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谱策JSR高压射流搅拌氧化反应器

谱策JSR高压射流搅拌氧化反应器

JSR高压射流搅拌氧化反应器是一种为苛刻的氧化反应而设计的特种反应设备。它巧妙地利用高速射流替代机械搅拌,完美解决了高压密封的工程难题,同时提供了超高的混合、传质和传热效率,非常适合处理放热量大、速度快、对混合程度要求高的高压氧化过程,尤其在环保和化工领域有着重要的应用。


产品简介:

JSR: 这通常是 Jet Stirred Reactor 的缩写,中文即 射流搅拌反应器。这是一种特殊类型的连续流动反应器,其核心特点在于利用高速射流(Jet)来实现反应物料的剧烈混合与搅拌,而不是传统的机械搅拌桨。

高压: 指明了反应器的工作压力条件。这意味着该设备设计用于在显著高于常压的条件下运行(例如几个到几十个兆帕 MPa),通常壳体需要采用厚壁设计,并配备相应的高压进料、测控和安全系统。

射流搅拌: 这是该反应器的核心技术与混合方式。它通过一个或多个喷嘴,将一股或多股反应物料以极高的速度注入反应腔体内。

氧化反应器: 指明了反应器的主要用途,即用于进行氧化反应(Oxidation Reaction)。氧化反应通常具有放热量大、反应速度快、可能涉及气-液-固多相体系、有时中间产物不稳定等特点。常见的例子有:烃类的氧化、湿式氧化(WAO)、超临界水氧化(SCWO)等。

 

工作原理:

高速射流在进入主体空间时,会卷吸、夹带周围的流体,形成强烈的湍流、剪切和涡流,从而实现反应物在分子尺度上的快速、均匀混合。这种混合效率通常远高于机械搅拌,尤其适用于快速反应体系。

 



JSR高压射流搅拌氧化反应器的综合特点

将以上特点组合起来,这种反应器具有以下鲜明优势,尤其适合苛刻的氧化过程:

1.混合效率: 射流提供的微观混合速度极快,可以确保氧气(或空气)与有机底物瞬间充分接触,避免局部过浓或过热,有利于提高反应选择性和收率,减少副反应。

2.无机械搅拌密封问题: 这是相对于传统机械搅拌高压釜的巨大优势。在高压条件下,机械搅拌轴的动密封是一个技术难点,容易泄漏且维护成本高。射流搅拌反应器是静态设备(没有运动部件穿入反应腔),从根本上解决了高压密封难题,安全性和可靠性更高。

3.适用于高温高压: 设计本身易于应对氧化反应常需的高温高压苛刻条件,能够实现接近或超过反应物临界点的工艺(如超临界水氧化)。

4.结构紧凑,易于放大: 反应器结构相对简单。通过增加喷嘴数量或优化喷嘴布置,可以较容易地进行工程放大(Scale-up),而不像机械搅拌那样存在严重的放大效应。

5.传质传热效率高: 强烈的湍流不仅促进了传质(如氧气从气相到液相的溶解和扩散),也强化了传热,有助于移走氧化反应释放的大量热量,避免反应器内出现“热点”,控制反应温度,保障操作安全。




工作流程(示意)

1.进料: 液体原料(可能含有催化剂)通过高压泵输送,氧化剂(如氧气、空气)通过压缩机压缩。各路进料经过预热器达到反应温度。

2.射流与反应: 预热后的物料通过特制的喷嘴,以高速射流形式喷入反应器主体腔内。物料瞬间混合并发生氧化反应。

3.反应与停留: 反应物料在反应器内有控制地停留一段时间(停留时间分布较窄),完成反应。

4.出料与冷却: 反应后的混合物迅速离开反应区,经过冷却器降温降压,后续进入分离装置(如气液分离器)进行产物分离。


主要应用领域

  • 高级氧化技术(AOPs): 处理高浓度、难降解有机废水,如湿式空气氧化(WAO)、超临界水氧化(SCWO)技术中的核心反应装置。

  • 精细化工: 需要严格控制反应条件和产品选择性的高压氧化过程,例如特定有机化合物的催化氧化合成。

  • 基础研究: 作为理想的全混流反应器(CSTR),用于研究高温高压快速反应(如燃烧化学反应、氧化反应动力学)的机理,因为其内部可以达到高度均匀的温度和浓度,便于获取准确的实验数据。

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