[实用新型]一种可使液固混合物料稳定流动的连续反应装置

说明书

本实用新型涉及一种可使液固混合物料稳定流动的连续反应装置。所述装置由静态混合片插入圆管，并将圆管弯曲成盘管状制作而成；所述的静态混合片为多节连续螺旋片，静态混合片的一端与圆管管口持平，且总长度不小于圆管长度的一半；所述圆管内径大于静态混合片的宽度。本装置使反应物料在高流速下形成的强剪切流场可使沉淀产物随液相稳定流动，成功避免了反应管路的堵塞。

技术领域

本实用新型涉及一种可使液固混合物料稳定流动的连续反应装置。属于精细化工中的反应工程领域

背景技术

连续流反应技术由于比表面积更大、传质和传热性能更好、工艺耐受性更佳，已在精细化工及制药工程中得到了极为广泛的应用，但生成沉淀的化学反应对这项技术来说仍是一个巨大的考验，因为沉淀产物的积聚会快速增加反应器的压降，进而彻底堵塞反应通道并迫使整体生产陷入停滞。沉淀反应在精细化工和制药领域颇为常见，这一难题大大限制了连续流反应技术在这些领域中的发展和应用。连续搅拌或震荡流技术虽然可缓解流动通道的堵塞问题，但仍存在机械松动、磨损以及能耗较大等缺陷，增加了反应过程的不稳定性；若对反应器施加超声波，则会增加生产环境的噪音污染，而这项技术本身也难以工程放大。

在管式反应通道中装入静态混合片不但可明显强化传质和传热过程，同时高流速下形成的强湍动流场为液固混合物料的稳定流动提供了极为有利的条件。目前，静态混合的用途大多为促进反应物混合以及快速结晶过程，其长度一般都很短，物料的停留时间多为“秒级”；而且现有的静态混合片普遍会使管路压降剧烈上升，反而会使堵塞发生得更快。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本实用新型提供一种可使液固混合物料稳定流动的连续反应装置。

本实用新型是通过如下方案实现的：

一种可使液固混合物料稳定流动的连续反应装置，其特征在于，所述装置由静态混合片插入圆管，并将圆管弯曲成盘管制作而成；所述的静态混合片为多节连续螺旋片，静态混合片的一端与圆管管口持平，且总长度不小于圆管长度的一半；所述圆管内径大于静态混合片的宽度。

所述的静态混合片每旋转180°为一个单节螺旋片，长度为10mm。

所述的盘管的曲率直径为50cm。

有益效果

本实用新型通过将一种连续螺旋式静态混合片装入圆管中，并将圆管弯成盘管状，使反应物料在高流速下形成的强剪切流场可使沉淀产物随液相稳定流动，成功避免了反应管路的堵塞，且这种混合片对管路压降的影响不大。混合片的长度较长，入口段可促进反应物的快速混合，之后的填充段用于产生强湍动流场来保证含沉淀物料的稳定流动，整个管式反应器可用于处理长至“分钟级”的沉淀反应。新型静态混合片的装入强化了管式连续流反应器的传质和传热性能。与连续搅拌和震荡流技术相比，静态混合可避免机械松动、磨损等不稳定因素，且节省了除维持进料泵运行之外的其它能量。

附图说明

图1为本实用新型的新型连续螺旋式静态混合片结构示意图；

图2为本实用新型的盘管示意图；

图3为本实用新型的管路剖面结构示意图。

其中：

1-静态混合片、2-圆形盘管。

具体实施方式

以下结合附图与具体实施例进一步阐述本实用新型的优点。本领域技术人员应当理解，下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本实用新型的保护范围。相似的结构和尺寸均在本实用新型的保护范围内，且不受材质的限制。

如图1所示，本实施例中可使液固混合物料稳定流动的连续反应装置由新型的静态混合片装入圆管制作而成。本实施例中新型的静态混合片呈连续螺旋形，总长为68m，厚度t为0.5mm，宽度d为3mm，材质为316L不锈钢，定义每旋转180°为单节螺旋片，长度l为10mm。将新型的连续螺旋式静态混合片装入长85m、内径ID为4mm、外径OD为6mm的316L不锈钢圆管中，一端与管口持平，然后将圆管弯成曲率直径为50cm的盘管，总反应体积为650mL。控制反应物料的总流速不小于0.4m/s(180mL/min)，且反应物料中沉淀的质量分数需控制在10％以下，此时反应沉淀颗粒在强湍动流场中可随液相稳定流动，避免了反应通道的堵塞，保证了反应系统的连续稳定运行。