[發明專利]制備二水石膏晶體的攪拌反應器

在審

• 申請號: 201711492526.6
• 申請日: 2017-12-30
• 公開（公告）號: CN107875987A
• 公開（公告）日: 2018-04-06
• 發明（設計）人: 王秀忠;王鐵英;張作功;張體良;王秉鈞;王同國;繆偉;喬秀華;呂曉英;張秀明;張彪;趙云剛;崔小光;薄寶山;盧玉澎;張潤澤;鄭賀伍;史云棟
• 申請（專利權）人: 唐山三友化工股份有限公司
• 主分類號: B01J14/00
• 分類號: B01J14/00;B01J19/18;C01F11/46
• 代理公司: 唐山永和專利商標事務所13103
• 代理人: 明淑娟

技術領域

本發明涉及攪拌反應器，特別是一種制備二水石膏晶體的攪拌反應器。

背景技術

反應器是一種實現反應過程的設備，廣泛應用在化工、石油、冶金等行業領域，主要用于實現液相單相反應和液液、固液等多相反應過程，液液兩相反應生成固體結晶的反應器，目前比較常用的是釜式反應器。釜式反應器按操作方式又可分為間歇釜式反應器、連續釜式反應器以及半連續釜式反應器，其主要區分在于進出料是間斷還是持續。大規模工業化生產中一般首選連續釜式反應器，以保證生產的連續性，質量穩定且易于控制。

釜式反應器中主要由殼體與攪拌器組成，并配以其它輔件。其中攪拌器為最關鍵的部件，其作用是提供反應所需要的能量及流體流動。根據攪拌目的的不同，可將攪拌分為混合攪拌、懸浮分散攪拌、傳熱攪拌、傳質攪拌等。混合攪拌就是將互溶的兩相或多相液體經過攪拌器的作用形成均勻分散的混合物，并得到傳熱和傳質等效果。懸浮分散攪拌的基本目的是產生與維持懸浮液，以及增強固液兩相間的傳質效果。利用液液兩相結晶沉降制備固體晶體過程，可概括為：在未產生晶核前，各相溶液中的離子是自由離子，兩相液經混合后有效離子反應形成晶核，隨后是晶核不斷長大的過程。由于晶核是兩相液混合接觸瞬間反應生成，因此在兩相液接觸時需保證液液兩相的初始混合效果與控制溶液的過飽和度處于亞穩定區內和不穩定區內，取得粒徑較大均勻的晶體顆粒。其后晶核的長大相對于晶核的生成來說是一個復雜的過程，還包括二次成核、晶體團聚等現象。晶核長大過程中需避免攪拌的大剪切作用，導致晶體破碎、晶體顆粒較小、晶體粒徑分布不均勻。因此攪拌速率不能控制過高，如果攪拌速率過高，晶漿內流體剪應力增大，這將會增大晶核長大后破碎的幾率。其次還需要控制整個系統的反應時間，使晶核在兩相液中停留足夠的時間來長大。

目前所常見的傳統攪拌中，無論軸流式、混流式、還是徑流式攪拌一般都可以保證低粘度液液兩相的混合效果。其中軸流式的優點表現于其流動狀態為軸流型，循環性能好，剪切力小，缺點在于湍流程度不高，軸向流動劇烈，不能保證晶核在反應器有足夠的停留時間長大；徑流式攪拌優點表現于當能量消耗不大時，攪拌效率較高，攪拌產生很強的徑向流，其缺點在于剪切作用大，不利于晶體的生長。

發明內容

本發明旨在解決的技術問題是提供一種利用液液混合反應生成固體結晶的反應裝置，具體是一種制備二水石膏晶體的攪拌反應器，解決了結晶效果差、反應時間長、步驟繁瑣的問題。

本發明采用如下技術方案：

一種制備二水石膏晶體的攪拌反應器，包括殼體，驅動裝置，置于殼體內的攪拌器，所述殼體為頂部設有封板的圓筒形結構，殼體的底部為圓錐形結構；半圓形的第一、第二進液分布器對稱置于封板的下方，第一、第二進液分布器的一端分別穿出封板，第一、第二進液分布器分別安裝多個噴頭，錐底的中心設有成品排放口；殼體的上部與機架的下端固接，機架為中空結構，機架的頂端與動力裝置固接，驅動裝置與傳動軸的頂端固接，傳動軸豎直穿過殼體的封板，攪拌器套裝在殼體內的傳動軸上，攪拌器的底部與殼體的底部匹配；殼體內壁設有折流裝置。

采用上述技術方案的本發明與現有技術相比，有益效果是：

在利用進液分布器將兩相液分別霧化后均勻噴灑到反應器內湍流區，混合液經攪拌器攪拌以及輔助折流裝置的作用使混合液快速充分反應并生成晶核，通過控制混合液的反應時間、混合液過飽和度、混合液的流動形式及強度來控制晶核的數量與粒徑的增長速率，減少晶體的破碎與磨損。

進一步的，本發明的優化方案是：

所述封板的上部設有連通殼體內部第一接口和第二接口，第一接口為沖洗水接口，第二接口為液位計接口。

所述錐底上方殼體的側面設有溫度計接口。

所述傳動軸由上段軸、中段軸和下段軸構成，上段軸的上端通過上聯軸器與動力裝置的輸出軸連接，上段軸的下端通過夾殼聯軸器與中段軸的上段連接，中段軸與攪拌器連接，中段軸的下端與下段軸的上端通過法蘭連接，下段軸的下端置于滑動軸承內，滑動軸承與錐底固接。