外两侧的气体分布器1呈放射状布置，有利于气体从环管段41两侧快速喷出，覆盖面积更广，形成涡流，同时在搅拌组件的作用下，将气泡打碎，与物料、催化剂充分接触反应，且若有部分气孔100先被料液堵塞，气体分布器1气腔的气压上升造成憋气，使料液从气孔100冲出，有效瓦解料液对气孔100的堵塞，从而不容易造成气孔100堵塞。
[0047]
此外，直管段40设置有两根，并对称地与环管段41的两侧连通。反应器筒体2内设置有支撑杆50，支撑杆50一端通过垫片51支撑在反应器筒体2的内壁面上，另一端支撑在环管段41上，保证连接多个气体分布器1后环管段41的稳定性。
[0048]
以搪玻璃反应釜为例，在一定温度压力下，反应气体通过进气口22先进入到直管段40、环管段41，通过气体分布器1的气孔100进入反应器筒体2中；电机31驱动在搅拌杆30转动，在搅拌的作用下，喷出的气体分散成无数气泡，增加了气体与液体在催化剂上的接触面积和时间，提高原料转化率，降低反应时间。
[0049]
上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。