CN106582475A - 一种连续化三相混合反应装置 - Google Patents

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Abstract

一种连续化三相混合反应装置，包括输送设备、原料存储设备、立式柱形混合反应罐，输送设备分别经过压力管道与原料存储设备、混合反应罐相连接，原料存储设备的出料管道与位于混合反应罐下端的混合反应罐进料口相连接，混合反应罐溢流口位于混合反应罐上端。本发明通过输送设备将气、液、固三相材料按比例均匀送入立式柱形混合反应罐中，通过混合反应罐的搅拌混合形成均匀混合物或参与化学反应，由于输入压力混合反应罐中带有正压，最终通过低进高出将均匀混合反应物从上部排出，实现连续化生产。可用于液液混合反应、固液混合反应，气液混合反应、气液固三相混合反应。应用范围广，流程控制方便，生产效率高，可以满足多种工况生产需要。

Description

一种连续化三相混合反应装置
技术领域
本发明涉及一种化工设备，具体是一种连续化三相混合反应装置。
背景技术
目前混合设备大多是间歇式混合如卧式搅拌机，即加入一次混合料，混合好后放出，再加入下一次混合料，这种方法工作效率较低，人工成本高，成品材料一致性差；连续化三相混合设备大多采用静态混合器完成，这种混合强度有限，效率较低，只适合对混合强度要求较低的材料使用；在化学反应中，普遍采用反应釜进行间歇式化工生产，对于部分化学反应时间周期较短的化学反应，在每一次投料升温降温中浪费大量人力和能源。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流程控制方便、生产效率高、以满足多种工况生产需要的连续化三相混合反应装置。
本发明的技术方案是：包括输送设备、原料存储设备、立式柱形混合反应罐，输送设备分别经过压力管道与原料存储设备、混合反应罐相连接，原料存储设备的出料管道与位于混合反应罐下端的混合反应罐进料口相连接，混合反应罐溢流口位于混合反应罐上端或顶端。
本发明所述输送设备是空压机、压力风机、水环压缩机、压力蒸汽设备、储气罐。
本发明所述原料存储设备为固体原料存储设备、液体原料存储设备、气体原料存储设备，输送设备还包括装在固体原料存储设备上的浓浆泵、齿轮泵、螺杆泵或螺旋给料机，替代气体压力设备进行固体料输送；输送设备还包括装在液体原料存储设备的泵，替代气体压力设备进行液体输送。
本发明所述混合反应罐的长径比大于1.5:1；混合反应罐装有搅拌动力设备和搅拌装置，搅拌装置可以是盘式、叶片式、叶轮式、矛式、框式、笼式、螺带式，单层或多层设计；下部设排空口，出料口和排空口都设有阀门。
本发明所述混合反应罐进料口加装止回装置。
本发明所述混合反应罐为一个或两个以上，两个以上时串联连接，以保证混合均匀或反应完全。
本发明一般原料混合反应罐为一个，对于部分速度较慢混合反应，可采用进料口加装静态混合器，也可采用混合罐两个或多个串联以保证混合均匀或反应完全。
本发明对于有温度要求原料混合反应，所述混合反应罐中设盘管或设夹套层（加热或降温）也可底部加设加热或降温装置，混合反应罐中设置阻隔装置、温感器；温感器与外面温控器；所述混合反应罐出料口设压力控制装置，保证原料在满足压力要求情况下均匀混合反应。
本发明的技术构思是通过压力将气、液、固三相存储原料罐中原料按比例从罐底输送至立式柱形混合反应罐中，通过混合反应罐的搅拌混合均匀形成均匀混合物或参与化学反应，由于输入压力混合反应罐中带有正压，最终通过低进高出将均匀混合物从上部溢流口排出，实现连续化生产；即进入的原料形成成品后将前面完成的成品从上部挤出混合反应罐，最终形成连续化生产，直至原料罐原料用完。本发明用于连续化化学反应；通过气、液、固的流量控制混合物混合比例和混合速度；通过控制搅拌设备的容积也可控制反应速度和反应量，通过控制混合设备搅拌速度和搅拌形式来控制搅拌强度；特别是混合反应罐的高度越高混合效果越好。
本发明设备，可用于液液混合反应、固液混合反应，气液混合反应、气液固三相混合反应。其应用范围广，工作原理简单，流程控制方便，生产效率高，并可按不同类混合反应需要对装置简单改造，以满足多种工况生产需要。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
图1中，原料存储设备为固体或含固流体储罐4和液体料储罐7，输送设备1分别经过压力管道2与固体或含固流体储罐4 上部和液体料储罐7上部及混合反应罐11下端的混合反应罐进料口相连接，固体或含固流体储罐4的固体（含固）输送管道6和液体料储罐7的出料管道9分别与位于混合反应罐11下端的混合反应罐进料口相连接，混合反应罐溢流口15位于混合反应罐上端。3为固体或含固流体储罐4的进罐口。5为阀门，8为液体料储罐7的进料口，10为单向阀。混合反应罐11内有阻隔装置12、动力装置13、搅拌叶片14，成品导流管16，出料口17。
本发明中的输送设备1可以是空压机、压力风机、水环压缩机、压力蒸汽、高压储气罐；由于部分固体物料不能空压输送，也可用泵体如齿轮泵、螺杆泵、水泥泵或螺旋给料机代替空压设备进行固体料输送，液体输送部分可用泵体替代空压设备进行输送。固体、液体进料入口在混合反应罐底部，所有进入混合反应罐管道入口加装止回装置。气体输送可混在固体或液体入料口进入混合反应罐，也可单独开口进入混合反应罐中。固体、液体、气体混合比例可按精度要求设流量计或通过控制阀门及管道大小调节。原料存储罐大小根据混合比例及生产周期所需原料量设计，可通过顶部加压或底部泵送等方式进入混合反应罐中。混合反应罐可以是圆形或多边形柱形体，采用立式安装，混合反应罐中可根据需要加设阻隔器加强搅拌强度，也可不加，混合反应罐的大小根据产量要求设计，原则上长径比大于1.5:1.混合反应罐的搅拌叶片（叶轮）可以是盘式、叶片式、叶轮式、矛式、框式、笼式、螺带式，可设单层也可设多层。混合反应罐溢流口设在顶部或上部位，下部设排空口，都用阀门控制;存储罐原料用完后可通过继续输入气体压力，将混合反应罐中余料从混合反应罐排空阀排出。对于混合速度慢或化学反应慢的情况，可设多级混合反应罐串联，以保证混合均匀或反应完全。由于部分材料要求或化学反应要求温度条件，可在混合反应罐中设盘管或设夹套层（加热或降温）也可底部加设加热或降温装置，阻隔装置可以含温感器功能或另行加装温感器与外面温控器相连起到温控作用；由于温度要求混合反应设备可能产生压力条件，在出口设置压力控制装置，保证原料在满足压力要求情况下均匀混合反应，达到成品要求再出料。
本发明用于摩擦材料加工（熔化树脂与纤维粉料的两相混合）：输送设备：螺旋给料机，存储设备：普通敞口储料箱，混合反应罐：有电加热夹套的密封式混合反应罐。过程：混合反应罐通过电加热到树脂熔化温度，让已经混好的酚醛树脂颗粒、钢纤维、硫酸钡、玻璃纤维、炭黑、石墨等用螺旋给料机送入混合反应罐中，15分钟后开动搅拌设备，再过15分钟后混合好的原料连续放进各个成型模具压制成摩擦材料。
本发明用于发泡水泥连续化生产 (蒸汽、水泥、水三相混合)：输送设备：散装水泥输送泵、压力蒸汽锅炉，原料存储设备1：耐压封闭散装水泥罐。 原料存储设备2：耐压水箱，混合反应罐：六边形全封闭耐压混合反应罐。过程：存储设备A装有散装水泥，存储设备B中装有水和水泥发泡剂，两者混合比例通过调节输入混合反应罐管道阀门控制，将高压蒸汽分别通向水存储设备中同时散装水泥输送泵输送水泥，1分钟后开动混合反应罐搅拌装置，7分钟后发泡好的发泡水泥连续从混合反应罐溢流口挤出,经过导流管送到出料口。
本发明用于石棉保温材料生产（空气、水、石棉三相混合）：输送设备：压力风机、螺杆泵，存储设备：耐压水箱2个。混合反应罐：上开口六边型搅拌罐。过程：耐压水箱中分别装有含石棉松解剂的水和含水润湿石棉，开动混合反应罐搅拌装置，螺杆泵输送含水石棉，压力风机输送水和另接一根管道输送空气，20分钟后从溢流口经导流管、出料口连续输出发泡石棉浆体。
本发明用于碱式碳酸镁的合成（液液混合反应）：输送设备：水环压缩机，存储设备：耐压水箱2个。混合反应罐：圆形全封闭耐压混合反应罐。过程：存储设备分别装有碳酸钠溶液和氯化镁溶液，通过水环压缩机向两个耐压水箱输送压力，两种溶液按流量计比例流入混合反应罐中，通过混合反应罐搅拌均匀反应，20分钟后，含有碱式碳酸镁的混合液连续混合反应罐溢流口流出，经过导流管送到出料口。
本发明用于超细氢氧化铝的合成（气液混合反应）：输送设备为液氨罐、齿轮泵。存储设备为耐压水箱、液氨罐。混合反应罐为圆形全封闭耐压混合反应罐。过程：耐压水箱中装有硫酸铝溶液（含微量六偏磷酸钠），先开动混合反应罐搅拌装置，然后开启齿轮泵和液氨阀门，送入反应物，40分钟后氢氧化铝混合液连续从混合反应罐溢流口流出，经过导流管送到出料口。
本发明用于镁铝水滑石的合成（气液固三相混合反应）：输送设备为空压机 、螺旋给料机、 液氨罐，存储设备为耐压水箱、敞口储料箱、液氨罐。混合反应罐为圆形全封闭盘管加热耐压混合反应罐2个串联，出口设有压力1公斤控制。过程：敞口储料箱中装有按比例混合的氯化镁、氯化铝晶体，耐压水箱中装有碳酸钠溶液；先将混合反应罐11A通过盘管加热至90度并开动搅拌装置，然后启动空压机产生压力，将碳酸钠溶液输入混合反应罐11A中，再同时开启螺旋给料机和液氨阀门输入氯化镁、氯化铝、氨气到混合反应罐11A中，20分钟后开启混合反应罐2加热装置到90度，当混合反应罐11A的物料进入混合反应罐11B后，开启混合反应罐11B的搅拌装置，1小时后加大空压机压力从溢流口连续流出，经过导流管送到出料口。
本发明用于聚丙烯酸钠的合成（液液混合反应，气体帮助完成），输送设备为压力蒸汽锅炉，存储设备A为耐压耐酸水箱 存储设备B为耐压耐碱水箱
混合反应罐为底部加热压力混合反应罐，混合反应罐底部入口前加有静态混合器。过程： 存储设备A中装有丙烯酸（液态）和微量过硫酸铵，存储设备B中装有氢氧化钠和微量亚硫酸氢钠溶液；将混合反应罐加热到接近100度，通过压力蒸汽将丙烯酸和氢氧化钠溶液压入静态混合器中最后通入混合反应罐（丙烯酸在低温下容易结晶，高温压力蒸汽作动力可避免此问题发生），1小时后混合反应罐开始连续出料。

Claims (7)

1.一种连续化三相混合反应装置，其特征在于：包括输送设备、原料存储设备、立式柱形混合反应罐，输送设备分别经过压力管道与原料存储设备、混合反应罐相连接，原料存储设备的出料管道与位于混合反应罐下端的混合反应罐进料口相连接，混合反应罐溢流口位于混合反应罐上端。
2.根据权利要求1所述的连续化三相混合反应装置，其特征在于：所述输送设备是空压机、压力风机、水环压缩机、压力蒸汽设备或储气罐。
3.根据权利要求1所述的连续化三相混合反应装置，其特征在于：所述原料存储设备为固体原料存储设备、液体原料存储设备、气体原料存储设备，输送设备还包括装在固体原料存储设备上的浓浆泵、齿轮泵、螺杆泵或螺旋给料机，输送设备还包括装在液体原料存储设备的泵。
4.根据权利要求1所述的连续化三相混合反应装置，其特征在于：所述混合反应罐的长径比大于1.5:1；混合反应罐装有搅拌动力设备和搅拌装置，搅拌装置是盘式、叶片式、叶轮式、矛式、框式、笼式或螺带式，设单层或设多层；下部设排空口、出料口，出料口和排空口均设有阀门。
5. 根据权利要求1所述的连续化三相混合反应装置，其特征在于：所述混合反应罐进料口加装止回装置。
6.根据权利要求1所述的连续化三相混合反应装置，其特征在于：所述混合反应罐为一个或两个以上，混合反应罐为两个以上时串联连接。
7.根据权利要求1所述的连续化三相混合反应装置，其特征在于：所述混合反应罐中设盘管或设夹层，或底部加设加热或降温装置，混合反应罐中设置阻隔装置、温感器；所述混合反应罐出料口设压力控制装置。
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