CN107349884A - 一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，属于微反应器技术领域。包括氯化钡入口、硫酸钠入口、主反应通道和纳米硫酸钡出口；所述主反应通道中设置有混合模块；所述混合模块由多块反应通道层相互紧靠组成，形成多层结构，每一块所述反应通道层的两面都布满倾斜的反应槽，致使每一块所述反应通道层的横截面都为上下起伏的线形；每相邻两块反应通道层各自的反应槽呈角度交叉设置，形成交错的混合反应通道。本发明用于生产纳米硫酸钡的反应器解决了现有技术中的混合不够充分，反应不够彻底，效率较低，能耗较高的问题，能够使反应原料充分混合、反应彻底，使产物的粒径大小分布均匀，同时又能降低能耗、节省资源。
Description
技术领域
本发明涉及一种反应器，更具体地说，本发明涉及一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，属于微反应器技术领域。
背景技术
目前以BaCl2与Na2SO4为原料制备超细BaSO4的方法主要是：将BaCl2与Na2SO4以物质的量为1:1的比例同时注入带有搅拌器的反应器中，在搅拌下BaCl2与Na2SO4反应生成BaSO4。
使用目前反应装置制备超细BaSO4主要有以下不足：
1、搅拌性能较差，原料易混合不均，反应不彻底，造成原料浪费；
2、生成的BaSO4不易流出，易沉积，使粒径增大；
3、机械搅拌，消耗大量能量。
国家知识产权局于2016.4.13公开了一件公开号为CN105478065A，名称为“微结构反应器”的发明，该发明公开了一种微结构反应器，其特征在于：包括物料分配室A（1）、物料分配室B（5）、物料混合室（9）、混合料缓冲室（10），物料分配室A（1）上设有物料进口A（2），物料分配室A（1）与物料混合室（9）之间通过物料分配板A（3）隔开；物料分配室B（5）上设有物料进口B（6），物料分配室B（5）与物料混合室（9）之间通过物料分配板B（7）隔开；物料混合室（9）顶部设有混合料缓冲室（10），混合料缓冲室（10）上设有混合料出口（11），物料分配板A（3）上有若干物料射流孔A（4），物料分配板B（7）上有若干物料射流孔B（8），物料射流孔A（4）与物料射流孔B（8）在物料混合室（9）中呈非对称分布。本发明传质效果好、反应器不会结垢堵塞。
国家知识产权局于2016.9.7公开了一件公开号为CN205550244U，名称为“一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器”的实用新型，该实用新型涉及一种生产纳米硫酸盐的微通道反应器，属于化工反应设备技术领域。本实用新型的微通道反应器通过三层结构和多级反应单元的设置，能够使得进料更加精确，反应物料混合更加均匀，克服料液在对撞反应过程中出现的层流现象，使反应更加接近卷流状态，反应过程接触更充分，反应更加彻底，能有效避免对撞反应生成的纳米硫酸盐再次团聚，使产品保持纳米形态且粒径均匀，进而制得高质量的纳米硫酸盐产品。
上述两种反应器还是存在混合不够充分，反应不够彻底，效率较低，能耗较高的问题。
发明内容
本发明旨在解决现有技术中的混合不够充分，反应不够彻底，效率较低，能耗较高的问题，提供一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，该微反应器能够使得两种原料混合更加充分，反应更加彻底，提高效率，降低能耗。
为了实现上述发明的目的，其具体的技术方案如下：
一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：包括氯化钡入口、硫酸钠入口、主反应通道和纳米硫酸钡出口；所述主反应通道中设置有混合模块；所述混合模块由多块反应通道层相互紧靠组成，形成多层结构，每一块所述反应通道层的两面都布满倾斜的反应槽，致使每一块所述反应通道层的横截面都为上下起伏的线形；每相邻两块反应通道层各自的反应槽呈角度交叉设置，形成交错的混合反应通道。
本发明优选的，所述每相邻两块反应通道层各自的反应槽为方向相反的45度角交叉设置。
本发明优选的，所述上下起伏的线形为方向相反的折线交替组成的锯齿形。
本发明优选的，所述上下起伏的线形为方向相反的弧形交替组成的波浪形。
本发明优选的，所述混合模块整体为圆柱体或者立方体。
本发明优选的，所述主反应通道的一端为所述硫酸钠入口，另一端为纳米硫酸钡出口，所述氯化钡入口设置在靠近所述硫酸钠入口的所述主反应通道的侧壁上，与所述主反应通道垂直。
本发明优选的，所述氯化钡入口伸入所述主反应通道，所述氯化钡入口在所述主反应通道中的开口所在的面倾斜，开口所在的面朝向所述混合模块。
本发明优选的，所述混合模块中的每一块反应通道层的顶部和底部组成的面分别朝向所述硫酸钠入口和所述纳米硫酸钡出口。
本发明带来的有益技术效果：
1、本发明用于生产纳米硫酸钡的反应器解决了现有技术中的混合不够充分，反应不够彻底，效率较低，能耗较高的问题，能够使反应原料充分混合、反应彻底，使产物的粒径大小分布均匀，同时又能降低能耗、节省资源。
2、本发明的反应装置内部构造巧妙，混合模块主要是由布满45℃倾斜反应槽的板块垂直堆积而成。BaCl2与Na2SO4两组溶液快速流入该反应装置，料液进入时，被分为若干流，不断被混合。因而，在整个装置内，料液不断地进行汇合和分流过程，从而使原料充分接触、混匀、反应。
3、本发明的反应装置的倾斜反应槽入口分布均匀、密集，能保证原料均匀进入，有利于原料混合均匀
4、本发明的装置简单，占地小，适合连续生产，同时方便扩大再生产。
5、本发明生成的BaSO4能够快速流出，不易堆积长大，防止粒度分布不均。反应不需机械搅拌，节省能量。
附图说明
图1为本发明微反应器的结构示意图；
图2为本发明微反应器中混合模块的立体结构示意图；
图3为本发明微反应器中混合模块的俯视结构示意图；
图4为本发明微反应器中反应通道层布满倾斜反应槽的示意图；
图5为本发明微反应器中相邻两块反应通道层各自的反应槽呈角度交叉设置的结构示意图；
图6为本发明微反应器中反应通道层横截面结构示意图（一）；
图7为本发明微反应器中反应通道层横截面结构示意图（二）。
附图标记：1为氯化钡入口、2为硫酸钠入口、3为主反应通道、4为纳米硫酸钡出口、5为混合模块、6为反应通道层、7为反应槽。
具体实施方式
实施例1
一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：包括氯化钡入口1、硫酸钠入口2、主反应通道3和纳米硫酸钡出口4；所述主反应通道3中设置有混合模块5；所述混合模块5由多块反应通道层6相互紧靠组成，形成多层结构，每一块所述反应通道层6的两面都布满倾斜的反应槽7，致使每一块所述反应通道层6的横截面都为上下起伏的线形；每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7呈角度交叉设置，形成交错的混合反应通道。
实施例2
一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：包括氯化钡入口1、硫酸钠入口2、主反应通道3和纳米硫酸钡出口4；所述主反应通道3中设置有混合模块5；所述混合模块5由多块反应通道层6相互紧靠组成，形成多层结构，每一块所述反应通道层6的两面都布满倾斜的反应槽7，致使每一块所述反应通道层6的横截面都为上下起伏的线形；每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7呈角度交叉设置，形成交错的混合反应通道。
优选的，所述每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7为方向相反的45度角交叉设置。
实施例3
一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：包括氯化钡入口1、硫酸钠入口2、主反应通道3和纳米硫酸钡出口4；所述主反应通道3中设置有混合模块5；所述混合模块5由多块反应通道层6相互紧靠组成，形成多层结构，每一块所述反应通道层6的两面都布满倾斜的反应槽7，致使每一块所述反应通道层6的横截面都为上下起伏的线形；每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7呈角度交叉设置，形成交错的混合反应通道。
优选的，所述每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7为方向相反的45度角交叉设置。
进一步的，所述上下起伏的线形为方向相反的折线交替组成的锯齿形。
进一步的，所述上下起伏的线形为方向相反的弧形交替组成的波浪形。
进一步的，所述混合模块5整体为圆柱体或者立方体。
混合模块5整体的形状要与主反应通道3内腔的形状相适应，混合模块5整体要填满主反应通道3的一段内腔。
进一步的，所述主反应通道3的一端为所述硫酸钠入口2，另一端为纳米硫酸钡出口4，所述氯化钡入口1设置在靠近所述硫酸钠入口2的所述主反应通道3的侧壁上，与所述主反应通道3垂直。
实施例4
一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：包括氯化钡入口1、硫酸钠入口2、主反应通道3和纳米硫酸钡出口4；所述主反应通道3中设置有混合模块5；所述混合模块5由多块反应通道层6相互紧靠组成，形成多层结构，每一块所述反应通道层6的两面都布满倾斜的反应槽7，致使每一块所述反应通道层6的横截面都为上下起伏的线形；每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7呈角度交叉设置，形成交错的混合反应通道。
优选的，所述每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7为方向相反的45度角交叉设置。
进一步的，所述主反应通道3的一端为所述硫酸钠入口2，另一端为纳米硫酸钡出口4，所述氯化钡入口1设置在靠近所述硫酸钠入口2的所述主反应通道3的侧壁上，与所述主反应通道3垂直。
更进一步的，所述氯化钡入口1伸入所述主反应通道3，所述氯化钡入口1在所述主反应通道3中的开口所在的面倾斜，开口所在的面朝向所述混合模块5。
实施例5
一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：包括氯化钡入口1、硫酸钠入口2、主反应通道3和纳米硫酸钡出口4；所述主反应通道3中设置有混合模块5；所述混合模块5由多块反应通道层6相互紧靠组成，形成多层结构，每一块所述反应通道层6的两面都布满倾斜的反应槽7，致使每一块所述反应通道层6的横截面都为上下起伏的线形；每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7呈角度交叉设置，形成交错的混合反应通道。
优选的，所述每相邻两块反应通道层6各自的反应槽7为方向相反的45度角交叉设置。
进一步的，所述主反应通道3的一端为所述硫酸钠入口2，另一端为纳米硫酸钡出口4，所述氯化钡入口1设置在靠近所述硫酸钠入口2的所述主反应通道3的侧壁上，与所述主反应通道3垂直。
更进一步的，所述混合模块5中的每一块反应通道层6的顶部和底部组成的面分别朝向所述硫酸钠入口2和所述纳米硫酸钡出口4。
Claims (8)
1.一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：包括氯化钡入口（1）、硫酸钠入口（2）、主反应通道（3）和纳米硫酸钡出口（4）；所述主反应通道（3）中设置有混合模块（5）；所述混合模块（5）由多块反应通道层（6）相互紧靠组成，形成多层结构，每一块所述反应通道层（6）的两面都布满倾斜的反应槽（7），致使每一块所述反应通道层（6）的横截面都为上下起伏的线形；每相邻两块反应通道层（6）各自的反应槽（7）呈角度交叉设置，形成交错的混合反应通道。
2.根据权利要求1所述的一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：所述每相邻两块反应通道层（6）各自的反应槽（7）为方向相反的45度角交叉设置。
3.根据权利要求1或2所述的一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：所述上下起伏的线形为方向相反的折线交替组成的锯齿形。
4.根据权利要求1或2所述的一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：所述上下起伏的线形为方向相反的弧形交替组成的波浪形。
5.根据权利要求1或2所述的一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：所述混合模块（5）整体为圆柱体或者立方体。
6.根据权利要求1或2所述的一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：所述主反应通道（3）的一端为所述硫酸钠入口（2），另一端为纳米硫酸钡出口（4），所述氯化钡入口（1）设置在靠近所述硫酸钠入口（2）的所述主反应通道（3）的侧壁上，与所述主反应通道（3）垂直。
7.根据权利要求6所述的一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：所述氯化钡入口（1）伸入所述主反应通道（3），所述氯化钡入口（1）在所述主反应通道（3）中的开口所在的面倾斜，开口所在的面朝向所述混合模块（5）。
8.根据权利要求6所述的一种用于生产纳米硫酸钡的微反应器，其特征在于：所述混合模块（5）中的每一块反应通道层（6）的顶部和底部组成的面分别朝向所述硫酸钠入口（2）和所述纳米硫酸钡出口（4）。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20171117 |