CN108745235A - 一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，应用在反应容器领域，包括釜体、夹套、导流筒、气体分布装置、超声换能器和变幅杆；釜体上下两侧分别开设有进料口和出料口，顶部设有排气口；夹套套装在釜体外部，其上下两侧分别设有夹套上口和夹套下口；导流筒设置在釜体内部；气体分布装置包括插入釜体内的气管，与气管导通并伸入导流筒的支管；气管位于釜体外侧部分连接有流量计和开关阀；超声换能器设置在釜体下方外侧；变幅杆与超声换能器连接后伸入导流筒内。本发明通过内环流促进物质交换和能量交换，同时在超声作用下，促进纳米粒子分散，进一步提高反应过程中传质、传热效率的超声分散反应釜。

Description

一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器

技术领域

本发明属于反应容器领域，具体涉及一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器。

背景技术

目前市场上的反应釜大多都是采用密封形式的罐装反应容器。反应釜的加热、冷却一般采用夹套、盘管等结构，反应釜中粒子的分散方法一般采用机械搅拌的形式。在实际使用中发现，仅仅依靠机械搅拌不能得到较好的反应结果，尤其是在直径小于10微米的固体粒子在液体中的分散时，处理时间长，而且分散不均匀。为解决这个问题，很多反应釜采用超声波对反应粒子进行分散，但由于夹套和盘管等传热装置的特定安装要求，使得这些超声装置只能分布在釜的底部或者悬挂在料液体中，这使得超声分布面积大大减小，从而使超声分散效果降低。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，通过内环流促进物质交换和能量交换，同时在超声作用下，促进纳米粒子分散，进一步提高反应过程中传质、传热效率的超声分散反应釜。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，包括釜体、夹套、导流筒、气体分布装置、超声换能器和变幅杆；所述釜体上下两侧分别开设有进料口和出料口，顶部设有排气口；所述夹套套装在釜体外部，且与釜体之间留有一定间隙，其上下两侧分别设有夹套上口和夹套下口；所述导流筒设置在釜体内部；所述气体分布装置包括插入釜体内的气管，与气管导通并伸入导流筒的支管；所述气管位于釜体外侧部分连接有流量计和开关阀；所述超声换能器设置在釜体下方外侧；所述变幅杆与超声换能器连接后伸入导流筒内。

优选的，所述釜体顶部设有视镜灯和手孔。

优选的，所述釜体顶部排气口处设有压力表。

优选的，所述夹套上设有导通至釜体内的温度探头接口。

优选的，所述变幅杆与超声换能器数量为一个。

本发明的有益效果在于：

1.用于纳米粒子的分散，与常规分散器相比，本发明采用气升内环流的形式结合超声换能器和变幅杆产生的超声作用，克服了传统分散器中所出现的纳米粒子团聚的缺陷。

2.可作为非均相三相反应器，通过充入气体，使反应液在釜体内部不断湍动，这使得反应物能够充分接触，促进反应的进行。而结合超声作用，可促进纳米粒子的分散，防止团聚。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明整体结构示意图。

附图中标记如下：釜体1、进料口11、出料口12、排气口13、视镜灯14、手孔15、夹套2、夹套上口21、夹套下口22、温度探头接口23、导流筒3、气体分布装置4、气管41、支管42、流量计43、开关阀44、超声换能器5、变幅杆6。

具体实施方式

下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。

如图1，一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，包括釜体1、夹套2、导流筒3、气体分布装置4、超声换能器5和变幅杆6；所述釜体1上下两侧分别开设有进料口11和出料口12，顶部设有排气口13；所述夹套2套装在釜体1外部，且与釜体1之间留有一定间隙，其上下两侧分别设有夹套上口21和夹套下口22；所述导流筒3设置在釜体1内部；所述气体分布装置4包括插入釜体1内的气管41，与气管41导通并伸入导流筒3的支管42；所述气管41位于釜体1外侧部分连接有流量计43和开关阀44；所述超声换能器5设置在釜体1下方外侧；所述变幅杆6与超声换能器5连接后伸入导流筒3内。

工作原理：由进料口11加入料液，料液流入釜体1内；往夹套2的夹套上口21加入换热物质促进换热；通过流量计43和开关阀44控制气体分布装置4通入导流筒3内的气流量，通入的气体逆流向上，与料液接触后进入釜内，在分布装置4处分散成众多气泡，强制釜体1内的料液在导流筒3的作用下不断湍动，形成内环流，提高液体的分散作用，增大接触面积，使料液釜内各物质充分进行接触，以提高传热效率。同时在超声换能器5和变幅杆6产生的超声作用下，能够给纳米粒子足够的能量，促进了纳米粒子的分散，防止团聚，促进反应液中的纳米粒子的分散，以便反应的进行。实验室，可根据纳米粒子的分散状况和内环流程度，调节开关阀44的开度大小，促进釜内物料的分散、物质交换和能量交换。

本发明的有益效果：1.用于纳米粒子的分散，与常规分散器相比，本发明采用气升内环流的形式结合超声换能器和变幅杆产生的超声作用，克服了传统分散器中所出现的纳米粒子团聚的缺陷；2.可作为非均相三相反应器，通过充入气体，使反应液在釜体内部不断湍动，这使得反应物能够充分接触，促进反应的进行。而结合超声作用，可促进纳米粒子的分散，防止团聚。

进一步的，本实施例采用的釜体1顶部设有视镜灯14和手孔15。通过视镜灯14的照明，可从视镜中观察反应器内纳米粒子的分散状况以及内环流程度。通过手孔15可便于实验人员手或将工具伸入釜体内以便安装、检修。

进一步的，本实施例采用的釜体1顶部排气口13处设有压力表(图中未示出)，可观察釜体1内气压情况。

进一步的，本实施例采用的夹套2上设有导通至釜体1内的温度探头接口23，可通过温度探头接口23接入温度计等温度检测设备观察釜体内料液在换热后的温度。

进一步的，本实施例采用的变幅杆6与超声换能器5数量为一个，本气升式内环流超声纳米粒子分散反应器应用于料液容量100升以下的实验场景。

最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，其特征在于：包括釜体、夹套、导流筒、气体分布装置、超声换能器和变幅杆；所述釜体上下两侧分别开设有进料口和出料口，顶部设有排气口；所述夹套套装在釜体外部，且与釜体之间留有一定间隙，其上下两侧分别设有夹套上口和夹套下口；所述导流筒设置在釜体内部；所述气体分布装置包括插入釜体内的气管，与气管导通并伸入导流筒的支管；所述气管位于釜体外侧部分连接有流量计和开关阀；所述超声换能器设置在釜体下方外侧；所述变幅杆与超声换能器连接后伸入导流筒内。

2.根据权利要求1所述的气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，其特征在于：所述釜体顶部设有视镜灯和手孔。

3.根据权利要求1所述的气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，其特征在于：所述釜体顶部排气口处设有压力表。

4.根据权利要求1所述的气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，其特征在于：所述夹套上设有导通至釜体内的温度探头接口。

5.根据权利要求1所述的气升式内环流超声纳米粒子分散反应器，其特征在于：所述变幅杆与超声换能器数量为一个。