[发明专利]可预热式汽化混合器

说明书

一种可预热式汽化混合器，在导热层外设保温层，保温层外设外壳体，导热层与保温层之间设上加热器、中加热器、下加热器，外壳体上设与上温度控制器相连的上热电偶、与中温度控制器相连的中热电偶、与下温度控制器相连的下热电偶，导热层内上部设与反应器相联的气态物料混合器、下部设气体预热器，气体预热器入口通过流量计与气瓶相联通、出口与气态物料混合器联通，气体预热器出口为收敛形，外壳体内气态物料混合器下设液体汽化器，液体汽化器上端与联通、下端经液体计量泵与液体储罐联通，导热层与气态物料混合器之间设与液体汽化器搭接、与温度显示仪相连的温度传感器。

技术领域

本发明属于化工试验装备或装置技术领域，具体涉及到一种应用于催化研究及试验中的可预热式汽化混合器。

背景技术

催化剂评价或试验装置是催化剂研发和催化工艺探索的技术基础，在多相催化研究中发挥着重要作用，鉴于多相催化反应中多涉及液体物料汽化以及不同气体物料混合这两类单元操作，因而汽化及混合的装置研发与工艺探索在化工研究及生产中备受关注。目前，在化工生产中，以蒸发器(如釜式蒸发器、列管式蒸发器以及中央循环管式蒸发器等)为代表的汽化设备和以混合器(如管道混合器、漩涡混合器、气液混合器以及静态混合器等)为代表的混合设备被广泛应用。这些生产设备的特点是体积较大且结构复杂，因其所处置的物料确定或很少变化，其操作工况或工艺参数则相对稳定。而在催化研究及试验中，中小型催化剂评价或试验装置需要处置的物料多有变化，因此，需要试验装置中包括汽化及混合在内的功能模块更为灵活高效、具有更宽的操作弹性和物料适用范围。

目前，在中小型催化剂评价或试验装置中，液体物料的加入及其与气体物料的混合方式大致可分为气体鼓泡法和液体泵入法两种。

气体鼓泡法是在催化反应工程早期研究中发展起来的一种方法，该方法主要是将一定流速(未经预热或预热后)的气体物料通入液体物料、通过鼓泡的方式将液体物料带入催化反应器，因其不需要混合器使得装置简单，迄今为止在多相催化研究中应用广泛。其缺点是：由于液体物料的带入量不仅受气体物料温度影响较大，且与液体物料本身的沸点及饱和蒸汽压密切相关，因此会出现液体物料加入量或物料比例不稳定的问题。

专利申请号为201420289961.4、发明名称为《一种鼓泡装置》的中国实用新型专利，公开了一种改良的鼓泡装置，包括进气管、反应容器和出气管等，反应容器为三角形内壁，周围斜向上，底面平坦的透明容器，顶端连接出气管；进气管是管壁标有精确的刻度线的垂直进气管，从反应容器的侧壁垂直插入反应容器，进气管末端为一个颈口，颈口的外沿为一圆形冒泡口，出气管和进气管分别通过螺旋连接口与所述反应容器连接固定。该装置的主要缺点为无法精确控制气体鼓泡带出液体物料的量，从而不能为下游的催化反应准确地提供所需要的液气混合比。

液体泵入法是为克服气体鼓泡法存在的缺点和不足而建立起的方法，该方法通过液体计量泵将液体物料加入混合器或者反应器，在一定程度上实现了液体物料加入量的精确控制。就已公开报道的液体泵入法而言，目前尚不能保证被加入液体物料的充分汽化，也无法避免已汽化物料在混合器内的冷凝积液。

专利申请号为201320532627.2、发明名称为《一种可预热式混合器》的中国实用新型专利，公开了一种混合器，包括外层包覆有加热包的混合室以及设于混合室两端的进样口及出样口。专利申请号为201420118242.6、发明名称为《一种汽化混合装置》的中国实用新型专利，公开了一种汽化混合装置，汽化混合装置包括电加热炉、位于电加热炉内的汽化室、设置于汽化室前端的气相进口和液相进口、位于汽化室后端的物料出口，以及汽化室腔体内在一组具有中心通孔挡板之间填充的多孔陶瓷。上述装置存在的主要缺点有：第一，无液体物料汽化过程精准控温功能，导致不仅不能保证被加入液体物料的完全汽化，而且无法根据液体物料的沸点等调控汽化工艺参数；第二，无待混合气体物料的预热功能，使得被汽化的物料在混合器内因受到温度较低的气体物料的冷激而液化。

综上可知，已公开的技术目前不能保证对液体物料(特别是较高沸点液体物料)的高效汽化，也无法从根本上实现对反应所需物料液气混合比的精确控制。

发明内容