CN111715163B - 连续进料、出料的反应系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种连续进料、出料的反应系统，包括，反应釜本体、搅拌机构、进液机构以及辅助平衡装置，所述辅助平衡装置包括装置本体，所述装置本体设有进水口和出水口，所述进水口连通于所述反应釜本体的所述空腔，用于向所述装置本体输送所述反应釜本体内反应完成后的混合液体；所述出水口设于所述装置本体顶部。本发明保证物料得到充分反应，更精确和稳定地控制反应过程、并且能够连续进料，连续出料，从而提升固液比和生产效率，减少能耗。

Description

连续进料、出料的反应系统

技术领域

本发明属于化工设备领域，具体涉及一种连续进料、出料的反应系统。

背景技术

工厂从线路板企业拉回来含金属离子的废液，然后将含金属离子的废液倒入反应釜中，通过反应生成结晶产品。其中反应釜是一种典型的反应设备，作用是通过对参加反应的物料充分搅拌，使物料混合均匀。现有反应釜多属于间歇操作设备，其是间歇性的作业，受容积限制，只能进定量的废液，每次每釜的反应彻底后，得到结晶产品，然后再进行下一釜的反应。由于采用间歇性作业，使反应后液体多、结晶体少（固液比低），导致工作效率比较低。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术存在的不足，本发明提供一种连续进料、出料的反应系统，其能实现原料在进料时就得到充分混合，充分搅拌，保证物料得到充分反应，并且能够连续进料，连续出料，反应后液体少、结晶体多（固液比高），使得排液时间短、工作效率高并且能减少能耗。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：连续进料、出料的反应系统，包括反应釜本体，所述反应釜本体内形成空腔，所述空腔内设有搅拌桨；搅拌电机，所述搅拌电机设于所述反应釜本体的上方，所述搅拌电机用于连接和驱动所述空腔内的搅拌杆，所述搅拌杆与所述搅拌桨连接；多个间隔设置的第一类进入管和第二类进入管设置在所述反应釜本体顶部，所述第一类进入管和第二类进入管分别开有多个连通于所述反应釜本体的所述空腔的滴液孔；以及辅助平衡装置，所述辅助平衡装置包括装置本体，所述装置本体设有进水口和出水口，所述进水口连通于所述反应釜本体的所述空腔，用于向所述装置本体输送所述反应釜本体内反应完成后的混合液体；所述出水口设于所述装置本体顶部。

在其中一个实施例中，所述反应釜本体顶部设有圆形盖板，多个所述第一类进入管和所述第二类进入管间隔设置在所述圆形盖板上，多个所述第一类进入管与进液管道连通，多个第二类进入管与另一进液管道连通，所述圆形盖板开有与所述进液管道连通的进液孔。

在其中一个实施例中，多个所述第一类进入管和所述第二类进入管遍布在所述圆形盖板上，与圆形盖板的中心距离较大的所述第一类进入管/所述第二类进入管长度较短，与圆形盖板的中心距离较小的所述第一类进入管/所述第二类进入管长度较长。

在其中一个实施例中，所述连续进料、出料的反应系统还包括酸性液储槽和酸性液加药泵、碱性液储槽和碱性液加药泵，所述进液孔包括进碱孔和进酸孔，所述酸性液储槽与所述酸性液加药泵之间、所述碱性液储槽和所述碱性液加药泵之间、所述酸性液加药泵与所述进酸孔之间以及所述碱性液加药泵与所述进碱孔之间分别通过外接管道连接，所述外接管道为PP材质或PVC材质。

在其中一个实施例中，所述滴液孔为圆形，直径为0.1mm-20.0mm。

在其中一个实施例中，所述辅助平衡装置还包括反馈设备，所述反馈设备包括检测池、检测机构、清洁机构和PLC，其中，所述检测池与所述出水口连通，所述检测机构用于检测所述检测池中的废液，所述清洁机构用于清洁所述检测机构，所述PLC根据所述检测机构的检测结果控制所述第一类进入管和第二类进入管的进液量。

在其中一个实施例中，所述检测池设有废液引入管道，以连通所述出水口连通，还设有废液排出管道，以排出检测后的废液；所述检测机构包括伸入所述检测池的探头以及探头运转装置，所述探头转动连接所述探头运转装置。

在其中一个实施例中，所述检测池还设有温度检测器和降温阀门，所述温度检测器检测检测池温度高于预设值时，所述降温阀门打开以引入降温材料。

在其中一个实施例中，在所述装置本体内部设有至少两组所述物料挡板，所述至少两组所述物料挡板位于不同高度，每组所述物料挡板倾斜并呈轴对称设置。

在其中一个实施例中，所述辅助平衡装置还包括第二布液器，至少一个所述第二布液器设置在所述装置本体内部上方，并设有至少一个孔。

在其中一个实施例中，所述搅拌桨通过安装套设置在所述搅拌杆上。

在其中一个实施例中，所述搅拌杆上设有至少两套搅拌桨，每套搅拌桨中的桨叶倾斜一特定角度设置，且相邻每套搅拌桨之间的倾斜角度相反，特定角度为30°—45°。

综上所述，本发明相比于现有技术具有以下有益效果：

（1）本发明通过特殊设计，使碱性液和酸性液的进液流量控制更加精细，第一类进入管和第二类进入管分布在整个反应釜上端，进液面积覆盖整个反应釜，实现了进液分布面积加大，更加均匀，做到反应更加迅速及充分，大幅度提高效率和产品质量。

（2）本发明辅助平衡装置的设计使设备能够在物料反应完全的情况下不断排出反应后的混合液体，并不断调料、不断出料，实现连续生产的目的。同时辅助平衡装置中的物料挡板设计亦能有效降低产品的损耗流失。

（3）本发明在搅拌杆上安装了至少2套桨叶，桨叶角度采用了30-45度之间，让物料充分搅拌，并且形成上下翻滚的效果，反应更有效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实施例公开的反应釜本体结构示意图；

图2是本实施例公开的辅助平衡装置正视图；

图3是本实施例公开的辅助平衡装置侧视图；

图4是本实施例公开的加料系统俯视图；

图5是本实施例公开的搅拌桨结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“底面”和“顶面”、“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

参见图1、5，连续进料、出料的反应系统包括反应釜本体1和辅助平衡装置2。反应釜本体1为物料反应提供反应空间，根据反应物料性质和反应条件不同，釜体的材料一般为碳钢、不锈钢、玻璃钢、搪瓷，其直径和高度由生产能力和反应情况决定，此处不作限定。反应釜本体1上方设置搅拌电机11，反应釜本体1和搅拌电机11之间可选地设置减速机以增大搅拌电机11的输出扭矩。搅拌电机11连接和驱动反应釜本体1空腔内的搅拌杆旋转，搅拌杆与搅拌桨12连接。搅拌杆上设置至少两套搅拌桨12，搅拌桨12使反应物料混合均匀，搅拌桨12的桨叶18相对水平面倾斜一特定角度，如30°—45°设置，且相邻每套搅拌桨12之间的倾斜角度相反，具体地，如上方的搅拌桨12的桨叶18相对水平面倾斜的角度为40°，则下方的搅拌桨12的桨叶18相对水平面倾斜的角度为-40°。搅拌桨12的上述特殊设计能让物料产生涡流的同时实现上下翻滚，充分的搅拌均匀。搅拌桨12还可通过安装套19设置在搅拌电机11的搅拌杆上。进一步地为了加强传热速度，反应釜本体内可设有换热装置，换热装置为钛盘管，钛盘管以蛇形环绕式设置，钛盘管的使用可以保证物料反应所需的温度，且温度分布均匀；或者，换热装置为双层夹套

参见图1、4，反应釜本体1顶部设置第一布液器13，第一布液器13中设有多个间隔设置的第一类进入管14和第二类进入管15。第一类进入管14和第二类进入管15通入的物质包括但不限于含铜酸性溶液和含铜碱性溶液，具体地，上述含铜碱性溶液可包括碱性含铜废液和氨水，含铜酸性溶液可包括酸性含铜废液和碳酸钠，即由碱性、酸性含铜废液作为主体，混合其他液体而组成，此处不作限定。第一类进入管14和第二类进入管15的间隔设置，而第一布液器13分布在整个反应釜上端、进液面积覆盖整个反应釜，实现了进液分布面积加大，更加均匀，做到反应更加迅速及充分，大幅度提高效率和产品质量，第一类进入管14和第二类进入管15分别开有多个滴液孔，用于雨滴式进液。滴液孔的数量根据每条管道的长短和开孔大小决定，其中滴液孔的孔径大小、各个孔之间的间距，均可根据不同的生产情况所进行调整，如滴液孔为圆形，直径为0.1mm-20.0mm。

参见图4，为了加强反应釜本体1的密封性，保证反应条件稳定，反应釜本体1顶部可进一步盖设一圆形盖板17，第一布液器13固定连接在圆形盖板17的正下方，由此第一布液器13中的多个第一类进入管14和第二类进入管15亦间隔设置在圆形盖板17上。需要说明的是，传统的加料设计，溶液通过简单的单根第一类进入管14和酸性液管泵入反应釜体内，而本发明的第一布液器13中的多个第一类进入管14和第二类进入管15间隔设置且具有不同长度。具体地，假设圆形盖板17为一个圆，则各个第一类进入管14和第二类进入管15对应不同长度的弦长：距离圆心较大的第一类进入管14/第二类进入管15则较短；距离圆心较小的第一类进入管14/第二类进入管15则较长。而由图4可进一步得知，多个第一类进入管14通过纵向的进液管道30连接，多个第二类进入管15通过另一纵向的进液管道30连接。圆形盖板17开有与进液管道30连通的进液孔16，以供酸性液或碱性液进入进液管道30。由此可见，第一类进入管14/第二类进入管15长度不同且间隔设置，能尽可能地在圆形盖板17的下表面设置最多的第一类进入管14/第二类进入管15数量，使酸碱进液分布在整个反应釜本体1内部，进一步保证了进液分布面积加大，更加均匀，相比现有技术的粗放性进料，做到反应更加迅速及充分，大幅度提高效率和产品质量。

本发明的连续进料、出料的反应系统还包括酸性液储槽和酸性液加药泵、碱性液储槽和碱性液加药泵，进液孔16分为进酸孔和进碱孔。酸性液储槽与酸性液加药泵之间、碱性液储槽和碱性液加药泵之间、碱性液加药泵与进碱孔之间、酸性液加药泵与进酸孔之间分别通过外接管道连接，外接管道为PP材质或PVC材质。在实际工作过程中，酸性液储槽和碱性液储槽通过分别设置的酸性液加药泵和碱性液加药泵切换相关阀门控制流向和进液流量的大小，从而传送到需要进液的反应釜本体1中。

参见图2、3，辅助平衡装置2包括装置本体21，装置本体21通过进水口22与反应釜本体1连通，装置本体21顶部开有出水口23。反应完成后的混合液体从反应釜本体1内通过与装置本体21连接的进水口22进入装置本体21，随着混合液体的不断进入，混合液体在装置本体21中的液面不断上升，最后通过装置本体21顶部的出水口23排出。因此，通过不断排出反应完成后的混合液体，使整套设备能不断进行反应，连续进料和连续产出产品，相比现有需间隔反应导致只能间隔产出产品的设备，能有效地提高生产效率。进一步地，装置本体21内部设有至少两组物料挡板24，在实际生产过程中，混合液体在反应完成后，仍然会夹带部分反应后的产品流入装置本体21。物料挡板24能有效降低产品的损耗流失，且能同时起到支撑和加强装置本体21内部强度的作用。至少两组物料挡板24位于不同高度，每组物料挡板24有至少两个，如在装置本体21内部靠下部位置，每组物料挡板24有两个，每个物料挡板24之间距离为D1；在装置本体21内部靠中部位置，每组物料挡板24有两个，每个物料挡板24之间距离为D2；在装置本体21内部靠上部位置，每组物料挡板24有四个，每个物料挡板24之间距离为D3，其中D1≤D2≤D3。具体地，每个物料挡板24为从上到下、由外到内的倾斜方式设置，因此每组物料挡板24呈轴对称设置。另外，辅助平衡装置2还包括第二布液器25，至少一个第二布液器25设置在装置本体21内部上方，并设有至少一个孔。第二布液器25用于副槽溢流，将从反应釜流到副槽的液体，经过物料挡板阻挡下绝大部分的物料后，经过进一步过滤的混合液体从第二布液器中流出。本发明的连续进料、出料的反应系统，通过辅助平衡装置的溢流达到进出平衡，使反应釜的液位保持基本不变。此外，还可根据装置本体21内部的液位高低以及溢流液浑浊和清澈程度控制反应釜的进料速度，使反应更加有序和连续。

辅助平衡装置2还包括反馈设备，反馈设备包括检测池、检测机构、清洁机构和PLC，其中，检测池设有废液引入管道和废液排出管道，检测池通过废液引入管道与出水口23连通，反应完成后的废液从装置本体21的出水口23排出后进入检测池。检测机构用于检测检测池中的废液，检测机构设置有检测废液PH值的探头，探头在工作时伸入检测池中与废液接触，检测机构进一步设置有驱动探头的探头运转装置，探头转动与探头运转装置转动连接。 PLC根据检测机构的检测结果控制酸性液加药泵和碱性液加药泵切换相关阀门，从而控制流向和第一类进入管14和第二类进入管15进液流量的大小。当检测完成后，检测池通过废液排出管道排出检测后的废液，探头上升离开检测池，通过探头运转装置驱动从而转动一定角度后伸入清洁机构中的清洁器，清洁液通过清洁器引入管道进入清洁器以清洗探头，清洗完成后通过清洁器排出管道排出。另外，由于检测的废液温度较高，反馈设备中还可以进一步设置降温装置，具体地，降温装置可采用风扇保证机器设备的正常使用，另外，当温度到达反馈设备内部设定的温度，会报警提示，以免损坏设备。检测池还设有温度检测器和降温阀门，温度检测器检测检测池温度高于预设值时，降温阀门打开以引入降温材料。

具体工作过程如下：

含铜酸性溶液和含铜碱性溶液通过进入位于反应釜本体1顶部的进液管道30后，由于第二类进入管15和第一类进入管14与不同的进液管道30连通，因此含铜酸性溶液和含铜碱性溶液分别进入第一布液器13中的第二类进入管15和第一类进入管14，然后通过第一类进入管14和第二类进入管15上开有的多个滴液孔以雨滴式进料方式滴入反应釜本体1。反应釜本体1空腔中的搅拌桨12由搅拌电机11驱动旋转，使反应物料混合均匀进行反应。在反应时含有物料的液体通过进水口22进入装置本体21，最后通过装置本体21顶部的出水口23排出。

当中的第一布液器13具有间隔设置的第一类进入管14和第二类进入管15，使碱性液和酸性液的进液流量控制更加精细，第一布液器13分布在整个反应釜上端，进液面积覆盖整个反应釜，实现了进液分布面积加大，更加均匀，做到反应更加迅速及充分，大幅度提高效率和产品质量。辅助平衡装置2的设计使设备能够在物料反应完全的情况下不断排出反应后的混合液体，并不断调料、不断出料，实现连续生产的目的。

为了进一步使反应过程可控，通过装置本体21顶部的出水口23排出的废液进入反馈设备的检测池中，此时探头伸入检测池进行工作，检测废液的PH值，当探头检测到废液的PH值不满足预设值时，通过PLC计算，并控制酸性液加药泵和碱性液加药泵切换相关阀门，从而控制流向和第一类进入管14和第二类进入管15进液流量的大小，直至废液的PH值满足预设值。在反应完成后，探头将运转到清洁器中清洗，清洗干净后返回到检测池等待。检测池中的温度检测器检测到检测池温度高于预设值时，降温阀门打开以引入降温材料使反应池降温，检测池温度满足预设值时，降温阀门关闭。

本发明还在搅拌杆上安装了至少两套桨叶18，桨叶18角度采用了30-45度之间，让物料充分搅拌，并且形成上下翻滚的效果，反应更有效率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (14)

1.一种连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述连续进料、出料的反应系统用于反应后的产品包括结晶体的反应过程，所述连续进料、出料的反应系统包括：

反应釜本体，所述反应釜本体内形成空腔，所述空腔内设有搅拌桨，搅拌电机设于所述反应釜本体的上方，所述搅拌电机用于连接和驱动所述空腔内的搅拌杆，所述搅拌杆与所述搅拌桨连接；

多个间隔设置的第一类进入管和第二类进入管设置在所述反应釜本体顶部，所述第一类进入管和第二类进入管分别开有多个连通于所述反应釜本体的所述空腔的滴液孔；以及

辅助平衡装置，所述辅助平衡装置包括装置本体，所述装置本体具有容纳腔，所述容纳腔用于容纳所述反应釜本体内反应完成后的混合液体，所述装置本体设有进水口和出水口，所述进水口和所述出水口连通于所述容纳腔，所述进水口连通于所述反应釜本体的所述空腔，用于向所述装置本体的所述容纳腔输送所述反应釜本体内反应完成后的混合液体；所述出水口设于所述装置本体顶部。

2.根据权利要求1所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述反应釜本体顶部设有圆形盖板，多个所述第一类进入管和所述第二类进入管间隔设置在所述圆形盖板上，多个所述第一类进入管与进液管道连通，多个第二类进入管与另一进液管道连通，所述圆形盖板开有与所述进液管道连通的进液孔。

3.根据权利要求2所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，多个所述第一类进入管和所述第二类进入管遍布在所述圆形盖板上，与圆形盖板的中心距离较大的所述第一类进入管/所述第二类进入管长度较短，与圆形盖板的中心距离较小的所述第一类进入管/所述第二类进入管长度较长。

4.根据权利要求2所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述连续进料、出料的反应系统还包括酸性液储槽和酸性液加药泵、碱性液储槽和碱性液加药泵，所述进液孔包括进碱孔和进酸孔，所述酸性液储槽与所述酸性液加药泵之间、所述碱性液储槽和所述碱性液加药泵之间、所述酸性液加药泵与所述进酸孔之间以及所述碱性液加药泵与所述进碱孔之间分别通过外接管道连接。

5.根据权利要求1所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述滴液孔为圆孔，直径为0.1mm-20.0mm。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的连续进料、出料的反应系统，所述辅助平衡装置还包括反馈设备，所述反馈设备包括检测池、检测机构、清洁机构和PLC；其中，所述检测池与所述出水口连通，所述检测机构用于检测所述检测池中的废液，所述清洁机构用于清洁所述检测机构，所述PLC根据所述检测机构的检测结果控制所述第一类进入管和第二类进入管的进液量。

7.根据权利要求6所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述检测池设有废液引入管道，以连通所述出水口，还设有废液排出管道，以排出检测后的废液；所述检测机构包括伸入所述检测池的探头以及探头运转装置，所述探头转动连接所述探头运转装置。

8.根据权利要求6所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述检测池还设有温度检测器和控制阀门，通过打开关闭阀门来实现温度的控制，所述温度检测器检测检测池温度高于预设值时，所述控制阀门关闭以阻止加温介质进入。

9.根据权利要求1-5任意一项所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述装置本体内部设有至少两组物料挡板，所述至少两组物料挡板位于不同高度，每组所述物料挡板倾斜且自身呈轴对称设置。

10.根据权利要求9所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述辅助平衡装置还包括至少一个第二布液器，所述至少一个第二布液器设置在所述装置本体内部上方，并设有至少一个孔。

11.根据权利要求1-5任意一项所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述搅拌桨通过安装套设置在所述搅拌杆上。

12.根据权利要求1-5任意一项所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述搅拌杆上设有至少两套搅拌桨，每套搅拌桨中的桨叶相对水平面倾斜一特定角度设置，且相邻每套搅拌桨之间的倾斜角度相反。

13.根据权利要求12所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述特定角度为30°—45°。

14.根据权利要求1-5任意一项所述的连续进料、出料的反应系统，其特征在于，所述反应釜本体内设有换热装置，所述换热装置为钛盘管或双层夹套。

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