CN106512892A - 连续反应装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续反应装置，涉及反应装置技术领域，主要目的是减小反应装置空间的占用、降低能源的消耗。本发明主要技术方案为：连续反应装置包括：外层壳体、层间板、多个反应器以及搅拌装置；外层壳体的顶部设置有进料口，底板设置有出料口，外层壳体用于为连续反应装置提供密封空间；层间板与外层壳体的内壁连接，层间板上设置有多个通气孔；多个反应器分别设置在层间板上和外层壳体的底板上，多个反应器从上到下依次连通，并与密封空间连通；进料口与多个反应器中最上方的反应器入口连通，出料口与多个反应器中最下方的反应器出口连通；搅拌装置为多个反应器中提供搅拌动力。使用本发明能进行连续的原料反应，且能源消耗低，空间占用小。

Description

连续反应装置
技术领域
本发明涉及反应装置技术领域，尤其涉及一种连续反应装置。
背景技术
水热反应是指在密封体系(如高压釜)中，以水或有机试剂为溶剂，在一定的温度和溶剂自生压力下，进行物质合成或处理的方法。用于物质合成时，使密封体系产生高温、高压物理化学环境，可使密封体系中的产物可达到一定的过饱和度，从而进行成核结晶生长；用于物质处理(如污泥深度脱水)时，高温、高压物理化学环境可使处理物质的溶解度，表面张力，生物细胞膜通透性等特性发生大的变化。
目前，水热反应釜是进行水热反应的主要装置，但是由于水热反应需要提供相对稳定高温和高压的环境，因此，水热物质制备和处理多是进料完成后封闭固定时间，然后再出料，这使得水热周期较长、效率低，水热反应缺乏连续性设计已严重制约着大规模的应用。
所以，现有技术中研发了几种连续化的水热反应装置，现有的反应釜都是将多个反应釜通过连通器的原理进行串联，但是多个反应釜连通的方式进行连续化反应存在一系列的问题，如多个反应釜的串行连接占用空间较大，使得连续化的水热反应运行成本增高；多个反应釜串行连接的方式，需要附加动力才能够完成物料传输，增加能源消耗。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供一种连续反应装置，主要目的是减小反应装置空间的占用以及减小能源的消耗，进而降低运行成本，使其更加适于实用。
为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
本发明实施例提供了一种连续反应装置，包括：
外层壳体，所述外层壳体的顶部设置有进料口，底板设置有出料口，所述外层壳体用于为所述连续反应装置提供密封空间；
层间板，所述层间板与所述外层壳体的内壁连接，用于将所述外层壳体分割成从上到下的多个层间，所述层间板上设置有多个通气孔；
多个反应器，所述多个反应器分别设置在所述层间板上和所述外层壳体的底板上，所述多个反应器从上到下依次连通，并与所述密封空间连通，所述反应器用于容纳需要进行反应的原料；
其中，所述进料口与所述多个反应器中最上方的反应器入口连通，所述出料口与所述多个反应器中最下方的反应器出口连通；
搅拌装置，所述搅拌装置为所述多个反应器中提供搅拌动力。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的一种连续反应装置，其中所述层间板为多个，所述层间板平行设置在所述外层壳体中，将所述外层壳体分成多个平行的层间。
优选的，前述的一种连续反应装置，其中所述层间板的中部设置有通孔，所述反应器设置在所述通孔上，所述反应器的出口穿过所述通孔伸入下方的层间。
优选的，前述的一种连续反应装置，其中所述反应器包括圆形侧壁以及锥型底部，所述锥型底部设置有所述反应器的出口；
其中，所述圆形侧壁的内壁与所述锥型底部连接处设置有筛网。
优选的，前述的一种连续反应装置，其中所述外层壳体顶部的进料口包括固体原料进料口和液体原料进料口；
其中，所述外层壳体的进料口的轴线与所述反应器出口所在轴线具有预定距离。
优选的，前述的一种连续反应装置，其还包括：温度控制装置，所述温度控制设置在所述外层壳体上，并与所述多个反应器连接，用于调节由所述外层壳体所构成的密封空间内的温度。优选的，前述的一种连续反应装置，其还包括：压力控制装置，所述压力控制装置设置在所述外层壳体上，并与所述多个反应器连接，用于调节由所述外层壳体所构成的密封空间内的压力。
优选的，前述的一种连续反应装置，其中所述搅拌装置为一体设置，由一根转轴带动多个搅拌叶轮进行转动；
其中，所述转轴穿过所有反应器，所述多个搅拌叶轮分别对应设置在每个所述反应器中。
优选的，前述的一种连续反应装置，其中所述搅拌装置包括多个搅拌器，所述多个搅拌器分别对应设置在所述多个反应器中。
优选的，前述的一种连续反应装置，其还包括：原料输送装置，所述原料输送装置与所述外层壳体顶部的进料口连接，用于为所述连续反应装置输送需要反应的原料。
借由上述技术方案，本发明污泥脱水处理装置至少具有下列优点：
本发明提供的技术方案中，连续反应装置中设置的多个反应器为从上到下依次连通的设置，且本发明提供的连续反应装置通过外层壳体将所有反应器容纳在内部，并通过层间板将每个反应器分隔在不同的层间，这样需要反应的原料在本发明提供的连续反应装置中反应时，原料可以从最上方的反应器中开始反应，并依次在重力的作用下进入其他反应器中进行反应。所以本发明提供的连续反应装置，具有下列优点：
一、多个反应器从上到下依次连通的设置，需要反应的原料在重力作用下依次进入不同的反应器中，不需要额外的动力将原料从一个反应器转移到另一个反应器中，有效的减小能源的消耗。
二、多个反应器依次从上到下设置，与现有技术中反应器并行串联的方式相比，本发明提供的连续反应装置占用空间更小，能够有效的节省装置所占用的空间。
三、通过层间板与外层壳体的连接设置，使每个反应器处于一个单独的层间，能够对不同的层间进行有差异化的物理参数设置，使本发明提供的连续反应装置在进行原料反应时，原料的反应更加充分。
综上所述，本发明解决了现有的技术问题，能够有较的减少原料反应时能源的消耗，以及减小连续反应装置空间的占用。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种连续反应装置结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种连续反应装置的反应器结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
如图1所示，本发明的实施例提出的一种连续反应装置，其包括：外层壳体1、层间板2、多个反应器3以及搅拌装置4；其中外层壳体1的顶部设置有进料口11，底板设置有出料口12，外层壳体1用于为连续反应装置提供密封空间；层间板2与外层壳体1的内壁连接，用于将外层壳体1分割成从上到下的多个层间，层间板2上设置有多个通气孔21；多个反应器3分别设置在层间板2上和外层壳体1的底板上，多个反应器3从上到下依次连通，并与所述密封空间连通，反应器3用于容纳需要进行反应的原料；其中，进料口11与多个反应器3中最上方的反应器3入口连通，出料口12与多个反应器3中最下方的反应器3出口连通；搅拌装置4为多个反应器3中提供搅拌动力。
具体的，在外层壳体的最上方设置反应原料的进料口，在外层壳体的最下方设置出料口，外层壳体的整体可以采用金属材质，最佳的为钢材，且在外层壳体上设置保温层，保温层可以是设置在外层壳体的夹层中，也可以通过将保温材料设置在外层壳体的外壁上用作保温层，层间板采用耐腐蚀的金属材料制造，并且通过焊接或者铆接的方式与外层壳体的内壁连接，层间板之间可以相互平行，将外层壳体分成从上到下相互平行的多个层间，也可以互相设置预定角度，将外层壳体从上到下分成预定形状的多个层间，多个反应器设置在层间板以及外层壳体的底板上，每个反应器单独处于一个层间，且多个反应器依次连通，使多个反应器从上到下依次设置，处于最上方的反应器入口与外层壳体的进料口连接，处于最下方的反应器出口与外层壳体的出料口连接，且外层壳体的进料口和出料口处均设置有密封阀门，能够通过关闭进料口和出料口处的密封阀门将外层壳体密封，进而使多个反应器处于密封的容纳空间中，由于每个反应装置都与密封空间连通，且在层间板上设置多个通气孔，能够使每个反应装置内气压相同，每个层间的气压相同。
本发明提供的技术方案中，连续反应装置中设置的多个反应器为从上到下依次连通的设置，且本发明提供的连续反应装置通过外层壳体将所有反应器容纳在内部，并通过层间板将每个反应器分隔在不同的层间，这样需要反应的原料在本发明提供的连续反应装置中反应时，原料可以从最上方的反应器中开始反应，并依次在重力的作用下进入其他反应器中进行反应。所以本发明提供的连续反应装置，具有下列优点：首先，多个反应器从上到下依次连通的设置，需要反应的原料在重力作用下依次进入不同的反应器中，不需要额外的动力将原料从一个反应器转移到另一个反应器中，有效的减小能源的消耗。其次，多个反应器依次从上到下设置，与现有技术中反应器并行串联的方式相比，本发明提供的连续反应装置占用空间更小，能够有效的节省装置所占用的空间。再次，通过层间板与外层壳体的连接设置，使每个反应器处于一个单独的层间，能够对不同的层间进行有差异化的物理参数设置，使本发明提供的连续反应装置在进行原料反应时，原料的反应更加充分。
如图1所示，在具体实施当中，层间板2为多个，层间板2平行设置在外层壳体1中，将外层壳体1分成多个平行的层间。
具体的，可以通过将层间板平行的设置在外层壳体中，将外层壳体分成多个平行的层间，此种设置方式便于层间板与外层壳体内壁的连接，同时可以使每个反应器都处于平行的层间中，便于反应器的安装和放置。另外也可以根据具体的反应需要，层间板之间呈预定的角度连接在外层壳体的内壁上。
如图1所示，在具体实施当中，层间板2的中部设置有通孔，反应器3设置在通孔上，反应器3的出口穿过通孔伸入下方的层间。
具体的，可以在层间板的中部开设通孔，然后采用将反应器的出口穿过通孔的方式将反应器设置在层间板上。另外，还可以将层间板与反应器设置成一体的形式，这样每个反应器设置在一个层间板上构成一个整体，可通过层间板的边缘与外层壳体的内壁连接，将反应器与层间板构成的整体设置在外层壳体的内部，方便连续反应装置的组装生产。
如图2所示，在具体实施当中，反应器3包括圆形侧壁31以及锥型底部32，锥型底部32设置有反应器3的出口；其中，圆形侧壁31的内壁与锥型底部32连接处设置有筛网33。
具体的，反应器可以采用耐腐蚀的金属材料制造，也可以采用耐腐蚀的非金属材料制造，其中筛网的网眼结构可以根据反应材料的需要进行设置，其网眼的形状可以是圆形也可以是其他几何形状，网眼可以是密集的设置在筛网上，也可以是相对稀疏的设置在筛网上。
如图1所示，在具体实施当中，外层壳体1顶部的进料口11包括固体原料进料口111和液体原料进料口112；其中，外层壳体1的进料口1的轴线与反应器出口12所在轴线具有预定距离。
具体的，为了使本发明提供的连续反应装置能够具有较大的应用范围，可以将外层壳体的进料口设置成包括固体原料进料口以及液体原料进料口，这样连续反应装置能够在连接自动上料装置，进行连续的固体原料、液体原料或者固体和液体混合原料的反应，进而使本发明提供的连续反应装置能够适应不同的反应原料。另外，为了防止反应原料未充分反应就从上方的反应器中流入下方反应器，使外层壳体的进料口的轴线与反应器出口所在轴线具有预定距离。
如图1所示，在具体实施当中，在本发明连续反应装置上设置温度控制装置5和压力控制装置6。
其中，温度控制设置在外层壳体上，并与多个反应器连接，用于调节由外层壳体所构成的密封空间内的温度。具体的，温度控制装置可以根据反应器的温度来调节整个密封空间的温度。压力控制装置设置在外层壳体上，并与多个反应器连接，用于调节由外层壳体所构成的密封空间内的压力。具体的，压力控制装置可以根据反应器内原料的反应导致的压力变化，来调节整个密封空间内的气压，进而保证原料在适合的压力条件下进行反应。
如图1所示，在具体实施当中，搅拌装置4为一体设置，由一根转轴带动多个搅拌叶轮进行转动；其中，转轴穿过所有反应器，多个搅拌叶轮分别对应设置在每个反应器中。或者，搅拌装置包括多个搅拌器，多个搅拌器分别对应设置在多个反应器中。
具体的，为了使每个反应器中的反应原料充分的反应，所以在连续反应装置中设置一个搅拌装置，该搅拌装置可以是同一转轴上根据反应器的数量设置对应数量的搅拌叶轮，并且使每个搅拌叶轮处于一个反应器中，通过转轴的带动搅拌叶轮对反应器中的原料进行搅拌，促使原料充分反应。另外，还可以将搅拌装置设置成多个搅拌器，每个搅拌器对应的设置在每个反应器中，可以通过对不同搅拌器的控制，实现不同反应器中具有不同的搅拌速度，使本发明提供的连续反应装置能够适用于具有特殊反应要求的原料。
如图1所示，在具体实施当中，连续反应装置还包括：原料输送装置7，原料输送装置7与外层壳体1顶部的进料口11连接，用于为连续反应装置输送需要反应的原料。
具体的，为了使本发明提供的连续反应装置能够进行自动化上料，所以在外层壳体的进料口连接一个原料输送装置，不仅可以通过原料输送装置进行自动化上料，还可以通过对原料输送装置的控制，实现不同原料不同的输送速度，进而配合连续反应装置实现原料反应的连续化和自动化。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种连续反应装置，其特征在于，其包括：
外层壳体，所述外层壳体的顶部设置有进料口，底板设置有出料口，所述外层壳体用于为所述连续反应装置提供密封空间；
层间板，所述层间板与所述外层壳体的内壁连接，用于将所述外层壳体分割成从上到下的多个层间，所述层间板上设置有多个通气孔；
多个反应器，所述多个反应器分别设置在所述层间板上和所述外层壳体的底板上，所述多个反应器从上到下依次连通，并与所述密封空间连通，所述反应器用于容纳需要进行反应的原料；
其中，所述进料口与所述多个反应器中最上方的反应器入口连通，所述出料口与所述多个反应器中最下方的反应器出口连通；
搅拌装置，所述搅拌装置为所述多个反应器中提供搅拌动力。
2.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，
所述层间板为多个，所述层间板平行设置在所述外层壳体中，将所述外层壳体分成多个平行的层间。
3.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，
所述层间板的中部设置有通孔，所述反应器设置在所述通孔上，所述反应器的出口穿过所述通孔伸入下方的层间。
4.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，
所述反应器包括圆形侧壁以及锥型底部，所述锥型底部设置有所述反应器的出口；
其中，所述圆形侧壁的内壁与所述锥型底部连接处设置有筛网。
5.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，
所述外层壳体顶部的进料口包括固体原料进料口和液体原料进料口；
其中，所述外层壳体的进料口的轴线与所述反应器出口所在轴线具有预定距离。
6.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，还包括：
温度控制装置，所述温度控制设置在所述外层壳体上，并与所述多个反应器连接，用于调节由所述外层壳体所构成的密封空间内的温度。
7.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，还包括：
压力控制装置，所述压力控制装置设置在所述外层壳体上，并与所述多个反应器连接，用于调节由所述外层壳体所构成的密封空间内的压力。
8.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，
所述搅拌装置为一体设置，由一根转轴带动多个搅拌叶轮进行转动；
其中，所述转轴穿过所有反应器，所述多个搅拌叶轮分别对应设置在每个所述反应器中。
9.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，
所述搅拌装置包括多个搅拌器，所述多个搅拌器分别对应设置在所述多个反应器中。
10.根据权利要求1所述的连续反应装置，其特征在于，还包括：
原料输送装置，所述原料输送装置与所述外层壳体顶部的进料口连接，用于为所述连续反应装置输送需要反应的原料。
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