CN102861548B - 搅拌式反应釜 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种搅拌式反应釜，属于机械技术领域。它解决了现有的自吸式搅拌反应器搅拌速率低，导致降低了生产效率和生产质量等问题。本搅拌式反应釜包括具有反应腔的密闭筒体，筒体上部设置插入其内部的呈轴状的搅拌杆，搅拌杆上端设有能带动搅拌杆转动的电机，搅拌杆的底端固连有搅拌桨，搅拌杆中部套接有导气套管和用于加快反应液流动速率的若干搅动组件，相邻的两个搅动组件固连在一起且它们的内腔相通，导气套管处于搅动组件上部，且在两者之间设有用于气液混合反应的具有出口的气液混合组件。本搅拌式反应釜能够提高反应液的运动速率，且反应后能及时排出，从而促进反应液与反应气的充分、快速反应，提高生产效率和生产质量。

Description

搅拌式反应釜

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种化工操作反应器，特别是一种搅拌式反应釜。

背景技术

搅拌器是使液体、气体介质强迫对流并均匀混合的器件，其在化工生产中应用广泛，实现了大规模的工业生产。其中自吸式搅拌器是利用文丘里效应的原理（即当风吹过阻挡物时，在阻挡物的背风面上方端口附近气压相对较低，从而产生吸附作用并导致空气的流动）将釜内液面上的气体重新吸入并分散于液相的显著特点，可大幅度提高气含率和气—液相的接触面积，从而达到提高反应速率的目的。

例如，中国专利文献曾公开了一种用于煤直接液化的反应釜及其应用【中国专利号：ZL200810302439.4；授权公告号：CN101619225A】，包括反应釜本体、置于反应釜本体内部的搅拌轴和搅拌桨及置于反应釜本体内部并与外界相连通的吸气管，所述的搅拌桨位于搅拌轴的自由端，其特征在于，所述的搅拌轴上还设有自吸式搅拌桨，所述自吸式搅拌桨位于搅拌桨的上方，所述搅拌轴上部设有与反应釜连通的吸气孔，所述自吸式搅拌桨上设有与吸气孔相连通的出气孔。

上述的用于煤直接液化的反应釜的结构中虽然实现了自吸式搅拌作用，但其自吸式搅拌桨呈单体搅拌反应釜内部的反应物，使整体反应物因搅拌带动产生的运动速度较低，从而不能与气体发生充分、高效的反应，导致降低了生产效率和生产质量。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种通过对反应液的流速进行多级加速，从而提高气液混合反应效率的搅拌式反应釜。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种搅拌式反应釜，包括具有反应腔的密闭筒体，筒体上部设置插入其内部的呈轴状的搅拌杆，所述搅拌杆上端设有能带动所述的搅拌杆转动的电机，所述的搅拌杆的底端固连有搅拌桨，其特征在于，所述的搅拌杆中部套接有导气套管和用于加快反应液流动速率的若干个搅动组件，相邻的两个搅动组件固连在一起且它们的内腔相通，所述的导气套管处于所述的搅动组件的上部，且在两者之间设有用于气液混合反应的具有出口的气液混合组件。

本搅拌式反应釜中电机带动搅拌杆对反应腔内的反应液进行搅拌，反应液可由下至上进入多个搅动组件，反应液进入最下方的搅动组件后进行一级加速，由于多个搅动组件呈连通，故其内部的反应液可实现向上运动的逐级连续加速，当反应液具有一定流速进入气液混合组件后，其与由导气套管输出的反应气体进行充分的高效率反应，从而提高了反应釜的生产效率。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的搅动组件包括其顶面和底面均具有开口的圆盘状壳体，壳体内固定设置多个搅动叶片。壳体和搅动叶片相对位置固定，当搅拌杆转动搅拌时，壳体和搅动叶片均同步转动，实现对反应液搅拌加速；每上下相邻的两个壳体上的开口均呈正对相连，从而使他们的内腔呈连通。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的气液混合组件包括具有朝下开口的下板和具有朝上开口的上板，所述的上板和下板之间形成用于气液混合反应的空间。上板和下板均呈圆盘形，两者中部套设搅拌杆并呈固定，两者之间形成的圆周区域提供了气液混合的反应平台，且导向反应产物呈辐射状溢出气液混合组件。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的上板和下板之间平行固设有用于隔离气液两相的隔离板。隔离板呈圆盘形且其直径小于上板和下板，隔离板能够隔挡气、液的正面冲击，隔离板导向两者呈平行接触并稳定反应。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的上板和下板的外周边缘形成两者之间呈外扩喇叭状的出口。反应液由气液混合组件内部向外周辐射溢出的过程中，其经过狭窄的通道，并由外扩的出口过渡至反应腔内，喇叭状扩张的出口利于气、液混合反应后及时排出，提高了反应效率。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的上板与上述的导气套管形成连通的密封固定，所述的下板与上述搅动组件相连通且与其顶面焊接固定。上板的开口套设在导气套管的末端，下板的开口与搅动组件上的开口形成密封连接，从而使气、液均能达到气液混合组件内部。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的导气套管顶端具有进气口。导气套管的顶端呈敞开状，其与反应腔相连通，当反应气与反应液充于反应腔内时，导气套管与反应气连通。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的每相邻的两个搅动组件之间通过焊接密贴固连。密贴焊接保证了相邻搅动组件之间的密封连接。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的搅拌杆的外周周向固定套接有轴套，所述的搅动组件和气液混合组件均固连在上述轴套的外周表面上。在加工时搅动组件和气液混合组件直接焊接在轴套外壁上，从而形成一个整体的集成，方便其与搅拌杆的装配。

在上述的搅拌式反应釜中，所述的电机下方设有套接在上述搅拌杆端部的支撑套。

与现有技术相比，本搅拌式反应釜采用多级连续的搅拌组件对反应液进行搅拌加速，从而使反应液能够快速、充分的与反应气混合反应；且气液混合组件的出口为向外扩张结构能够加快反应液的反应后的溢出，促进反应液对反应气的吸收，提高生产效率和生产质量。

附图说明

图1是本搅拌式反应釜的平面结构示意图。

图2是本搅拌式反应釜的局部平面结构示意图。

图3是本搅拌式反应釜中的搅动组件的平面结构示意图。

图中，1、筒体；1a、进料口；1b、密封盖；2、电机；3、支撑套；4、搅拌杆；5、搅拌桨；6、导气套管；6a、进气口；7、搅动组件；7a、壳体；7b、搅动叶片；8、气液混合组件；8a、上板；8b、下板；8c、隔离板；9、轴套。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

如图1、图2、图3所示，本搅拌式反应釜包括密闭筒体1，筒体1上部插入搅拌杆4，搅拌杆4上端设有电机2,搅拌杆4底端固连有搅拌桨5,搅拌杆4中部套接有导气套管6和用于加快反应液流动速率的若干个搅动组件7,且在两者之间设有气液混合组件8。

筒体1具有呈密闭性的反应腔，筒体1的上部还具有用于投放原料的进料口1a，进料口1a可由密封盖1b进行封闭。呈轴状的搅拌杆4由筒体1顶部伸入反应腔内，并与筒体1形成密封连接。搅拌杆4的上端伸出筒体1并套设有支撑套3，支撑套3用于支撑连接在搅拌杆4顶端上的电机2。搅拌杆4的底端固连由搅拌杆4转动的带动下起到搅拌反应液的作用的搅拌桨5，搅拌桨5由多个呈周向均匀分布的桨片组成。

搅拌杆4位于反应腔内的中段上套接有导气套管6，导气套管6顶端具有呈敞口状进气口6a，使其内部与反应腔相连通。导气套管6下方的搅拌杆4外周周向固定套接有轴套9，轴套9外壁上通过焊接固定有能够对反应液进行多级加速的若干个搅动组件7。搅动组件7包括圆盘状的壳体7a，轴套9由壳体7a的中部穿过，且两者的接触面形成焊接固连，壳体7a的顶面和底面上围绕轴套9均开设呈中心对称的六个开口，壳体7a内竖直并呈中心辐射状设置多个搅动叶片7b，搅动叶片7b均匀分布且其内端均与轴套9外壁焊接固定。每上下相邻的两个壳体7a上的开口呈一一正对连通，且该相邻面通过焊接密贴固连，从而使多个搅动组件7的内腔形成密封相通。搅动组件7的数量为能够对反应液加速的级数，其数量越多，能够对反应液连续加速的次数越多，本实施例中采用两个搅动组件7，即为存在连续的二级加速。

位于搅动组件7上方的轴套9上还套设有气液混合组件8，气液混合组件8包括呈板状的圆形上板8a和下板8b，上板8a具有朝上的开口，下板8b具有朝下的开口，上板8a和下板8b之间还平行固设有呈圆盘形的隔离板8c。隔离板8c的直径小于上板8a和下板8b，且其中部套设在轴套9上并焊接固定。下板8b的开口与搅动组件7上的开口对正连通并焊接固定，上板8a的开口与导气套管6的末端套设并密封连通，上板8a和下板8b之间的距离形成的圆周区域提供了气液混合的反应空间。上板8a和下板8b的外周边缘均向外侧翻扩，由此形成两者之间呈外扩喇叭状的出口。

由筒体1上的进料口1a放入反应液后闭合密封盖1b，此时导气套管6的顶端伸出反应液的液面之上，其下端由于与反应腔连通，故充有与反应腔内液面相平的反应液。当电机2带动搅拌杆4对反应腔内的反应液进行搅拌时，导气套管6内部的反应液向下运动并由气液混合组件8的出口排到反应腔内，而后反应腔上部的反应气遵循文丘里效应由导气套管6顶端的进气口6a进入其内部并向下运动；反应腔内的反应液由下至上进入位于下方的第一个搅动组件7内，其内的搅动叶片7b转动对反应液进行一级加速，反应液连续向上进入第二个搅动组件7内进行二级加速。具有一定流速的反应液进入气液混合组件8，反应气通过导气套管6进入气液混合组件8，隔离板8c首先隔挡气、液的正面冲击，而后导向两者水平移动至正对连接口外周进行混合反应。充分反应后的反应液呈辐射状向外喷射，其经过狭窄的通道，并由外扩喇叭状的出口过渡喷射至反应腔内，显著提高了反应效率。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

尽管本文较多地使用了筒体1；进料口1a；密封盖1b；电机2；支撑套3；搅拌杆4；搅拌桨5；导气套管6；进气口6a；搅动组件7；壳体7a；搅动叶片7b；气液混合组件8；上板8a；下板8b；隔离板8c；轴套9等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (7)

1.一种搅拌式反应釜，包括具有反应腔的密闭筒体(1)，筒体(1)上部设置插入其内部的呈轴状的搅拌杆(4)，所述搅拌杆(4)上端设有能带动所述的搅拌杆(4)转动的电机(2)，所述的搅拌杆(4)的底端固连有搅拌桨(5)，其特征在于，所述的搅拌杆(4)中部套接有导气套管(6)和用于加快反应液流动速率的若干个搅动组件(7)，相邻的两个搅动组件(7)固连在一起且它们的内腔相通，所述的导气套管(6)处于所述的搅动组件(7)的上部，且在两者之间设有用于气液混合反应的具有出口的气液混合组件(8)；所述的搅拌杆(4)与筒体（1）形成密封连接；所述的电机(2)下方设有套接在上述搅拌杆(4)端部且用于支撑连接在搅拌杆（4）顶端上电机（2）的支撑套(3)；所述的搅动组件(7)包括其顶面和底面均具有开口的圆盘状壳体(7a)，壳体(7a)内固定设置多个搅动叶片(7b)；所述的气液混合组件(8)包括具有朝下开口的下板(8b)和具有朝上开口的上板(8a)，所述的上板(8a)和下板(8b)之间形成用于气液混合反应的空间。

2.根据权利要求1所述的搅拌式反应釜，其特征在于，所述的上板(8a)和下板(8b)之间平行固设有用于隔离气液两相的隔离板(8c)。

3.根据权利要求1所述的搅拌式反应釜，其特征在于，所述的上板(8a)和下板(8b)的外周边缘形成两者之间呈外扩喇叭状的出口。

4.根据权利要求1或2或3所述的搅拌式反应釜，其特征在于，所述的上板(8a)与上述的导气套管(6)形成连通的密封固定，所述的下板(8b)与上述搅动组件(7)相连通且与其顶面焊接固定。

5.根据权利要求1或2或3所述的搅拌式反应釜，其特征在于，所述的导气套管(6)顶端具有进气口(6a)。

6.根据权利要求1或2或3所述的搅拌式反应釜，其特征在于，所述的每相邻的两个搅动组件(7)之间通过焊接密贴固连。

7.根据权利要求1或2或3所述的搅拌式反应釜，其特征在于，所述的搅拌杆(4)的外周周向固定套接有轴套(9)，所述的搅动组件(7)和气液混合组件(8)均固连在上述轴套(9)的外周表面上。

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