CN106512900A - 一种釜内有换热块传热的石墨反应釜 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，包括石墨反应釜本体、换热块，反应釜本体的外部设置有夹套，反应釜中设置有搅拌器；换热块固定设置在反应釜本体中，换热块的中心开设有中心通孔，搅拌器的搅拌轴穿过中心通孔设置，换热块上还开设有横向孔、纵向孔和过流通道。换热介质经换热介质入口进入夹套中，再经横向孔一端进入换热块，从横向孔的另一端流出，再次进入夹套中，最后从夹套下端的换热介质出口排出；纵向孔作为物料孔，通过在反应釜本体的中间设置换热块，换热介质的能量经横向孔传递给纵向孔中的物料，提高了物料的接触面积，使换热介质热量利用的更加充分。

Description

一种釜内有换热块传热的石墨反应釜

技术领域

本发明属于石墨设备技术领域，具体地说是一种釜内有换热块传热的石墨反应釜。

背景技术

当需要对反应过程中物料进行加热或冷却时，一般采用夹套式反应釜，由夹套内的传热介质(如蒸汽或冷却水)通过反应釜主体对釜内物料进行加热或冷却，此时因传热面积较小使传热效率降低，延长了反应时间。

发明内容

本发明的目的在于提供一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，解决现有技术中石墨反应釜换热面积小，反应釜内物料受热不均，反应速率低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案实现：

一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，包括：

石墨反应釜本体，所述石墨反应釜本体的外部设置有夹套，夹套中流动传热介质，夹套上设置有放空口、传热介质进口、传热介质进出口、排料口和排污口，反应釜本体中设置有搅拌器；反应釜本体由浸渍石墨制造；

换热块，所述换热块固定设置在反应釜本体内，换热块的中心开设有中心通孔，搅拌器的搅拌轴穿过中心通孔设置，换热块上还开设有纵向孔、横向孔和过流通道，其中，纵向孔平行换热块轴线贯穿开设，横向孔的轴线与换热块轴线垂直，所述过流通道位于中心通孔的外周，为圆环形或圆弧形通道，横向孔和纵向孔不相通，纵向孔和过流通道不相通，横向孔、纵向孔以及过流通道都与中心通孔不相通；所述横向孔包括第一横向孔和第二横向孔，第一横向孔横向贯穿换热块其两端与夹套的内腔连通，第一横向孔和过流通道不相通，第一横向孔位于第二横向孔的两侧，第二横向孔位于中心通孔相对的两侧，第二横向孔将过流通道与夹套的内腔连通，位于中心通孔两侧的第二横向孔通过过流通道连通。

传热介质由夹套经横向孔一端进入换热块，从横向孔的另一端流出，再次进入夹套中，最后从夹套另一端的传热介质出口排出；传热介质的能量经横向孔传递给纵向孔中的物料，由于石墨换热块有较多的纵向孔和横向孔，加大了两流体的传热面积，使传热介质热量利用的更加充分；同时，搅拌器的对反应釜底部的物料进行搅拌，加速反应，解决了反应釜上下部分物料温度不均匀的问题，提高了传热效率及反应速率。

通过在换热块中设置过流通道，流经第二横向孔的传热介质不流入中心通孔，而是通过过流通道流入到对侧的第二横向孔再流出，不造成传热介质断路，提高了换热效果和材料利用率，同时防止传热介质进入反应釜中。搅拌器的轴穿过中心通孔伸入到反应釜底部，防止搅拌器与换热块碰撞。

进一步改进，所述石墨反应釜本体釜底的石墨板中开设有换热孔，换热孔的两端均与夹套的内腔连通。对于容易结晶的物料，易在反应釜底部沉淀、结晶，影响产量，通过在反应釜本体釜底的石墨板中开设换热孔，使夹套中传热介质(如蒸汽)通过反应釜底对物料进行加热，避免了物料在釜底结晶的情况。

进一步改进，所述夹套的内腔中设置有螺旋板，螺旋板围绕反应釜本体外壁螺旋设置。通过设置螺旋板，将夹套内腔分隔成螺旋通道，对换热介质起到导流作用，使传热介质与反应釜外壁充分接触，提高传热介质能量利用率。

进一步改进，所述换热块上开设有凹槽，凹槽上盖设有用于密封凹槽的端盖，凹槽与端盖之间形成的通道为过流通道。通过设置端盖，防止物料进入过流通道中，同时防止传热介质进入反应釜中。

进一步改进，所述凹槽为环绕中心通孔设置的环形槽或C形槽。

进一步改进，所述凹槽包括两个弧形槽，两个弧形槽位于中心通孔相对的两侧，且两个弧形槽不相通，防止传热介质对流，影响能量传递效果。

进一步改进，还包括成槽构件，所述成槽构件包括环形板和筒状件，筒状件与环形板垂直同轴设置，且筒状件的上端面与环形板内孔边缘密封连接，成槽构件的纵向截面为∏形；所述换热块的中心开设有阶梯孔，阶梯孔贯穿换热块开设，成槽构件设置在阶梯孔中，筒状件的下端与阶梯孔的台阶面密封粘接，环形板与阶梯孔的边缘密封粘接，成槽构件与阶梯孔之间形成的通道为过流通道，筒状件与阶梯孔粘结后的中心孔为中心通孔。对于在换热块上开设凹槽，开设阶梯孔和加工成槽更容易操作、加工工艺简单。

进一步改进，所述筒状件与环形板一体成型或分体成型。

进一步改进，所述筒状件的外壁上设置有一个隔板，隔板将过流通道隔开，使过流通道呈C形。

进一步改进，所述筒状件的外壁上相对设置有两个隔板，两个隔板将过流通道隔开为两个弧形通道。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、传热介质进入夹套中，经横向孔一端进入换热块，从横向孔的另一端流出，再次进入夹套中，最后从夹套的传热介质出口排出；纵向孔作为物料孔，通过在反应釜中设置换热块，传热介质的能量经横向孔传递给纵向孔中的物料，加大了与物料的接触面积，使传热介质热量利用的更加充分；同时，搅拌器对反应釜底部的物料进行搅拌，加速反应，解决了反应釜上下部分物料温度不均匀的问题，提高了传热效率。

2、通过在换热块中设置过流通道，流经第二横向孔的传热介质不流入中心通孔，而是通过过流通道流入到对侧的第二横向孔再流出，不造成传热介质断路，提高了换热效果和材料利用率，同时防止传热介质进入反应釜中。搅拌器的轴穿过中心通孔伸入到反应釜底部，防止搅拌器与换热块碰撞。

3、通过在反应釜釜底的石墨板中开设换热孔，使夹套中传热介质通过釜底对物料进行加热，避免了物料在釜底结晶的情况。

4、通过设置螺旋板，将夹套内腔分隔成螺旋通道，对传热介质起到导流作用，使传热介质与反应釜外壁充分接触，提高传热效率。

附图说明

图1是本发明一种釜内有换热块传热的石墨反应釜釜结构示意图。

图2是石墨反应釜本体底部结构示意图。

图3是本发明一种石墨换热块的结构示意图。

图4是图3的C-C剖视图。

图5是图4的A部放大视图。

图6是图3的B部放大视图。

图7是实施例二的结构示意图。

图8是实施例三的结构示意图。

图9是实施例四的结构示意图。

图10是成槽构件的结构示意图。

图11是实施例五的A部放大视图。

图12是实施例五的成槽构件的结构示意图。

图13是实施例六成槽构件的结构示意图。

图14是实施例六的B部放大视图。

图15是实施例七成槽构件的结构示意图。

图16是实施例七的B部放大视图。

具体实施方式

为使本发明的目的和技术方案更加清楚，下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。本发明中传热介质为冷却水或水蒸汽。

实施例一：

如图1-6所示，一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，包括：

反应釜本体11，所述反应釜本体的外部设置有夹套10，夹套10中流动传热介质，夹套10的上端设置有放空口12和传热介质入口13，夹套10的下端设置有排污口15、排料口20和传热介质出口14，反应釜中设置有搅拌器16；

换热块18，所述换热块18固定设置在反应釜本体11中，换热块18的中心开设有中心通孔1，还开设有横向孔、纵向孔2和过流通道3，其中，纵向孔2贯穿换热块上下平面，其轴线与换热块轴线平行，横向孔的轴线与换热块18的轴线垂直，横向孔、纵向孔2和过流通道3及中心通孔1互相均不相通；

所述横向孔包括第一横向孔5和第二横向孔4，第一横向孔5水平贯穿换热块18两端与夹套10的内腔连通，第一横向孔5和过流通道3不相通，第一横向孔5位于第二横向孔4的两侧，第二横向孔4位于中心通孔1相对的两侧，第二横向孔4将夹套10的内腔与过流通道3连通，使位于中心通孔1两侧的第二横向孔4通过过流通道3连通。

传热介质经横向孔一端进入换热块18中，从横向孔的另一端流出，再次进入夹套10中，最后从夹套10的传热介质出口14排出；传热介质的能量经横向孔传递给纵向孔中的物料，由于换热块有较多的横向孔和纵向孔，加大了两流体的传热面积，使传热介质热量利用的更加充分；同时，搅拌器的对反应釜底部的物料进行搅拌，加速反应，解决了反应釜上下部分物料温度不均匀的问题，提高了传热效率和反应速率。

通过在换热块18中设置过流通道3，流经第二横向孔4的传热介质不流入中心通孔1，而是通过过流通道3流入到对侧的第二横向孔4再流出，不造成传热介质断路，提高了换热效果和材料利用率，同时防止传热介质进入反应釜中。搅拌器16的轴穿过中心通孔1伸入到反应釜底部，防止搅拌器16与换热块18碰撞。

在本实施例中，换热块呈圆柱状，中心通孔1为圆孔，所述换热块中心开设有凹槽，凹槽上盖设有用于密封凹槽的端盖6，凹槽与端盖6之间形成的通道为过流通道3。通过设置端盖6，防止物料进入过流通道中，同时防止传热介质进入反应釜中，所述端盖6为环形石墨板。端盖6与换热块与之间通过环氧树脂(或其它粘结剂)粘结。

在本实施例中，所述凹槽为环绕中心通孔1设置的环形槽，如图4、6所示。

将该换热块安装在反应釜中，搅拌轴穿过中心通孔设置，横向孔作为传热介质孔，纵向孔2作为料孔，流经第二横向孔4的换热介质不流入中心通孔1，而是通过过流通道3流入到对侧的第二横向孔4再流出，不造成传热介质断路，提高了换热效果和材料利用率。图中箭头表示换热介质流动的方向。

在本实施例中，所述石墨反应釜11釜底的石墨板中开设有换热孔19，如图2所示，开设有三排换热孔19，换热孔19的两端均与夹套10的内腔连通。对于容易结晶的物料，易在反应釜底部沉淀、结晶，影响产量，通过在反应釜本体釜底的石墨板中开设换热孔，使夹套中传热介质通过反应釜底对物料进行加热，避免了物料在釜底结晶的情况。

在本实施例中，所述夹套10的内腔中设置有螺旋板17，螺旋板17围绕反应釜本体11外壁盘旋设置。通过设置螺旋板17，将夹套10内腔分隔成螺旋通道，对传热介质起到导流作用，使传热介质与反应釜外壁充分接触，提高传热介质能量利用率。

本实施例中，传热介质为水蒸汽。

实施例二：

如图7所示，在本实施例中，所述凹槽包括两个弧形槽，两个弧形槽位于中心通孔1相对的两侧，两个弧形槽与端盖之间形成的通道即为过流通道3，两个弧形槽不相通，防止冷取水对流，影响冷却效果。其他部分与实施例一相同。

实施例三：

如图8所示，在本实施例中，所述凹槽为C形槽，C形凹槽围绕中心通孔1设置，C形槽与端盖之间形成的通道即为过流通道3，其他部分与实施例一相同。

实施例四：

如图9、10所示，其主要结构特点与实施例一相同，只是中心通孔与过流通道的形成略有不同。

在本实施例中，还包括成槽构件，所述成槽构件包括环形板8和筒状件7，筒状件7与环形板8垂直同轴设置，且筒状件7与环形板8密封粘接，成槽构件的纵向截面为∏形；所述换热块的中心开设有阶梯孔，阶梯孔贯穿换热块开设，成槽构件设置在阶梯孔中，筒状件的下端与阶梯孔的台阶面密封粘接，环形板8与阶梯孔的边缘密封粘接，成槽构件与阶梯孔之间形成的通道为过流通道3，筒状件7与阶梯孔构成的中心孔为中心通孔1。相对于在换热块上开设凹槽，开设阶梯孔更容易加工。在本实施例中，换热块呈圆柱状，中心通孔1为圆孔。

在本实施例中，所述成槽构件中筒状件7与环形板8分体成型，均为石墨材质，成槽构件与换热块与之间通过环氧树脂粘结。

将该换热块安装在反应釜中，搅拌轴穿过中心通孔1设置，横向孔作为传热介质孔，纵向孔2作为料孔，流经第二横向孔4的换热介质不流入中心通孔1，而是通过过流通道3流入到对侧的第二横向孔4再流出，不造成传热介质断路，提高了换热效果和材料利用率。图中箭头表示传热介质流动的方向。

实施例五：

如图11、12所示，在本实施例中，筒状件的下端设置有凸起9，换热块的阶梯孔的阶梯面上开设有插槽，成槽构件设置在阶梯孔中，凸起9插入插槽中，保证筒状件7与换热块固定粘接，防止二者之间发生相对移动。其他部分与实施例四相同。

实施例六：

如图13、14所示，在本实施例中，所述筒状件7与环形板8一体成型。

在本实施例中，所述筒状件7的外壁上设置一个隔板10，隔板10将过流通道3隔开，使过流通道3呈C形。其他部分如实施例四相同。

实施例七：

如图15、16所示，在本实施例中，所述筒状件7的外壁上相对设置有两个隔板10，两个隔板将过流通道3隔开为两个弧形通道。其他部分如实施例四相同。

本发明中未做特别说明的均为现有技术或者通过现有技术即可实现，而且本发明中所述具体实施案例仅为本发明的较佳实施案例而已，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依本发明申请专利范围的内容所作的等效变化与修饰，都应作为本发明的技术范畴。

Claims (10)

1.一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，包括：

石墨反应釜本体，所述石墨反应釜本体的外部设置有夹套，夹套中流动传热介质，夹套上设置有放空口、传热介质进口、传热介质进出口、排料口和排污口，反应釜本体中设置有搅拌器；

换热块，所述换热块固定设置在反应釜本体中，换热块的中心开设有中心通孔，搅拌器的搅拌轴穿过中心通孔设置，换热块上还开设有横向孔、纵向孔和过流通道，其中，纵向孔平行换热块轴线贯穿换热块开设，横向孔的轴线与换热块轴线垂直，横向孔和纵向孔不相通，纵向孔和过流通道不相通，横向孔、纵向孔和过流通道都与中心通孔不相通；所述横向孔包括第一横向孔和第二横向孔，第一横向孔横向贯穿换热块，且第一横向孔两端与夹套的内腔连通，第一横向孔和过流通道不相通，第一横向孔位于第二横向孔的两侧，第二横向孔位于中心通孔相对的两侧，位于中心通孔两侧的第二横向孔通过过流通道连通，且第二横向孔将过流通道与夹套的内腔连通。

2.根据权利要求1中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，所述石墨反应釜本体釜底的石墨板中开设有换热孔，换热孔的两端均与夹套的内腔连通。

3.根据权利要求1或2中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，所述夹套的内腔中设置有螺旋板，螺旋板围绕反应釜本体外壁盘旋设置。

4.根据权利要求3中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，所述换热块上开设有凹槽，凹槽上粘结有用于密封凹槽的端盖，凹槽与端盖之间形成的通道为过流通道。

5.根据权利要求4中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，所述凹槽为环绕中心通孔设置的环形槽或C形槽。

6.根据权利要求4中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，所述凹槽包括两个弧形槽，两个弧形槽位于中心通孔相对的两侧，且两个弧形槽不相通。

7.根据权利要求3中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，还包括成槽构件，所述成槽构件包括环形板和筒状件，筒状件与环形板垂直同轴设置，且筒状件的上端面与环形板内孔边缘密封粘接，成槽构件的纵向截面为∏形；

所述换热块的中心开设有阶梯孔，阶梯孔贯穿换热块开设，成槽构件设置在阶梯孔中，筒状件的下端与阶梯孔的台阶面密封粘结，环形板与阶梯孔的边缘密封粘结，成槽构件与阶梯孔之间形成的通道为过流通道，筒状件与阶梯孔构成的中心孔为中心通孔。

8.根据权利要求7中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，所述筒状件与环形板一体成型或分体成型。

9.根据权利要求8中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，所述筒状件的外壁上设置有一个隔板，隔板将过流通道隔开，使过流通道呈C形。

10.根据权利要求8中所述的一种釜内有换热块传热的石墨反应釜，其特征在于，所述筒状件的外壁上相对设置有两个隔板，两个隔板将过流通道隔开为两个弧形通道。