[發明專利]敞開加壓攪動反應器和用來將氣體和漿體彼此混合的方法

有效

• 申請號: 200980146915.0
• 申請日: 2009-11-13
• 公開（公告）號: CN102223946A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: S-E·胡爾托姆;L·利亞;B·尼曼;P·佩卡拉;M·勞娜拉;J·蒂霍寧;J·瓦爾諾
• 申請（專利權）人: 奧圖泰有限公司
• 主分類號: B01F3/04
• 分類號: B01F3/04;B01F3/06;B01F3/14;B01J19/18
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 王愛華

技術領域

本發明涉及用來在加壓狀態下執行濕法冶金過程的設備。該設備由高的豎直反應器和位于豎直反應器下面的加壓的水平反應器組成。豎直反應器的部件包括兩個嵌套的管，使得內管的上部配備有強化到漿體中的氣體的吸收的元件(諸如文丘里管)和向下流動混合器。漿體被供給到內管中以向下流動，并且反應氣體至少在一個點被供給到內管的上部中。豎直反應器在其下部分連接到高壓鍋式水平反應器，該水平反應器配備有有效徑向混合器，以保持漿體懸浮物運動，并且實現向上流動，以將漿體懸浮物傳送到豎直反應器的外管中。在根據本發明的方法中，氣體和漿體之間的在壓力下發生的接觸時間的長度通過水平反應器被延長。

背景技術

美國專利4648973中公開了一種設備，其中含氧氣體被供給到稱為相反氣泡反應器的敞開的加壓反應器中，主要到其上部分中，在那里它通過文丘里管被分散到固體和溶液的懸浮物中。豎直反應器包括兩個嵌套的管，其中漿體懸浮物在內管中向著反應器的底部向下流動，并且在包圍內管的環形外管中從那里進一步上升。該豎直反應器只要它處于操作中就工作良好，但該反應器的問題是在停止之后再使漿體懸浮物運動的困難，這是由于在中斷期間固體沉降到反應器的底部并且形成不可移動的床。已經嘗試解決這種問題，例如通過將內管的下端部開槽口成楔形，使得較容易使所述床上的溶液運動。也可以通過脈動泵送開始物質運動。而且，在沉降的固體床下方供給氣體使懸浮物充分運動使得反應器中的流動開始。然而，給出的裝置經常是不足的，并且特別地如果漿體的固體含量或固體的密度是高的，則反應器在它可以再起動之前必須被清空。

水平高壓鍋是本身已知的并且被封閉以便維持壓力。

現有技術中公開的豎直反應器，換句話說，敞開式高壓鍋，在正常狀態下無錯誤地工作，但如上所述，在停止之后起動經常產生不可克服的困難，特別地如果反應器的高度例如超過30m。

發明內容

根據本發明的設備的目的是通過組合敞開豎直反應器與水平高壓鍋式的水平反應器消除上面給出的豎直反應器的缺點。豎直反應器的適當尺寸設計在該反應器的下部分中和在水平反應器中獲得希望的壓力，并且壓力的大小又取決于要被處理的材料和漿體密度。當水平反應器被設計成適當尺寸使得其容積至少對應于要被混合的漿體中的固體的體積，并且配備有有效的徑向混合器時，可以防止豎直反應器的缺點，并且該設備充當加壓的反應器，該加壓的反應器仍然在其頂端部敞開。除了上述之外，連接到豎直反應器的水平反應器的優點是，水平反應器為被供給到該設備中的漿體和氣體之間的反應提供的停留時間。在根據本發明的方法和設備中，水平反應器中的漿體的填充度是100％，因為需要的氣體空間處于豎直反應器的上部分，并且在這種情況下，水平反應器的效率特別地高。在正常高壓鍋中，漿體填充度是最多大約80％，因為還需要存在所需氣體空間。

根據本發明的設備和方法的目的是消除現有技術的設備的所述缺點，并且提供簡單的設備以便反應氣體更有效地混合到漿體中，增加混合強度，且擴散形成到漿體中的氣泡，以便實現希望的反應。

在所附權利要求中將使本發明的必要特征顯然。

本發明涉及一種用來處理漿體的設備，該漿體具有高的固體含量或高比重的固體和供給到其中氣體。該設備包括至少一個敞開的豎直反應器，該豎直反應器由一個嵌套在另一個內的兩個管，即內和外管組成，其中內管配備有用于強化氣體供給的元件和向下流動混合器。對于該設備來說典型的是，圓柱形水平反應器固定到豎直反應器的下部分，并且水平反應器配備有徑向混合器，該徑向混合器使固體流體化并且促進從水平反應器到豎直反應器的外管中的循環流動。

對于該設備來說典型的是，水平反應器的容積是該設備的總容積的20-80％，并且豎直反應器的高度是其中心部分的直徑D的許多倍。

優選地，在豎直反應器的上部中存在擴展部分，其中內和外表面形成在內管上，使得內管的外表面和外管之間的環形部分的橫截面積最多相同于豎直反應器的其它部分中的內和外管之間的環形部分的橫截面積。擴展部分中的外管的直徑是反應器的中心部分中的外管的直徑D的2-20倍。

根據本發明的一個實施例，內管的外和內表面的上部分形成圓錐形。在一個實施例中，從外管的邊沿向內指向的錐形引導件位于內管的上部分上方。錐形引導件構造成以30-75°的角度從外管的邊沿向上升起擴展部分的直徑的0.1-0.2倍的距離，并且隨后以15-50°的角度下降。

根據本發明的一個實施例，豎直反應器的內管在其下邊沿處在水平反應器內延伸，延伸的距離是水平反應器的高度的0.1-0.14倍。