[發(fā)明專利]一種利用化學(xué)反應(yīng)本身的能量實現(xiàn)自動攪拌的工藝及裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510436017.6
• 申請日: 2015-07-23
• 公開（公告）號: CN105709681B
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉少軍
• 申請（專利權(quán)）人: 劉少軍
• 主分類號: B01J19/24
• 分類號: B01J19/24;B01F13/00;B01F13/02;B01F3/04;B01F3/06
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化工工藝裝置，具體地講就是利用化學(xué)反應(yīng)本身的能量實現(xiàn)自動攪拌的工藝以及裝置。

背景技術(shù)

金屬（及合金）等塊狀或顆粒狀為原料的浸出，大多數(shù)都采用先細(xì)化（霧化或碾磨），以利于攪拌浸出，該方法金屬細(xì)化成本高，且浸出時容易“沉槽”；另有壓力反應(yīng)設(shè)備（特別是耐腐蝕條件要求較高的壓力反應(yīng)設(shè)備）則攪拌裝置制作困難，動密封部分昂貴且易損。在工程上大量化學(xué)反應(yīng)是放熱反應(yīng)往往需要冷卻，白白浪費了反應(yīng)熱及反應(yīng)產(chǎn)生氣體的能量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種簡單經(jīng)濟(jì)的工藝及裝置，利用上升管與下降管流體密度差，實現(xiàn)流體快速流動對物料沖擊實現(xiàn)攪拌功能，且同時在上反應(yīng)釜實現(xiàn)濃液、清液、氣體（部分溶劑）的分離，利用反應(yīng)熱產(chǎn)生水蒸氣等氣體的冷凝液（多數(shù)條件下是冷凝水），此冷凝液相當(dāng)于“蒸餾液”，其成分純度往往較高的溶劑（以水居多）可作為系統(tǒng)中的沖洗液等回用液，對生產(chǎn)系統(tǒng)廢水的減排，甚至零排放，做出重要貢獻(xiàn)。

利用化學(xué)反應(yīng)本身的能量實現(xiàn)自動攪拌的工藝以及裝置，包括下反應(yīng)釜，其特征在于：下反應(yīng)釜和上反應(yīng)釜通過上升管道連接，上升管道與反應(yīng)釜的接口與反應(yīng)釜的管壁相切，在反應(yīng)釜的頂端焊接有開口向下的中心桶，用于收集反應(yīng)產(chǎn)生的清液；上反應(yīng)釜通過下降管道與下反應(yīng)釜連接，用于將濃縮液流入下反應(yīng)釜實現(xiàn)攪拌；上反應(yīng)釜外環(huán)頂部氣體出口依次連接除沫器、冷凝器，用來收集冷凝液，不凝氣經(jīng)液封外排或進(jìn)入后處理。

所述的上反應(yīng)釜分為圓筒形部分、圓錐部分、內(nèi)筒三個部分，在下降管道上安裝有支管閥門，用于對濃縮液回收。

反應(yīng)釜的中心桶的上部通過管道與閥門將清液排出。

上反應(yīng)釜下部連接下降管進(jìn)入下反應(yīng)釜中下部。

上反應(yīng)釜的內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)，內(nèi)環(huán)直徑約為外環(huán)的0.8倍。

下反應(yīng)釜自身產(chǎn)氣不足情況下采用打入增壓氣體，增強(qiáng)攪拌功能。

所述的增壓氣體可以為反應(yīng)后的循環(huán)氣。

本發(fā)明的工作原理是：因氣體的密度遠(yuǎn)小于液體的密度，下反應(yīng)釜產(chǎn)生的氣體進(jìn)入上升管在管內(nèi)形成氣液混合物“輕質(zhì)量”的流體，進(jìn)入上反應(yīng)釜后的流體氣體被分離出去，上下釜之間形成壓力差，“重流體”通過下降管流向下反應(yīng)釜內(nèi)沖擊下反應(yīng)釜底部實現(xiàn)較高強(qiáng)度的“攪拌”功能。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：不需要安裝額外的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行攪拌，節(jié)省建造資金。利用裝置本身的特點，對反應(yīng)產(chǎn)生的氣體進(jìn)行利用，對下反應(yīng)釜的物料進(jìn)行攪拌，起到節(jié)約能源、減少投資的目的。此外，本發(fā)明中通過除沫器分離上反應(yīng)釜帶有液滴的混合氣體，對化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)生的氣體進(jìn)行二次利用，提高攪拌的效率；還可以通過冷凝器收集得到冷凝液，用于對系統(tǒng)進(jìn)行沖洗，使得回收的冷凝液得到有效回用。

簡而言之，整個系統(tǒng)有效利用自身裝置的特點，實現(xiàn)對物料的攪拌，無需額外配置攪拌設(shè)備；還可以回收濃縮液、清液、以及冷凝液進(jìn)行二次利用，有效降低生產(chǎn)成本。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的連接結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，除沫器-1，上升管-2，下反應(yīng)釜-3，下降管-4，濃料出口-5，內(nèi)環(huán)澄清槽-6，上反應(yīng)釜-7，清液出口-8，冷凝器-9，冷凝液儲槽-10，液封槽-11。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳述。

下反應(yīng)釜內(nèi)放入塊狀或者顆粒狀原料、或者打入液體、漿料通入氣體。下反應(yīng)釜3通過上升管2與上反應(yīng)釜7連接。上升管的入口與上反應(yīng)釜的外徑相切，用于混合流體高速進(jìn)入上反應(yīng)釜時產(chǎn)生旋流，實現(xiàn)氣液分離。在反應(yīng)釜的頂端焊接有開口向下的中心桶，該中心同位內(nèi)環(huán)結(jié)構(gòu)，用于收集沉降產(chǎn)生的清液。上反應(yīng)釜分為圓筒形部分和圓錐部分，圓筒形的結(jié)構(gòu)有利于增大離心力，以提高沉降速度。上反應(yīng)釜底部通過下降管4將旋流液輸送至下反應(yīng)釜，起到攪拌作用。下降管深入到下反應(yīng)釜中下部。下降管上設(shè)置有支管閥門，用于收集底流濃液。

上述中心桶的上端設(shè)置有管道以及閥門，用于收集上反應(yīng)釜收集的清液。也根據(jù)工藝需要可改變大小甚至取消內(nèi)筒。

上反應(yīng)釜外環(huán)頂部氣體出口連接除沫器1、冷凝器9，冷凝器中的冷凝液通過冷凝液儲槽10收集；冷凝器中的不凝氣經(jīng)冷凝液封槽11外排或進(jìn)入后處理。

除沫器的結(jié)構(gòu)分為圓柱部分和圓錐部分，含氣混合物的入口和圓柱部分相切，氣體中的夾帶液滴在離心力的作用下高速旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生的液體直接通過管道進(jìn)入上反應(yīng)釜。剩余氣體進(jìn)入冷凝器冷凝。