[发明专利]基于喷射器的逆流式传质、传热、反应装置

说明书

技术领域

本发明属于化学工业技术领域，具体涉及一种基于喷射器的逆流式传质、传热、反应装置。

背景技术

传质过程在化学工业中起到了非常重要的作用，几乎所有的化工生产过程都需要对原料和反应物的混合、分离、提纯，传质、传热或反应、分离过程不仅应用于化工领域，在生物化工，环境保护，核燃料提纯与放射性后处理等技术领域都有着广泛的应用。

工业上常用的传质、传热或反应、分离过程可以分为平衡分离过程和速率分离过程两大类，其中速率分离过程是指在压力差，温度差，浓度差，电位差等推动力的作用下，利用各介质扩散速度的差异实现介质的分离。现有技术中的釜式或塔式的传质和反应设备，直接换热设备，通常采用搅拌，填料，脉动，震动等方式提高效率，缺点是存在返流混流大，物料混合不均，混合强度不高，效率不高，反应不均匀等问题。例如，现有技术中常用的萃取塔，为了提高传质能力，采取了震动，脉动，搅拌等方式，但同时为了保持介质在流动中有效分离，受介质流动速度要远远低于其沉降速度影响，密度不同的介质为了保持有效沉降分离，相对速度必须保持较慢，导致上述震动，脉动，搅拌等方式强度受限，造成传质、反应、换热效率难以提高。同时，动态情况下相向运动的轻重介质的分离沉降速度远远低于静态情况下的沉降速度，因此设备尺寸需要做的很大，这些因素都导致传质分离过程的整体效率低下。

喷射器是利用流体来传递能量和质量的装置，它可以将压力、位差、密度、相态（气、液、固）不同的介质进行混合、能量交换、均化，主要应用于各行业的真空吸气、混合、提升压力等过程。喷射器由喷嘴，喉管，扩散管和吸入室等部件组成。工作时，采用有一定压力的工作介质流体通过喷嘴喷出，由于喷射流体流速高，将压力能转变为速度能，使吸气区压力降低产生较低压力并将吸入室中的引射介质流体吸入。混合流体进入混合管（喉管）混合后，进入扩散器，由于在扩散器内流体流速降低，压力将继续升高，在扩散器出口处，混合流体的压力介于喷射流体和进入吸入室时引射流体的压力之间。提高引射流体的压力而不直接消耗机械能、以及介质在混合管内得到强烈混合，这是喷射器最主要，最根本的性能。由于具有这种性质，在很多技术部门中，采用喷射器能得到更为简单更为可靠的技术解决办法。

发明内容

（一）发明目的：为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种基于喷射器的逆流式传质、传热、反应装置。

（二）技术方案：

一种基于喷射器的逆流式传质、传热、反应装置，包括用于传质、传热或反应的单元器，所述单元器顶部具有用于排出轻介质的出口、底部具有用于排出重介质的出口，所述单元器分为串连的复数节，每相邻两节的连接处设置用于隔断所述单元器的隔板，隔板上设置喷射器，所述喷射器的吸入室连接喷射器吸入管，所述喷射器吸入管的另一端穿过隔板连接到前级单元器；还包括位于单元器顶部或者底部的动力流进口，所述动力流进口通过管道与喷射器的喷嘴相连接。

所述动力流进口是位于所述单元器底部的第二轻介质进口，与所述第二轻介质进口相连的第一喷射器的出口向下，其余喷射器的出口向上。

所述动力流进口是位于所述单元器顶部的第二重介质进口，与所述第二重介质进口相连的第二喷射器的出口向上，其余喷射器的出口向下。

所述单元器是整体的罐状并由复数个隔板分离成复数节；或者，所述单元器是由复数个独立的罐状单元器串连组成，每相邻两节单元器之间设置用于连通单元器的连接部，所述连接部内设置隔板，隔板上固定设置所述喷射器。

所述独立的罐状单元器的封头为椭圆形封头或者锥形封头，所述独立的罐状单元器是直立式的或者卧式的罐状单元器。

所述卧式的罐状单元器的外径是沿着动力流体喷出的方向逐渐增大的。

所述的基于喷射器的逆流式传质、传热、反应装置，还包括与所述单元器顶部出口密闭连接的上部分离器和与所述单元器底部出口密闭连接的下部分离器；所述上部分离器设置第一重介质进口，上部分离器顶部设置轻介质出口；所述下部分离器设置第一轻介质进口，下部分离器底端设置重介质出口。

所述第一喷射器由第一法兰式夹隔板固定在所述单元器内和/或所述第二喷射器由第二法兰式夹隔板固定在所述单元器内；所述上部分离器和/或下部分离器和/或至少一节单元器上设置用于观察流体状态的视镜，所述上部分离器和/或下部分离器上设置温度计和/或压力表。