從前幾期我們介紹的氣液接觸強(qiáng)化技術(shù)來看，諸如噴射式反應(yīng)器或者超重力反應(yīng)器雖然能夠很高效的進(jìn)行氣液接觸，但是在很多方面局限性很大，因此這兩種技術(shù)的推廣目前來看并不順利。就拿噴射式反應(yīng)器來說，第一臺(tái)引入國(guó)內(nèi)的噴射式反應(yīng)器是一個(gè)以環(huán)氧乙烷為介質(zhì)的烷氧基化反應(yīng)，距今已經(jīng)有接近30年的歷史了。但是直到今天，人們談到噴射式反應(yīng)器第一個(gè)反應(yīng)都是這還是一種“新”技術(shù)，可見其推廣之慢。

一方面來看化工廠本身對(duì)與這些新設(shè)備的接受都比較慢，從工廠角度出發(fā)，他們更加優(yōu)先選擇從工藝與合成路線上進(jìn)行技改，一般不輕易動(dòng)設(shè)備，對(duì)新設(shè)備的接受程度有限。另一方面從設(shè)備生產(chǎn)單位來看，確實(shí)有些技術(shù)問題我們的制造業(yè)解決不好。這兩方面都導(dǎo)致了氣液過程強(qiáng)化技術(shù)推廣比較緩慢。那么從企業(yè)立場(chǎng)來看，如果生產(chǎn)中確實(shí)有一個(gè)反應(yīng)存在氣液接觸不良的問題，同時(shí)企業(yè)自身比較保守或者在技術(shù)上能力有限，無法支撐超重力反應(yīng)器與噴射式反應(yīng)器的技術(shù)開發(fā)，有沒有一個(gè)折中的方案呢？

這樣的方案當(dāng)然是存在的，我們談到氣液接觸過程的時(shí)候我們就談到很多氣液反應(yīng)本征反應(yīng)速率實(shí)際上不高。因此對(duì)于很多氣液過程，我們沒有必要追求特別高的氣液強(qiáng)化效果。因此在這里就有了一個(gè)思路，那就是我們可以退而求其次地犧牲一部分氣液強(qiáng)化效果，但是盡可能不改變裝置結(jié)構(gòu)，這樣一來就可以以最小的改動(dòng)達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。同樣的道理，對(duì)于氣液反應(yīng)的換熱問題我們也可以采用類似的解決方案。

一個(gè)比較簡(jiǎn)便的解決方案就是，我們直接就對(duì)攪拌釜進(jìn)行一系列改進(jìn)與設(shè)計(jì)，這樣一來整體工藝的大流程可以不動(dòng)，但是又能確實(shí)提高生產(chǎn)能力。這個(gè)改進(jìn)分為兩部分：

首先，是氣液接觸過程的強(qiáng)化。我們可以通過對(duì)攪拌槳以及導(dǎo)流件的合理設(shè)計(jì)增加氣液接觸效率。其最核心的技術(shù)就是將普通攪拌槳換成自吸式攪拌設(shè)備。這里我簡(jiǎn)單的介紹一下自吸攪拌槳的結(jié)構(gòu)。所謂自吸式攪拌就是將攪拌軸做成中空結(jié)構(gòu)，同時(shí)在攪拌軸上端開有吸氣孔。當(dāng)攪拌槳轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，由于流體力學(xué)的原理葉片處的壓力會(huì)低于攪拌軸上端氣孔處的壓力，這樣一來就可以通過中空的攪拌槳將氣體吸入。攪拌槳上設(shè)有排氣口，吸入的氣體從排氣口排出形成氣泡，再由攪拌器的攪拌直接打碎氣泡，這樣一來也能取得較高的傳質(zhì)效果。這一套改進(jìn)，無需使用回路循環(huán)泵這樣的制造要求非常高的機(jī)械，只要對(duì)攪拌槳進(jìn)行改造就可以實(shí)現(xiàn)。其他工藝操作與普通攪拌流程沒有差別。作為工藝技改，這樣的攪拌設(shè)備往往容易被企業(yè)接受。

經(jīng)過這樣的改造即使是普通的反應(yīng)釜也能具有噴射式反應(yīng)器的部分特點(diǎn)：首先，因?yàn)閿嚢柽^程本身就是自吸的，整個(gè)反應(yīng)在封閉體系中就可以進(jìn)行，無需設(shè)置氣體排出口，避免了鼓泡反應(yīng)廢氣夾帶溶劑的問題。此外自吸攪拌器的氣液傳質(zhì)效果也并非那么難看，可以達(dá)到普通攪拌的1.5-2倍，噴射反應(yīng)器的1/3～1/5。而這個(gè)攪拌效率可以滿足相當(dāng)一部分氣液反應(yīng)的技改需要。

當(dāng)然自吸攪拌也有一定局限，主要是耐腐蝕方面，由于攪拌軸是中空的，不可避免的軸內(nèi)部會(huì)與物料接觸，而且非常不巧的是軸內(nèi)部不容易做防腐，搪瓷之類的更是困難。所以，腐蝕性強(qiáng)的物料做自吸攪拌困難較大。

同時(shí)對(duì)于攪拌釜內(nèi)的傳熱也有改善辦法，普通反應(yīng)釜最主要的問題就是傳熱面積不足，作為解決方案最簡(jiǎn)單的方法就是在反應(yīng)釜內(nèi)加蛇管，蛇管本身就是一個(gè)靜密封部件，耐壓水平可以做到很高控制蛇管管徑就可以得到較大的比表面積。這種方法化工當(dāng)中已經(jīng)用的非常普遍了，現(xiàn)在的換熱管還可以加螺紋和波節(jié)，進(jìn)一步增大換熱系數(shù)。除此之外，還可以在反應(yīng)釜內(nèi)加板式換熱器，這種換熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，就是兩塊鋼板，沖壓形成一定凹凸的形狀，再通過激光點(diǎn)焊在一起，加工非常方便，成本低廉，由于換熱板本身形狀特點(diǎn)，也可以提高換熱系數(shù)。另外就是換熱板位置放的好可以當(dāng)導(dǎo)流板使用，進(jìn)一步提高攪拌釜內(nèi)的混合效果。

所以說氣液過程強(qiáng)化，土豪有土豪的做法，平民有平民的門路。作為生產(chǎn)單位面對(duì)氣液強(qiáng)化方面的問題，如果沒有能力采用噴射反應(yīng)器以及超重力反應(yīng)器等技術(shù)，那么可以完全可以嘗試這樣比較保守的療法。

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