[实用新型]一种超声波管式反应器

说明书

本实用新型提供一种超声波管式反应器，应用在化学反应装置技术领域，其技术方案要点是：包括反应壳体；反应壳体内部同轴设置有位于同一平面的盘状式的反应盘管，反应壳体上设置有与反应盘管连通的反应液入口管和反应液出口管；反应壳体内部设置有在反应壳体内部形成盘状式的换热介质流路的换热螺旋隔板；反应壳体上设置有与换热介质流路连通有换热介质入口管和换热介质出口管；反应盘管盘设在换热介质流路内部；反应壳体上安装有超声波换能器；具有的技术效果是：既提高超声波能量利用率，又不存在反应液流动四角，提高了反应的稳定性和一致性。

技术领域

本实用新型涉及化学反应装置技术领域，特别是涉及一种超声波管式反应器。

背景技术

大功率超声在化学化工领域中的应用越来越多的被重视，超声波场作用在溶液或悬浊液中，由于在局部产生的空爆效应，在局部可以产生高温、高压、强射流，这种效应对化学反应中的传质、传热有着强烈的促进作用，可以从微观上改变化学物质的化学和物理性质，有效的利用超声波对化学反应的促进作用，可以优化化学反应的条件，改变反应转化率和收率，提高反应效率，甚至使不易发生的反应在温和的条件下进行。

一些金属参与的有机化学反应，例如：有机锌试剂的制备、格氏试剂的制备等，这些反应过程是有机物在溶液中与金属表面进行反应，而金属表面往往有一层氧化物阻碍反应的启动，反应进行必须使用引发剂去除表面氧化物，使新鲜表面暴露在反应环境，这个过程称为引发过程。如果在超声环境下，由于空爆效应的作用，金属表面的氧化物迅速的剥落，使新鲜的金属表面暴露出来参与反应，反应生成物又迅速的从表面去除脱离，使反应可以更快的发生。

然而超声波的传递是能量场的传递，能量密度随着传递距离的延长会迅速衰减，在批次反应釜体系中，使用变幅杆将超声能量传递到反应体系中，能量场分布很不均匀，能量相对集中在较小的区域，大量的物料只能在搅拌下与高能区域实现短暂的接触。由于这种接触有效时间很短，只能延长反应时间达到反应终点，未能有效达到强化反应的效果。

在连续反应中超声波能量相对集中的作用在流动的物料中，可有效地提高超声波的利用率，连续反应形式通道狭窄，超声能量作用在连续反应通道外壁，能量传递到反应液中，提高了产生能量的利用率，反应通道处于恒定的超声能量场，反应过程也可以进行有效的转化。

目前，公开号为CN215087044U的中国实用新型，公开了一种连续超声化学反应芯板，包括第一板体、第二板体、分隔板和超声波换能器，第一板体上端面向下凹陷形成第一凹槽，第一板体上端面密封连接有分隔板，用于将第一凹槽形成密封反应腔体，第二板体下端面向上凹陷形成第二凹槽，第二板体下端面与分隔板上端面密封连接，用于将第二凹槽形成密封换热腔体，第一板体外侧安装有至少一个超声波换能器，反应腔体上开设有物料进口和物料出口，换热腔体上开设有换热介质入口和换热介质出口。

现有的续超声化学反应芯板使超声波直接作用在反应腔体，大大促进超声波能量效率，而且大大加强了反应物料的能量密度，有效促进反应的进行，换热层可有效平衡反应热量；解决了换热和能量传到的问题，但流道是狭长矩形，物料在流动过程中的中间部分和边际部分可能存在流速不一致的情况，造成固体物料在某些区域沉积，反应不能彻底。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种超声波管式反应器，其优点是既提高超声波能量利用率，又不存在反应液流动死角，提高了反应的稳定性和一致性。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种超声波管式反应器，包括反应壳体；

所述反应壳体内部同轴设置有位于同一平面的盘状式的反应盘管，所述反应壳体上设置有与反应盘管连通的反应液入口管和反应液出口管；

所述反应壳体内部设置有在反应壳体内部形成盘状式的换热介质流路的换热螺旋隔板；所述反应壳体上设置有与换热介质流路连通有换热介质入口管和换热介质出口管；所述反应盘管盘设在换热介质流路内部；