【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热化学反应，具体涉及一种螺旋封堵件及螺旋折流板管壳式反应器。
技术介绍
1、热化学反应的主要限制因素是能源和试剂系统之间的热交换效率。传热流体与试剂体系之间的交换效率越高，反应效果越好。热化学反应器是化工行业的核心设备，在热化学反应过程中，一般都伴随有强放热、撤热、返混、漏流等工程问题，这些问题是热化学反应器在设计优化时需要考虑并解决的重点。目前，把管壳式反应器用作热化学反应器非常常见，常见的管壳式反应器壳程一般采用弓形折流板或螺旋折流板，弓形折流板与反应器筒体内壁之间形成直角区，流体在该直角区内发生路径变化，容易形成返混涡流，且壳程中部和两端均存在流体返混问题，返混、漏流会影响壳程内流体的浓度分布和停留时间，影响反应效果。而螺旋折流板的端部背面与反应器筒体端部平面之间亦存在反应死区，如图6所示，流体进入该反应死区形成涡流返混，导致流体在反应器筒体内形成滞留，无法及时将热量带出反应器筒体，影响热化学反应器内流体的换热效率；且流体长时间滞留反应器筒体，能够在反应器筒体内壁结垢，进一步降低热化学反应器的换热效率。另外，在部分热化学反应实验中，需要保证流体的温度稳定在设定温度区间内，通过计算流体的流速、换热比，用反应器筒体内的换热时长来控制流体流出的温度，稳定在设定温度区间内；但是当流体滞留于反应死区时，其换热时长增加且超出设定时长，容易导致部分流体流出反应器筒体时的温度超出设定温度区间，不利于后续反应。
2、因此，亟待提供一种换热效率高、换热效果稳定且流体温度均衡的螺旋折流板管壳式反应器，用以解决现有螺旋折
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提供一种螺旋封堵件及螺旋折流板管壳式反应器，其换热效率高、换热效果稳定且流体温度均衡；能够解决现有螺旋折流板管壳式反应器中存在反应死区而造成流体返混及滞留，影响螺旋折流板管壳式反应器换热效率及流体稳定的技术问题。
2、为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种螺旋封堵件，所述螺旋封堵件的封堵面部分呈螺旋状。
3、优选的，所述封堵面上形成有螺旋面，所述螺旋面的行程起点或行程终点向其背侧形成有径向封堵面。
4、优选的，所述封堵面在螺旋面的轴向外周面形成有周向封堵面，所述周向封堵面被配置为对螺旋面外侧空间进行封堵。
5、优选的，所述周向封堵面的最大直径大于或等于螺旋面的最大直径。
6、优选的，所述螺旋面的螺旋角度为270°-360°。
7、本专利技术还提供一种螺旋折流板管壳式反应器，其包括：
8、反应器筒体；
9、螺旋折流板，所述螺旋折流板同轴设置于反应器筒体中；
10、螺旋封堵件，所述螺旋封堵件设置于反应器筒体两端并对反应器筒体两端进行封堵，两端所述螺旋封堵件的螺旋面分别与螺旋折流板的两端平滑连接。
11、优选的，所述反应器筒体的进料端设有第一螺旋封堵件，出料端设有第二螺旋封堵件，第一螺旋封堵件的行程终点向其背侧形成有第一径向封堵面，第二螺旋封堵件的行程起点向其背侧形成有第二径向封堵面。
12、优选的，所述第一螺旋封堵件的行程起点相对反应器筒体的进料口设置；第二螺旋封堵件的行程终点相对反应器筒体的出料口设置。
13、优选的，所述螺旋封堵件的螺旋面沿其轴向的投影为实心。
14、优选的，所述封堵面在螺旋面的轴向外周面形成有周向封堵面，所述周向封堵面与反应器筒体内壁密封抵接。
15、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
16、本专利技术所述螺旋封堵件上形成有封堵面及螺旋面，其中，封堵面用于对对容置有流体的腔体端部进行封堵，螺旋面用于引导流体沿其螺旋导流路径顺滑流动；基于封堵面及螺旋面的配合，限制流体肆溢至螺旋导流路径以外的区域。
17、本专利技术所述螺旋封堵件的螺旋面的行程起点或行程终点向其背侧形成有径向封堵面。当流体自下向上旋流时，所述螺旋面的行程终点向其背侧形成有径向封堵面，限制流体流入螺旋流道背侧的反应死区；当流体自上向下旋流时，所述螺旋面的行程起点向其背侧形成有径向封堵面，当流体沿螺旋面旋流至螺旋面行程起点背侧时，被径向封堵面阻流，限制其流入螺旋流道背侧的反应死区。
18、本专利技术所述螺旋面的轴向外周面设有周向封堵面，所述周向封堵面被配置为对螺旋面外侧空间进行封堵，其边缘连接螺旋面及径向封堵面的边缘，周向封堵面及径向封堵面结合对螺旋面背侧的流动死区进行封堵。同时，周向封堵面亦作为螺旋面的支撑面，为螺旋面提供抵抗流体冲击的支撑力。
19、本专利技术所述螺旋折流板管壳式反应器，其螺旋封堵件上形成有封堵面及螺旋面，其中，封堵面对管壳式反应器的端部形成封堵，螺旋面与螺旋折流板的端部平滑连接形成螺旋导流路径，引导流体沿其旋转路径顺滑流动；基于封堵面及螺旋面的配合，限制流体肆溢至螺旋导流路径以外的区域，避免流体进入螺旋折流板背侧的反应死区中发生返混和滞留，进而影响螺旋折流板管壳式反应器换热效率及流体稳定的问题。
20、本专利技术所述螺旋折流板管壳式反应器中，螺旋折流板的螺旋线趋向于直线，即螺旋折流板的螺旋中心孔趋于零，其沿轴向的投影为实心；螺旋封堵件的旋转曲率与螺旋折流板的旋转曲率一致，相应的，螺旋封堵件的螺旋面的螺旋线亦趋向于直线，螺旋面的螺旋中心孔趋于零，且螺旋面沿其轴向的投影为实心，从而在反应器筒体内形成密封螺旋流道，避免流体自螺旋流道中心孔漏流。
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1.一种螺旋封堵件，其特征在于，所述螺旋封堵件的封堵面部分呈螺旋状。
2.根据权利要求1所述的螺旋封堵件，其特征在于，所述封堵面上形成有螺旋面，所述螺旋面的行程起点或行程终点向其背侧形成有径向封堵面。
3.根据权利要求2所述的螺旋封堵件，其特征在于，所述封堵面在螺旋面的轴向外周面形成有周向封堵面，所述周向封堵面被配置为对螺旋面外侧空间进行封堵。
4.根据权利要求3所述的螺旋封堵件，其特征在于，所述周向封堵面的最大直径大于或等于螺旋面的最大直径。
5.根据权利要求2所述的螺旋封堵件，其特征在于，所述螺旋面的螺旋角度为270°-360°。
6.一种螺旋折流板管壳式反应器，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的螺旋折流板管壳式反应器，其特征在于，所述反应器筒体的进料端设有第一螺旋封堵件，出料端设有第二螺旋封堵件，第一螺旋封堵件的行程终点向其背侧形成有第一径向封堵面，第二螺旋封堵件的行程起点向其背侧形成有第二径向封堵面。
8.根据权利要求7所述的螺旋折流板管壳式反应器，其特征在于，所述第一螺旋封堵件
9.根据权利要求6所述的螺旋折流板管壳式反应器，其特征在于，所述螺旋封堵件的螺旋面沿其轴向的投影为实心。
10.根据权利要求6所述的螺旋折流板管壳式反应器，其特征在于，所述封堵面在螺旋面的轴向外周面形成有周向封堵面，所述周向封堵面与反应器筒体内壁密封抵接。
...【技术特征摘要】
1.一种螺旋封堵件，其特征在于，所述螺旋封堵件的封堵面部分呈螺旋状。
2.根据权利要求1所述的螺旋封堵件，其特征在于，所述封堵面上形成有螺旋面，所述螺旋面的行程起点或行程终点向其背侧形成有径向封堵面。
3.根据权利要求2所述的螺旋封堵件，其特征在于，所述封堵面在螺旋面的轴向外周面形成有周向封堵面，所述周向封堵面被配置为对螺旋面外侧空间进行封堵。
4.根据权利要求3所述的螺旋封堵件，其特征在于，所述周向封堵面的最大直径大于或等于螺旋面的最大直径。
5.根据权利要求2所述的螺旋封堵件，其特征在于，所述螺旋面的螺旋角度为270°-360°。
6.一种螺旋折流板管壳式反应器，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6...
【专利技术属性】
技术研发人员：唐柳华，张荣，
申请(专利权)人：武汉过控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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