CN111495311B - 一种卧式连续沉淀反应装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种卧式连续沉淀反应装置，包括罐体和安装于罐体两端的端盖，罐体为卧式结构，端盖包括前端盖和后端盖，前端盖设有进料口，后端盖设有出料口，罐体的外周设有加热套，加热套与罐体形成夹层结构，加热套设有加热介质入口和加热介质出口，罐体内交替设有上强化导流板和下强化导流板，上强化导流板和下强化导流板与后端盖侧的水平面夹角呈30~90°，上强化导流板和下强化导流板位于靠近前端盖的面侧设有液流扰动件，上强化导流板的表面、下强化导流板的表面、液流扰动件的表面和罐体的内壁皆覆盖有耐酸层。本发明降低分解过程中的能量消耗，简化分解装置的制造工艺，适用于涉及有污染性气体逸出的反应体系的沉淀反应。

Description

一种卧式连续沉淀反应装置

技术领域

本发明属于化工反应装备领域，尤其涉及一种溶液沉淀结晶过程的卧式连续沉淀反应装置。

背景技术

现有溶液中和沉淀、水解结晶过程的装置多为带有搅拌的单体槽罐或由多个单体槽罐组成的反应装置。在使用过程中涉及有污染性气体逸出的反应体系时，反应装置的搅拌装置与槽罐连接处要求具有较高的密封措施，尤其涉及酸性反应介质，对搅拌桨的耐腐蚀性也有较高的要求，这些要求无形中增加了现有反应装置的制造工艺和制造成本，并大大降低现有反应装置的使用寿命。而且由于搅拌桨与反应介质接触过程中受力较大，如搅拌桨自身的防腐蚀措施处理不当，使用过程中会由于搅拌桨的腐蚀污染装置内整个的反应体系，并最终影响一些材料的沉淀结晶产物质量。此外，搅拌过程的强度控制不当，也会造成溶液沉淀结晶产物颗粒的破碎，不利于粗颗粒产物的形成。

发明内容

发明目的

本发明旨在克服现有技术的不足而提供一种卧式连续沉淀反应装置，能实现无搅拌条件下溶液的沉淀结晶过程，尤其适用于涉及反应过程有污染性气体逸出的连续沉淀反应。

技术方案

一种卧式连续沉淀反应装置，包括罐体和安装于罐体两端的端盖，罐体为卧式结构，端盖包括前端盖和后端盖，前端盖设有进料口，后端盖设有出料口，罐体的外周设有加热套，加热套与罐体形成夹层结构，加热套设有加热介质入口和加热介质出口，罐体内交替设有上强化导流板和下强化导流板，上强化导流板和下强化导流板与后端盖侧的水平面夹角呈30~90°，上强化导流板和下强化导流板位于靠近前端盖的面侧设有液流扰动件，上强化导流板的表面、下强化导流板的表面、液流扰动件的表面和罐体的内壁皆覆盖有耐酸层。

所述罐体的内腔横截面为圆形或椭圆形，横截面长轴直径为500~3000mm，长轴与短轴直径的比为1~1.4，罐体两端的前端盖和后端盖为与罐体匹配的圆形或椭圆形，罐体的长径比为1~20。

每个下强化导流板靠近后端盖的一侧设有防积料板，防积料板的一端连接在下强化导流板的后侧端面，防积料板的另一端连接于罐体的内壁，防积料板的暴露在外的表面设有耐酸层。

进料口的最上端距离罐体的内腔顶部垂直距离为200~400mm，所述出料口的最下端距离罐体的内腔底部垂直距离为200~400mm。

所述耐酸层为聚四氟涂层或耐酸砖堆砌而成的，厚度为0.1~4mm。

所述液流扰动件为条形板交叉的形状，每个交叉的条形板宽度为20~80mm，上下侧交叉角大于等于左右侧的交叉角，左右侧的夹角为20~90°；整体厚度为20~80mm，长度为强化导流板宽度的0.25~0.50倍。

所述罐体内壁位于下强化导流板之间设有液流方向改变凸起，液流方向改变凸起的表面也覆盖有耐酸层，液流方向改变凸起为拱形。

所述上强化导流板为钢板制成的设有内腔的结构，上强化导流板的上侧穿过罐体和加热套并设有开口，上强化导流板是与罐体和加热套焊接在一起的，罐体的内腔、加热套与罐体形成的夹层结构和加热套的外侧是隔绝开的，上强化导流板的内腔插入有测温仪。

距离前端盖最近的上强化导流板的内腔插入有振动探头。

插入有振动探头的上强化导流板其上部设有支撑部，支撑部与加热套的接触面周圈设有凹槽，凹槽内填充有耐高温的密封胶，优选耐高温的硅酮密封胶；插入有振动探头的上强化导流板和罐体的内壁之间连接有一个或多个加强板；液流扰动件靠近前端盖的一侧横向设有多条内凹的半圆扰流槽。

优点及效果

本发明通过上、下强化导流板和液流扰动件实现溶液微区扰动，起到搅拌作用，达到强化溶液连续分解过程的目的。取消了通用分解设备的搅拌装置，可降低分解过程中的能量消耗，简化分解装置的制造工艺。采用该反应装置可实现沉淀、结晶产物的粒度有效控制。本发明适用于涉及有污染性气体逸出的反应体系的沉淀反应，如氨水中和硫酸铝铵溶液沉淀结晶制备粗颗粒氢氧化铝等过程。消除了搅拌桨与槽罐的联接密封问题，可实现溶液连续沉淀结晶获得粗颗粒产品的技术需求。

附图说明

图1为卧式连续沉淀反应装置的结构示意图实施例1；

图2为图1内H-H剖的结构示意图；

图3为前端盖的结构示意图；

图4为后端盖的结构示意图；

图5为液流扰动件的结构正视示意图；

图6为液流扰动件的结构侧视示意图结构1；

图7为液流扰动件的结构侧视示意图结构2；

图8为卧式连续沉淀反应装置的结构示意图实施例2；

图9为图8内A处的结构示意图；

图10为卧式连续沉淀反应装置的结构示意图实施例3；

图11为图10内B处的结构示意图。

附图标记说明：1.罐体、2.加热套、3.前端盖、4.后端盖、5.进料口、6.出料口、7.加热介质入口、8.加热介质出口、9.耐酸层、10.上强化导流板、11.液流扰动件、12.防积料板、13.下强化导流板、14.测温仪、15.振动探头、16.液流方向改变凸起、17.支撑部、18.密封胶、19.加强板、20.半圆扰流槽。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明的技术方案进行进一步详细地说明，本发明所述的技术特征或连接关系没有进行详细描述的部分均为采用的现有技术。

实施例1

如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种卧式连续沉淀反应装置，包括罐体1和螺栓安装于罐体1两端的端盖，罐体1为卧式结构，端盖包括前端盖3和后端盖4，前端盖3设有进料口5，后端盖4设有出料口6，罐体1的外周焊接设有加热套2，加热套2与罐体1形成夹层结构，夹层用于通入加热介质，以对罐体内物料进行加热，加热套2设有加热介质入口7和加热介质出口8，罐体1的内腔横截面为圆形或椭圆形，横截面长轴直径为500~3000mm，长轴与短轴直径的比为1~1.4，罐体1两端的前端盖3和后端盖4为与罐体匹配的圆形或椭圆形，罐体1的长径比为1~20。进料口5的最上端距离罐体1的内腔顶部垂直距离为200~400mm，所述出料口6的最下端距离罐体1的内腔底部垂直距离为200~400mm。罐体1内交替设有将正好内腔一半的上半部完全遮挡的上强化导流板10和将少于内腔一半的下部完全遮挡的下强化导流板13，导流板10与罐体1是焊接固定的，上强化导流板10和下强化导流板13与后端盖4侧的水平面夹角呈30~90°，上强化导流板10和下强化导流板13位于靠近前端盖3的面侧焊接设有液流扰动件11，上强化导流板10的表面、下强化导流板13的表面、液流扰动件11的表面和罐体1的内壁皆覆盖有耐酸层9。耐酸层9为聚四氟涂层或耐酸砖堆砌而成的，厚度为0.1~4mm。当使用耐酸砖时，耐酸砖为单层贴面，粘结剂为耐酸泥浆。每个下强化导流板13靠近后端盖4的一侧设有防积料板12，防积料板12的一端焊接连接在下强化导流板13的后侧端面，防积料板12的另一端焊接连接于罐体1的内壁，防积料板12的暴露在外的表面设有耐酸层9。上强化导流板10和下强化导流板13为4~10mm厚度的钢板制成的，防积料板12为4~10mm厚度的钢板，防积料板12的宽度与下强化导流板13的宽度相等，防积料板12的最高点低于液流扰动件11的最低点，防积料板12与后端盖4侧的水平面夹角呈90°~150°。相邻的上强化导流板10与罐体1内壁焊接处的距离为罐体1内最宽处宽度的0.6~1.0倍，相邻的下强化导流板13与罐体1内壁焊接处的距离为下强化导流板13最宽处宽度的0.6~1.0倍。液流扰动件为条形板交叉的形状，每个交叉的条形板宽度为20~80mm，上下侧交叉角大于等于左右侧的交叉角，左右侧的夹角为20~90°；整体厚度为20~80mm，长度为强化导流板宽度的0.25~0.50倍。

如图7所示，液流扰动件11靠近前端盖3的一侧横向还可以设有多条内凹的半圆扰流槽20，半圆扰流槽20形成了一组微扰流结构，有助于促进颗粒间的接触，从而实现颗粒的附聚长大。

卧式连续沉淀反应装置使用时，加热套2内通入加热介质，温度为小于等于150℃。通过进料口5进料，通过罐体1内的上强化导流板10和下强化导流板13以及液流扰动件11的导流与扰动后，最后充分反应后的料浆从出料口6排出。

实施例2

如图8、图9、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种卧式连续沉淀反应装置，包括罐体1和螺栓安装于罐体1两端的端盖，罐体1为卧式结构，端盖包括前端盖3和后端盖4，前端盖3设有进料口5，后端盖4设有出料口6，罐体1的外周焊接设有加热套2，加热套2与罐体1形成夹层结构，夹层用于通入加热介质，以对罐体内物料进行加热，加热套2设有加热介质入口7和加热介质出口8，罐体1的内腔横截面为圆形或椭圆形，横截面长轴直径为500~3000mm，长轴与短轴直径的比为1~1.4，罐体1两端的前端盖3和后端盖4为与罐体匹配的圆形或椭圆形，罐体1的长径比为1~20。进料口5的最上端距离罐体1的内腔顶部垂直距离为200~400mm，所述出料口6的最下端距离罐体1的内腔底部垂直距离为200~400mm。罐体1内交替设有将正好内腔一半的上半部完全遮挡的上强化导流板10和将少于内腔一半的下部完全遮挡的下强化导流板13，导流板10与罐体1是焊接固定的，上强化导流板10和下强化导流板13与后端盖4侧的水平面夹角呈30~90°，上强化导流板10和下强化导流板13位于靠近前端盖3的面侧焊接设有液流扰动件11，上强化导流板10的表面、下强化导流板13的表面、液流扰动件11的表面和罐体1的内壁皆覆盖有耐酸层9。耐酸层9为聚四氟涂层或耐酸砖堆砌而成的，厚度为0.1~4mm。当使用耐酸砖时，耐酸砖为单层贴面，粘结剂为耐酸泥浆。每个下强化导流板13靠近后端盖4的一侧设有防积料板12，防积料板12的一端焊接连接在下强化导流板13的后侧端面，防积料板12的另一端焊接连接于罐体1的内壁，防积料板12的暴露在外的表面设有耐酸层9。上强化导流板10和下强化导流板13为4~10mm厚度的钢板制成的，防积料板12为4~10mm厚度的钢板，防积料板12的宽度与下强化导流板13的宽度相等，防积料板12的最高点低于液流扰动件11的最低点，防积料板12与后端盖4侧的水平面夹角呈90°~150°。相邻的上强化导流板10与罐体1内壁焊接处的距离为罐体1内最宽处宽度的0.6~1.0倍，相邻的下强化导流板13与罐体1内壁焊接处的距离为下强化导流板13最宽处宽度的0.6~1.0倍。液流扰动件为条形板交叉的形状，每个交叉的条形板宽度为20~80mm，上下侧交叉角大于等于左右侧的交叉角，左右侧的夹角为20~90°；整体厚度为20~80mm，长度为强化导流板宽度的0.25~0.50倍。上强化导流板10为钢板制成的设有内腔的结构，上强化导流板10的上侧穿过罐体1和加热套2并设有开口，上强化导流板10是与罐体1和加热套2焊接在一起的，罐体1的内腔、加热套2与罐体1形成的夹层结构和加热套2的外侧是隔绝开的，上强化导流板10的内腔插入有测温仪14。多个测温仪14可以保证监控到罐体内侧的温度，进而调节加热介质的通入量或调节进料口5的进料速度来控制内部的反应温度。

实施例3

如图10、图11、图2、图3、图4、图5和图6所示，一种卧式连续沉淀反应装置，包括罐体1和螺栓安装于罐体1两端的端盖，罐体1为卧式结构，端盖包括前端盖3和后端盖4，前端盖3设有进料口5，后端盖4设有出料口6，罐体1的外周焊接设有加热套2，加热套2与罐体1形成夹层结构，夹层用于通入加热介质，以对罐体内物料进行加热，加热套2设有加热介质入口7和加热介质出口8，罐体1的内腔横截面为圆形或椭圆形，横截面长轴直径为500~3000mm，长轴与短轴直径的比为1~1.4，罐体1两端的前端盖3和后端盖4为与罐体匹配的圆形或椭圆形，罐体1的长径比为1~20。进料口5的最上端距离罐体1的内腔顶部垂直距离为200~400mm，所述出料口6的最下端距离罐体1的内腔底部垂直距离为200~400mm。罐体1内交替设有将正好内腔一半的上半部完全遮挡的上强化导流板10和将少于内腔一半的下部完全遮挡的下强化导流板13，导流板10与罐体1是焊接固定的，上强化导流板10和下强化导流板13与后端盖4侧的水平面夹角呈30~90°，上强化导流板10和下强化导流板13位于靠近前端盖3的面侧焊接设有液流扰动件11，上强化导流板10的表面、下强化导流板13的表面、液流扰动件11的表面和罐体1的内壁皆覆盖有耐酸层9。耐酸层9为聚四氟涂层或耐酸砖堆砌而成的，厚度为0.1~4mm。当使用耐酸砖时，耐酸砖为单层贴面，粘结剂为耐酸泥浆。每个下强化导流板13靠近后端盖4的一侧设有防积料板12，防积料板12的一端焊接连接在下强化导流板13的后侧端面，防积料板12的另一端焊接连接于罐体1的内壁，防积料板12的暴露在外的表面设有耐酸层9。上强化导流板10和下强化导流板13为4~10mm厚度的钢板制成的，防积料板12为4~10mm厚度的钢板，防积料板12的宽度与下强化导流板13的宽度相等，防积料板12的最高点低于液流扰动件11的最低点，防积料板12与后端盖4侧的水平面夹角呈90°~150°。相邻的上强化导流板10与罐体1内壁焊接处的距离为罐体1内最宽处宽度的0.6~1.0倍，相邻的下强化导流板13与罐体1内壁焊接处的距离为下强化导流板13最宽处宽度的0.6~1.0倍。液流扰动件为条形板交叉的形状，每个交叉的条形板宽度为20~80mm，上下侧交叉角大于等于左右侧的交叉角，左右侧的夹角为20~90°；整体厚度为20~80mm，长度为强化导流板宽度的0.25~0.50倍。上强化导流板10为钢板制成的设有内腔的结构，上强化导流板10的上侧穿过罐体1和加热套2并设有开口，上强化导流板10是与罐体1和加热套2焊接在一起的，罐体1的内腔、加热套2与罐体1形成的夹层结构和加热套2的外侧是隔绝开的，从靠近前端盖3计数，第二个上强化导流板10及之后的上强化导流板10的内腔插入有测温仪14。多个测温仪14可以保证监控到罐体内侧的温度，进而调节加热介质的通入量或调节进料口5的进料速度来控制内部的反应温度。距离前端盖3最近的上强化导流板10的内腔插入有振动探头15，优选使用超声波振动发生器，振动探头15可通过带动其插入的上强化导流板10振动，进而强化罐体1内液体流动起到搅拌作用，另外，超声场还可改变罐体内液体沉淀结晶的途径，产生奇异化作用，改善产品的质量和产量。插入有振动探头15的上强化导流板10其上部设有支撑部17，支撑部17与加热套2的接触面周圈设有凹槽，凹槽内填充有耐高温的密封胶18，优选耐高温的硅酮密封胶；插入有振动探头15的上强化导流板10和罐体1的内壁之间焊接连接有一个或多个加强板19。

优选的，罐体1内壁位于下强化导流板13之间焊接设有液流方向改变凸起16，液流方向改变凸起16的表面也覆盖有耐酸层9，液流方向改变凸起16为拱形，优选为半圆形。

可以理解地是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，这里无法对所有的实施方式予以穷举，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种卧式连续沉淀反应装置，包括罐体（1）和安装于罐体（1）两端的端盖，罐体（1）为卧式结构，其特征在于：端盖包括前端盖（3）和后端盖（4），前端盖（3）设有进料口（5），后端盖（4）设有出料口（6），罐体（1）的外周设有加热套（2），加热套（2）与罐体（1）形成夹层结构，加热套（2）设有加热介质入口（7）和加热介质出口（8），罐体（1）内交替设有上强化导流板（10）和下强化导流板（13），上强化导流板（10）和下强化导流板（13）与后端盖（4）侧的水平面夹角呈30~90°，上强化导流板（10）和下强化导流板（13）位于靠近前端盖（3）的面侧设有液流扰动件（11），上强化导流板（10）的表面、下强化导流板（13）的表面、液流扰动件（11）的表面和罐体（1）的内壁皆覆盖有耐酸层（9）；

所述上强化导流板（10）为钢板制成的设有内腔的结构，上强化导流板（10）的上侧穿过罐体（1）和加热套（2）并设有开口，上强化导流板（10）是与罐体（1）和加热套（2）焊接在一起的，罐体（1）的内腔、加热套（2）与罐体（1）形成的夹层结构和加热套（2）的外侧是隔绝开的，上强化导流板（10）的内腔插入有测温仪（14）；

距离前端盖（3）最近的上强化导流板（10）的内腔插入有振动探头（15），振动探头为超声波振动发生器；

插入有振动探头（15）的上强化导流板（10）其上部设有支撑部（17），支撑部（17）与加热套（2）的接触面周圈设有凹槽，凹槽内填充有耐高温的密封胶（18），耐高温的密封胶（18）为耐高温的硅酮密封胶；插入有振动探头（15）的上强化导流板（10）和罐体（1）的内壁之间连接有一个或多个加强板（19）；液流扰动件（11）靠近前端盖（3）的一侧横向设有多条内凹的半圆扰流槽（20）；

本装置用于一种溶液沉淀结晶过程的卧式连续沉淀反应。

2.根据权利要求1所述的卧式连续沉淀反应装置，其特征在于：所述罐体（1）的内腔横截面为圆形或椭圆形，横截面长轴直径为500~3000mm，长轴与短轴直径的比为1~1.4，罐体（1）两端的前端盖（3）和后端盖（4）为与罐体匹配的圆形或椭圆形，罐体（1）的长径比为1~20。

3.根据权利要求1所述的卧式连续沉淀反应装置，其特征在于：每个下强化导流板（13）靠近后端盖（4）的一侧设有防积料板（12），防积料板（12）的一端连接在下强化导流板（13）的后侧端面，防积料板（12）的另一端连接于罐体（1）的内壁，防积料板（12）的暴露在外的表面设有耐酸层（9）。

4.根据权利要求2所述的卧式连续沉淀反应装置，其特征在于：进料口（5）的最上端距离罐体（1）的内腔顶部垂直距离为200~400mm，所述出料口（6）的最下端距离罐体（1）的内腔底部垂直距离为200~400mm。

5.根据权利要求1所述的卧式连续沉淀反应装置，其特征在于：所述耐酸层（9）为聚四氟涂层或耐酸砖堆砌而成的，厚度为0.1~4mm。

6.根据权利要求2所述的卧式连续沉淀反应装置，其特征在于：所述液流扰动件为条形板交叉的形状，每个交叉的条形板宽度为20~80mm，上下侧交叉角大于等于左右侧的交叉角，左右侧的夹角为20~90°；整体厚度为20~80mm，长度为强化导流板宽度的0.25~0.50倍。

7.根据权利要求1所述的卧式连续沉淀反应装置，其特征在于：所述罐体（1）内壁位于下强化导流板（13）之间设有液流方向改变凸起（16），液流方向改变凸起（16）的表面也覆盖有耐酸层（9），液流方向改变凸起（16）为拱形。

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