[實(shí)用新型]一種用于液固兩相連續(xù)反應(yīng)及在線分離的反應(yīng)器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420316356.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-13
• 公開（公告）號(hào): CN204107485U
• 公開（公告）日: 2015-01-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張英才;向蘭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 張英才
• 主分類號(hào): B01J8/10
• 分類號(hào): B01J8/10;B01D29/35;B01D29/37
• 代理公司: 北京鴻元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種適用于化工生產(chǎn)過(guò)程中連續(xù)運(yùn)行的在線分離的液固兩相反應(yīng)器，特別是水熱、結(jié)晶、除雜等化學(xué)過(guò)程中使用的反應(yīng)器，屬于化工設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

化工生產(chǎn)中，有一類液固反應(yīng)不僅需要保證反應(yīng)物料足夠的停留時(shí)間，避免返混造成反應(yīng)液停留時(shí)間分布較寬，而且產(chǎn)物處于亞穩(wěn)態(tài)，還要避免體系壓力、溫度變化可能導(dǎo)致產(chǎn)物物相發(fā)生變化。如采用多級(jí)反應(yīng)釜串聯(lián)水熱法制備高分散氫氧化鎂，由于水熱時(shí)間分布的影響，造成氫氧化鎂粒度分布較寬，粒度分布圖上會(huì)出現(xiàn)多個(gè)分布峰，影響產(chǎn)物性能。再比如硫酸鈣存在多種晶態(tài)水合物，且隨著溫度變化，晶相連帶其形貌會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。在0-90℃時(shí)，穩(wěn)定相為α或β相二水硫酸鈣,100-140℃則二水硫酸鈣將轉(zhuǎn)化為半水硫酸鈣，150℃以上，半水硫酸鈣將轉(zhuǎn)化為無(wú)水硫酸鈣。因此，水熱法生產(chǎn)β相半水硫酸鈣晶須時(shí)，不適合將產(chǎn)物混合液降至室溫后再進(jìn)行過(guò)濾分離，而要求盡可能實(shí)現(xiàn)在線分離，并盡快送去干燥，以減少產(chǎn)物物相轉(zhuǎn)化比例。同時(shí)，在線分離可有效利用高溫情況下物料本身的壓力和較低粘度，實(shí)現(xiàn)快速分離，母液循環(huán)，達(dá)到節(jié)能減排的目的。?

從技術(shù)經(jīng)濟(jì)性角度看，目前不少化工產(chǎn)品由于生產(chǎn)成本高，嚴(yán)重限制了其市場(chǎng)應(yīng)用領(lǐng)域的拓展。比如目前我國(guó)工業(yè)廢石膏(包括脫硫石膏、磷石膏、氟石膏等)每年新增排放量超過(guò)1億噸，保有量超過(guò)3億噸，實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢石膏規(guī)模化循環(huán)利用是一個(gè)迫在眉睫的工作。水熱處理生產(chǎn)硫酸鈣晶須是一條不錯(cuò)的途徑，但目前多采用間歇式水熱反應(yīng)-常壓過(guò)濾分離工藝，一方面，間歇式生產(chǎn)周期長(zhǎng)，人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，生產(chǎn)能力小，難以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作，在目前人工成本不斷提高背景下，生產(chǎn)成本較高；另一方面，間歇操作，余熱回收、廢水循環(huán)等效率大大降低，不利于實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。因而造成硫酸鈣晶須生產(chǎn)單耗多在5000元以上，售價(jià)多在8000元/噸以上，令下游使用廠家望而卻步，限制了應(yīng)用市場(chǎng)的拓展。更為重要的是，產(chǎn)品在分離過(guò)程中物相變化導(dǎo)致晶須大量斷裂轉(zhuǎn)變成二水硫酸鈣，對(duì)晶須性能造成較大不利影響，后續(xù)作為紙張、塑料、橡膠補(bǔ)強(qiáng)添加劑或功能材料原料等使用時(shí)，產(chǎn)品性能大打折扣。這已成為當(dāng)前水熱法在工業(yè)廢石膏綜合處理方面難以規(guī)模化應(yīng)用重要原因之一。?

工程技術(shù)和研究人員在改進(jìn)上述類型液固反應(yīng)裝備方面做了大量工作，在連續(xù)化運(yùn)行、減少產(chǎn)物物相轉(zhuǎn)化、降低能耗、在線分離等方面取得一定進(jìn)展。CN202087316U提出，將多個(gè)水熱反應(yīng)釜串聯(lián)使用，以此實(shí)現(xiàn)連續(xù)反應(yīng)的目的，但是此方法普遍存在反應(yīng)產(chǎn)物停留時(shí)間分布較寬的問(wèn)題；CN201634424采用管式反應(yīng)器，連續(xù)運(yùn)行，反應(yīng)料液以平推流形式前進(jìn)，減少了物料返混。但是此方法難以連續(xù)化生產(chǎn)，多為間歇操作；CN103608099A采用反應(yīng)器外部?加熱方式，反應(yīng)液在反應(yīng)器與加熱器之間循環(huán)流動(dòng)，提高了反應(yīng)器操作安全性和穩(wěn)定性，但此方法反應(yīng)液大部分直接循環(huán)，以保證反應(yīng)停留時(shí)間，會(huì)造成反應(yīng)液停留時(shí)間分布較寬；后續(xù)分離采用常規(guī)方法，不適用產(chǎn)物為熱敏性產(chǎn)物的反應(yīng)。因此，現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)現(xiàn)液固相連續(xù)反應(yīng)與在線分離有機(jī)耦合方面仍有較大改進(jìn)空間。?

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有的液固反應(yīng)器不能同時(shí)滿足足夠停留時(shí)間、停留時(shí)間分布窄、在線分離以及連續(xù)化、大型化的處理要求，提出一種用于液固兩相連續(xù)反應(yīng)及在線分離的反應(yīng)器。?

本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下：?

一種用于液固兩相連續(xù)反應(yīng)及在線分離的反應(yīng)器，其特征在于：該反應(yīng)器分為上下兩個(gè)部分，上部為折流式連續(xù)反應(yīng)器，下部為在線分離器；該反應(yīng)器含有反應(yīng)器筒體、動(dòng)導(dǎo)流片和靜導(dǎo)流片、原料進(jìn)口和循環(huán)母液進(jìn)口，在所述反應(yīng)器筒體內(nèi)設(shè)有一根上下貫通的旋轉(zhuǎn)軸，該旋轉(zhuǎn)軸由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)軸承和密封件固定在反應(yīng)器筒體上；所述動(dòng)導(dǎo)流片為圓盤形，通過(guò)中心孔固定在旋轉(zhuǎn)軸上，外沿安裝有攪拌槳葉；靜導(dǎo)流片為圓環(huán)形，外沿固定在反應(yīng)器筒體上，中心孔與旋轉(zhuǎn)軸留有空間；多級(jí)動(dòng)導(dǎo)流片和靜導(dǎo)流片交替安裝，共同形成反應(yīng)液折流通道；所述的在線分離器含有濾液箱、錐形濾網(wǎng)和錐形螺旋，錐形螺旋設(shè)置在錐形濾網(wǎng)內(nèi)并固定在旋轉(zhuǎn)軸上；錐形濾網(wǎng)固定在濾液箱上；在濾液箱下部設(shè)有循環(huán)母液出口，在濾網(wǎng)內(nèi)側(cè)的錐形螺旋下面設(shè)置濾餅出料口。?

上述技術(shù)方案中，所述的動(dòng)導(dǎo)流片與靜導(dǎo)流片之間的垂直距離為10-100毫米；動(dòng)導(dǎo)流片與靜導(dǎo)流片向下傾斜，與水平面成0-45°夾角；?

本實(shí)用新型的技術(shù)特征還在于：所述每塊動(dòng)導(dǎo)流片外沿裝有攪拌槳葉為2-16片，攪拌槳葉均勻分布在動(dòng)導(dǎo)流片外沿，與水平面夾角0-45°。?

本實(shí)用新型的又一技術(shù)特征在于：所述的旋轉(zhuǎn)軸每間隔2-3米加裝支撐裝置。?