CN103551102B - 异形螺旋管道反应器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及异形螺旋管道反应器，有效解决反应率低，时间长，所需管道过长的问题，其结构是，内芯管道内装有第一温控探头，内芯管道外相间旋装有外管道，内芯管道的外壁上焊接有隔板，在外管道的内壁上设置螺旋状槽道，槽道的螺距与隔板的螺距相等，槽道螺旋的角度与隔板的螺旋角度一致，构成异型螺旋通道结构，异型螺旋通道两端有进料口管和排料口管，内芯管道的腔体内装有第一加热器，外管道外壁上的第二加热器外侧装有保温层，进料口管内装有静态混合反应器，第二加热器处装有第二、第三温控探头，三个温控探头经传输线接控制器，本发明成本低，效果好，吸热效率高，节约能源，有效用于石油化工、食品、生化、制糖和制药领域。

Description

异形螺旋管道反应器

技术领域

本发明涉及化工机械，特别是一种异形螺旋管道反应器。

背景技术

管道反应器广泛应用于化工生产中，目前管道反应器多为单管外加热的结构，其管道形状为普通圆形管道。在管道内安装有静态混合器，由于结构上的问题，管道反应器反混小，其应用受到很大限制，虽管式反应器可实现分段温度控制，但反应率低，时间长，所需管道过长，设备投资大，工业上不易实现。因此，反应器上的改进和创新势在必行。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的就是提供一种异形螺旋管道反应器，可有效解决反应率低，时间长，所需管道过长，设备投资大的问题。

本发明解决的技术方案是，包括保温层、管道、进料口管、排料口管、加热器和静态混合反应器，内芯管道的腔体内装有第一温控探头，内芯管道外相间旋装有外管道，内芯管道的外壁上焊接有螺距相等、角度一致的直径大于外管道直径2-3cm螺旋式的隔板，在外管道的内壁上设置螺旋状槽道，槽道的螺距与隔板的螺距相等，槽道螺旋的角度与隔板的螺旋角度一致，槽道的宽度为隔板的厚度，构成异型螺旋通道（管道）结构，异型螺旋通道两端上下错开分别有连通的进料口管和排料口管，内芯管道的腔体内装有第一加热器，外管道外壁上装有第二加热器，第二加热器外侧装有保温层，进料口管内装有静态混合反应器，第二加热器处装有第二温控探头、第三温控探头，进料口管上设有压力传感器接口和助剂加入接口，第一温控探头、第二温控探头、第三温控探头经传输线接控制器。

本发明结构简单，新颖独特，易安装使用，成本低，效果好，吸热效率高，节约能源，有效用于石油化工、食品、生化、制糖和制药领域的大规模工业化生产，有良好的经济和社会效益。

附图说明

图1为本发明的结构剖面主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明。

由图1所示，本发明包括保温层、管道、进料口管、排料口管、加热器和静态混合反应器，内芯管道3的腔体内装有第一温控探头9，内芯管道3外相间旋装有外管道4，内芯管道3的外壁上焊接有螺距相等、角度一致的直径大于外管道4直径2-3cm螺旋式的隔板5，在外管道的内壁上设置螺旋状槽道，槽道的螺距与隔板的螺距相等，槽道螺旋的角度与隔板的螺旋角度一致，槽道的宽度为隔板的厚度，构成异型螺旋通道（管道）结构，异型螺旋通道两端上下错开分别有连通的进料口管1和排料口管2，内芯管道3的腔体内装有第一加热器6，外管道4外壁上装有第二加热器14，第二加热器14外侧装有保温层7，进料口管1内装有静态混合反应器15，第二加热器14处装有第二温控探头11、第三温控探头12，进料口管1上设有压力传感器接口8和助剂加入接口10，第一温控探头9、第二温控探头11、第三温控探头12经传输线接控制器（或控制柜，为原设备已有部件，图中未标示）。

为了保证使用效果，所述的异型螺旋通道（管道）是指反应通道（管道）的横截面积和圆形管道的横截面积相等、且管道的横截面加热周长大于圆管横截面加热周长、具有不规则截面形状的螺旋通道（管道）；

所述的第二温控探头、第三温控探头分别设置在距第二加热器的两端1/4处；所述的第一加热器为加热管，即在导热的外壳内装有电加热丝构成；所述的第二加热器是由缠绕在外管道外壁上的电加热丝构成；所述的进料口管和排料口管均为内孔径与异型螺旋通道截面积相等的圆管，圆管封头侧方开有和异型螺旋通道截面相同的转角接口，分别将进料口管、排料口管与异型螺旋通道构成直角状焊接在一起。

所述的压力传感器接口8用于安装压力传感器，助剂加入接口10用于添加工业中所需的助剂。

本发明的使用情况是，由于采用异型螺旋通道（管道），经试验，在与材料、同等壁厚相同的圆形管道相比具有明显的优势，具体如下：

型号	管道截面积mm2	物料流速L/小时	管道截面周长mm
				D-25	490.625	170	78.5
D-75	4415.625	1530	235.5
				异形	4415.625	1530	1119.9

本发明通过生产实践，反应效果好，产品质量稳定，现行的D-25型圆管管道反应器、D-75型圆形管道反应器在使用时，若将D-75型圆形管道反应器与D-25型圆管管道反应器达到同等反应质量，在管道截面积、物料流速两方面比D-25型设备的相关数据同时扩大了9倍，但是反应管道的吸热面积只扩大了3倍，吸热量不够导致物料反应效果差。将异形螺旋管道反应器的反应管道，做成横截面积为4415.625的类似于不规则四边形的异形螺旋管道，设截面宽为8，长（即螺距高度）为551.95，计算得出异形管道的截面周长为1119.9，反应管道在同等长度条件下，计算得出，异型管道的吸热面积是D-75型圆形管道吸热面积的4.76倍，是D-25型圆形管道吸热面积的14.27倍。所以，异形螺旋管道反应器，解决了扩大产量吸热量不足的问题，同时提高加热速度，缩短了反应时间和节约反应管路，保证产品质量稳定。

本发明与现有技术相比，具有以下突出的特点：

1、异形螺旋管道反应器包括在两管道之间和单管内外壁、以及两锥体之间形成的各种形状的管道。异形管道的横截面积与相同横截面积的圆形管道相比，吸热面积倍增，吸热效率高。是具有内外加热和正压的反应装置。

2、异形螺旋管道反应器的螺旋管道，其内应力和圆形管道的内应力相等，再加上隔板的耐压力，整体承压在60兆帕以下。其物料热涨系数高于相同截面积的圆形管道。

3、异形螺旋反应器的反应管道在节约管道长度上是相对值，管径越大，节约管道越长。

4、异形螺旋管道反应器可根据不同产品生产工艺中各要素的要求，设计反应器的制作方案，满足物料反应要求的各个条件，如：压力、流速、温度、助剂添加量等。保证产品质量。

5、异形螺旋管道反应器适用的温度加热范围0—800度，压力60兆帕以下，助剂可以是气态或液态，供给量能够按需定量调整。

6、异形螺旋管道反应器三通接口下安装的静态混合器，具有的功能是：当助剂与原料存在不同比重时，使加入的助剂与物料充分混合。可在反应管道内指定位置安装镶嵌焊接的静态混合器，具有波纹板结构导向板，可以避免物料在管道内加热过程中出现分层和阶梯温度。

7、异形螺旋管道反应器可根据所采用的加热方法不同，设计、安装方法不同。可设计成多组套装型炉加热，塔窑加热,大型设备必须垂直安装，垂直安装时要求物料低进，成品高出；小型设备可水平安装。

本发明异型螺旋通道反应器独特结构、良好的使用效果，有效满足石油化工、食化、生化、制糖和制药领域的工业化大规模生产，是反应器上的一大创新，有巨大的经济和社会效益。

Claims (3)

1.一种异形螺旋管道反应器，包括保温层、管道、进料口管、排料口管、加热器和静态混合反应器，其特征在于，内芯管道（3）的腔体内装有第一温控探头（9），内芯管道（3）外相间旋装有外管道（4），内芯管道（3）的外壁上焊接有螺距相等、角度一致的直径大于外管道（4）直径2-3cm螺旋式的隔板（5），在外管道的内壁上设置螺旋状槽道，槽道的螺距与隔板的螺距相等，槽道螺旋的角度与隔板的螺旋角度一致，槽道的宽度为隔板的厚度，构成异型螺旋通道结构，异型螺旋通道两端上下错开分别有连通的进料口管（1）和排料口管（2），内芯管道（3）的腔体内装有第一加热器（6），外管道（4）外壁上装有第二加热器（14），第二加热器（14）外侧装有保温层（7），进料口管（1）内装有静态混合反应器（15），第二加热器（14）处装有第二温控探头（11）、第三温控探头（12），进料口管（1）上设有压力传感器接口（8）和助剂加入接口（10），第一温控探头（9）、第二温控探头（11）、第三温控探头（12）经传输线接控制器，异型螺旋通道是指反应通道的横截面积和圆形管道的横截面积相等、且管道的横截面加热周长大于圆管横截面加热周长、具有不规则截面形状的螺旋通道。

2.根据权利要求1的所述的异形螺旋管道反应器，其特征在于，所述的第二温控探头、第三温控探头分别设置在距第二加热器的两端1/4处。

3.根据权利要求1的所述的异形螺旋管道反应器，其特征在于，所述的进料口管和排料口管均为内孔径与异型螺旋通道截面积相等的圆管，圆管封头侧方开有和异型螺旋通道截面相同的转角接口，分别将进料口管、排料口管与异型螺旋通道构成直角状焊接在一起。