CN101422718A - 一种管道式沉淀反应器 - Google Patents
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Abstract
一种管道式沉淀反应器，属于管道反应装置技术领域。该管道式沉淀反应器外壁设有夹套，上、下两个介质进、出口，可根据反应需要通加热或冷却介质，实现加热或冷却操作。管道式沉淀反应器内部设有高速搅拌叶轮，分别由上封头与下支架中的轴承固定，与反应器上部的电机连接。反应器顶端侧面沿切线方向设有两个进料口，分别与两个恒压加料器或加料泵的管道连接。两种物料分别由该两个进料口进入管道式沉淀反应器，在搅拌叶轮的高速旋转下瞬间混合反应。反应器底部为开放式，沉淀产物由此排出。使用本管道式沉淀反应器，便于实现沉淀反应颗粒大小与分布的控制，减少人为因素，获得窄分布，且批次稳定性好的沉淀颗粒产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种管道式沉淀反应器，特别是在管道中液体和液体瞬间混合反应形成沉淀的反应器。属于管道反应装置技术领域。
背景技术
工业上通过沉淀反应获得粉体材料的方法一般都是在反应釜中进行的。无论采用正加、反加还是并加等加料方式，沉淀晶核的生成与晶体的长大往往均同时进行，相对来说颗粒的分布较宽，且加料过程大多采用人工控制，流量大小控制的人为因素更容易导致产物的颗粒分布变宽或产物批次稳定性较差。要得到窄分布的粉体颗粒，希望做到沉淀晶核的生成与晶体的长大分开，最好能做到爆发成核。要使批次稳定性较好，希望沉淀条件的控制较为一致，且过程保持恒定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于管道反应，实现工业化生产的管道式沉淀反应器。
本发明的目的是这样实现的：一种管道式沉淀反应器，该管道式沉淀反应器由1、调速电机，2、反应器内壁，3、反应器外壁，6、搅拌叶轮，7、支架，8、夹套，9及10、加热或冷却介质进、出口和11、沉淀产物出料口所组成；
其中调速电机、搅拌叶轮与支架构成搅拌混合系统；管道式沉淀反应器内部设有高速搅拌叶轮，分别由上封头与下支架中的轴承固定，与管道式沉淀反应器上部的电机连接；
反应器内壁(2)的上部封闭，底部除支架(7)外开放，为沉淀产物的出口(11)；
反应器内壁(2)和外壁(3)间设有夹套(8)，反应器上、下部设有加热或冷却介质进出口(9)、(10)；
两个进料口(4)、(5)设在反应器顶端侧面、沿内壁切线方向，两进料口之间的角度为0～180度，视进料方式与要求决定
这种管道式沉淀反应器部分或完全安装在反应釜内，使沉淀产物出口处于反应釜内；将两种物料进口的外端与相应恒压加料器或加料泵的管道连接；生产时，使整个加料过程两股液体经进料口进入管道后，在搅拌叶轮的高速旋转下，实现瞬间的充分混合反应，沉淀产物由出口排入反应釜，在搅拌及其它条件下继续生长及陈化。
所述的管道式沉淀反应器，调速电机速度可调，根据反应条件或要求确定搅拌叶轮转速；搅拌叶轮的类型为桨式或涡轮式。
所述的管道式沉淀反应器，若需要控制温度，则将夹套的进出介质管道与外界相应介质管道连接，否则可选择无夹套管道式沉淀反应器。
所述的管道式沉淀反应器，夹套可根据要求设置；若该管道式沉淀反应器置于较大的带夹套或盘管的反应釜内，处于相对恒温的环境中，或沉淀反应对温度控制要求不高，则不必设置夹套。
所述的管道式沉淀反应器，其可以是立式、卧式或介于两者之间的角度；若卧式，叶轮一端由产物出口支架轴承，另一端支撑轴承应具有密封性；卧式及其它角度的反应器中，桨叶采用推进式桨叶。
一种管道式沉淀反应器，该管道式沉淀反应器为将上述管道式沉淀反应器的搅拌混合系统改由高速剪切乳化系统代替，由1、调速电机，12、高速剪切乳化系统的沉淀产物出料口，15、反应器管道，16、反应釜或容器，17、夹套，18及19、加热或冷却介质的进出口，13及14、两种料液进料口，20、沉淀产物出口所组成；反应器管道(15)的底部侧面沿壁切线方向设有进料口(13)、(14)，两进料口之间的角度为0～180度，同样视进料方式与要求决定，两种料液分别由两个进料口进入反应器，被高速剪切头吸入，充分混合反应，产物沉淀由管道式沉淀反应器产物出口(12)排入反应釜或容器(16)，经一定时间陈化后由沉淀产物出料口(20)排出；此管道式沉淀反应器底部密闭，顶部设有支架及产物出口(12)。
本发明的有益效果：本发明和现有技术相比，具有以下优点：
(1)由于两种等浓度的反应物料液不断沿切线方向进入小体积、具有高速搅拌的腔体中，实现瞬间的充分混合反应，能近似做到整个反应体系的爆发成核，使晶核的生成与晶体的长大能做到基本分开。因此采用本管道式沉淀反应器所得到的沉淀颗粒粒度分布较窄，形貌均一。
(2)由于本管道式沉淀反应器与恒压加料器或加料泵配套使用，生产过程的人为因素较少，对于控制产物颗粒大小及其分布的批次稳定性较好。
附图说明
图1管道式沉淀反应器示意图。1、调速电机，2、反应器内壁，3、反应器外壁，6、搅拌叶轮，7、支架，8、夹套，9及10、加热或冷却介质进、出口，11、沉淀产物出料口。
图2管道式沉淀反应器的上部俯视图。
图3采用高速剪切乳化系统的管道式沉淀反应器示意图。1、调速电机，12、高速剪切乳化系统的产物出口，15、反应器管道，16、反应釜或容器，17、夹套，18及19、加热或冷却介质进出口，13及14、两种料液进料口，20、沉淀产物出料口。
具体实施方式
下面是本发明的具体实施例。具体实施例是说明本发明的而不是限制本发明的。
实施例1：
目前工业上制备发光级碳酸锶的方法主要为常规沉淀法，但常规沉淀法在生产过程中，特别是反应釜较大的情况下，再加上人为因素，使得碳酸锶沉淀颗粒的大小及其分布的控制不是很理想，批次的稳定性也不好。
采用本管道式沉淀反应器，反应物Na2CO3溶液和SrCl2溶液分别通过恒压加料器由图1的进料口(4)、(5)进入管道式沉淀反应器管道内，在叶轮的高速旋转下，两种料液在管道内瞬间混合反应，生成SrCO3沉淀，并由管道式沉淀反应器底部出口排入正在搅拌、事先加入了稀分散剂溶液的反应釜中。对生成的SrCO3沉淀的粒度及其分布进行测定，发现其粒度分布比常规沉淀法的一般生产方式所得的SrCO3颗粒分布窄，且多次重复结果，批次稳定性良好。说明本发明的管道式沉淀反应器确实可以实现颗粒大小、分布的有效调控，并提高产物的批次稳定性。
小试验中，管道式的十批次结果，粒径分布基本落在0.5～2μm，D50＝1.6xμm，而常规方式中最好的一种加料方式粒径分布落在0.1～2.5μm，D50有较明显的波动。目前本管道式沉淀反应器尚未进行工业化放大试验。工业化时，配合恒压式加料器的使用，两种物料还是能够做到在较小的腔体中实现瞬间混合，产物粒径分布以及平均粒径等物理指标的稳定性仍会较好。而常规反应釜由于瞬间搅拌的不均匀性，加料局部与反应釜本体的浓度差较大，且随反应的进行，两种反应料液的浓度也在不断改变，再加上加料过程中料液流量大小控制的人为因素，管道式沉淀反应器与常规方式所得结果的区分度就会更为明显。
Claims (6)
1、一种管道式沉淀反应器，其特征在于该反应器由调速电机(1)、反应器内壁(2)、反应器外壁(3)、搅拌叶轮(6)、支架(7)，夹套(8)，加热或冷却介质进、出口(9)、(10)和沉淀产物出料口(11)组成；
其中调速电机、搅拌叶轮与支架构成搅拌混合系统；管道式沉淀反应器内部设有高速搅拌叶轮，分别由上封头与下支架中的轴承固定，与管道式沉淀反应器上部的电机连接；
反应器内壁(2)的上部封闭，底部除支架(7)外为开放，为沉淀产物出料口(11)；
反应器内壁(2)和外壁(3)间设有夹套(8)，反应器上、下部设有加热或冷却介质进、出口(9)、(10)；
两个进料口(4)、(5)设在反应器顶端侧面、沿内壁切线方向，两进料口之间的角度为0～180度，视进料方式与要求决定；
这种管道式沉淀反应器部分或完全安装在反应釜内，使沉淀产物出口处于反应釜内；将两种物料进口的外端与相应恒压加料器或加料泵的管道连接；生产时，使整个加料过程两股液体经进料口进入管道后，在搅拌叶轮的高速旋转下，实现瞬间的充分混合反应，沉淀产物由出口排入反应釜，在搅拌及其它条件下继续生长及陈化。
2、根据权利要求1所述的管道式沉淀反应器，其特征在于调速电机速度可调，根据反应条件或要求确定搅拌叶轮转速；搅拌叶轮的类型为桨式或涡轮式。
3、根据权利要求1所述的管道式沉淀反应器，其特征在于若需要控制温度，则将夹套的进出介质管道与外界相应介质管道连接，否则可选择无夹套管道式沉淀反应器。
4、根据权利要求1所述的管道式沉淀反应器，其特征在于夹套可根据要求设置；若该管道式沉淀反应器置于较大的带夹套或盘管的反应釜内，处于相对恒温的环境中，或沉淀反应对温度控制要求不高，则该管道式沉淀反应器不必设置夹套。
5、根据权利要求1所述的管道式沉淀反应器，其特征在于其选用立式、卧式或介于两者之间的角度；若选用卧式，叶轮一端由产物出口支架轴承，另一端支撑轴承应具有密封性；卧式及其它角度的反应器中，桨叶采用推进式桨叶。
6、一种管道式沉淀反应器，其特征在于该管道式沉淀反应器为将权利要求1所述反应器的搅拌混合系统改由高速剪切乳化系统代替，由调速电机(1)，高速剪切乳化系统的产物出口(12)、反应器管道(15)、反应釜或容器(16)、夹套(17)、加热或冷却介质的进出口(18)、(19)，两种料液进料口(13)、(14)、产物出口(20)组成；反应器管道(15)的底部侧面沿壁切线方向设有进料口(13)、(14)，两进料口之间的角度为0～180度，同样视进料方式与要求决定，两种料液分别由两个进料口进入反应器，被高速剪切头吸入，充分混合反应，产物沉淀由管道式沉淀反应器产物出口(12)排入反应釜或容器(16)，经一定时间陈化后由沉淀产物出料口(20)排出；此管道式沉淀反应器底部密闭，顶部设有支架及产物出口(12)。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102068949A (zh) * | 2010-12-09 | 2011-05-25 | 江南大学 | 一种管道式沉淀反应器 |
| CN102179226A (zh) * | 2011-03-23 | 2011-09-14 | 江苏中丹集团股份有限公司 | 一种间苯二酚中和反应工段反应器 |
| CN102502844A (zh) * | 2011-11-15 | 2012-06-20 | 江西稀有稀土金属钨业集团有限公司 | 一种β型四钼酸铵的生产方法与生产系统 |
| CN102849696A (zh) * | 2012-09-24 | 2013-01-02 | 杭州海虹精细化工有限公司 | 一种利用强力混合合成水合肼的方法 |
| CN113738636A (zh) * | 2021-08-29 | 2021-12-03 | 湖北中油科昊机械制造有限公司 | 一种压裂泵液力端总成 |
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2008
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