CN114653306B

CN114653306B - 一种用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜

Info

Publication number: CN114653306B
Application number: CN202210245818.4A
Authority: CN
Inventors: 樊峰鸣; 王彪; 盛谦益; 吴永铃; 吴烈银
Original assignee: Beijing Aoke Ruifeng New Energy Co ltd
Current assignee: Beijing Aoke Ruifeng New Energy Co ltd
Priority date: 2022-03-14
Filing date: 2022-03-14
Publication date: 2023-07-21
Anticipated expiration: 2042-03-14
Also published as: CN114653306A

Abstract

本发明涉及一种中和反应釜，具体地说，涉及一种用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜。其包括反应机构，所述反应机构包括釜体，所述釜体内为中空结构，在其内部形成的中空腔体内填充糠醛溶液，所述釜体的侧壁外围设置有蒸发机构和加碱机构，所述蒸发机构和加碱机构相对设置，用以将经过蒸发机构形成的糠醛流体与加碱机构输出的碱性流体对冲。本发明中通过设置蒸发机构使加热管对糠醛溶液进行加热蒸发，以实现糠醛蒸汽的形成，同时，加碱机构再对碱性溶液雾化得到碱性流体，并使碱性流体与糠醛蒸汽对冲，在此过程中碱性流体就会对糠醛蒸汽进行中和，从而降低糠醛蒸汽的酸性值。

Description

一种用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜

技术领域

本发明涉及一种中和反应釜，具体地说，涉及一种用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜。

背景技术

糠醛是一种有机物，无色透明油状液体，有类似苯甲醛的特殊气味；主要用作工业溶剂，用于制取糠醇、糠酸、四氢呋喃、γ-戊内酯、吡咯、四氢吡咯等。

在糠醛的生产过程中，通常是对玉米芯进行粉碎，然后再高温高压环境下添加稀硫酸进行分解，再对高温高压环境下形成的蒸汽进行冷凝得到粗糠醛，这时的粗糠醛内含有20％左右的酸性物质，所以需要加碱进行中和，中和后再蒸馏；

由此可见在中和的时候需要进行搅拌，以便于碱性溶液与糠醛溶液进行混合，但是此过程中，碱性溶液和糠醛溶液并不是均匀的，所以反应釜内的糠醛溶液局部酸性值得不到中和的，这样在搅拌过程中会对搅拌的工具造成较大的损伤，而且难以控制碱性溶液的加入量，时常导致中和的的不够充分。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，提供了一种用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜，其包括反应机构，所述反应机构包括釜体，所述釜体内为中空结构，在其内部形成的中空腔体内填充糠醛溶液，所述釜体的侧壁外围设置有蒸发机构和加碱机构，所述蒸发机构和加碱机构相对设置，用以将经过蒸发机构形成的糠醛流体与加碱机构输出的碱性流体对冲，其中：

所述釜体内的中间位置设置有混合组件，所述混合组件包括底部具有开口的混合斗，所述混合斗的外设置有连接环，所述连接环与釜体内壁固定连接，所述混合斗与连接环转动连接，所述连接环上以圆心作为阵列点，然后呈环形阵列设置有多个混合件；

所述釜体内靠近顶部的位置设置有电机，所述电机的输出端设置有连接轴，所述连接轴与混合斗连接，用于驱动混合斗进行转动，以产生涡流促进对冲中的糠醛流体与碱性流体充分混合。

作为本技术方案的进一步改进，所述釜体外围侧壁上开设有进料口，所述进料口内设置有进料斗，所述进料斗顶部设置注入口，所述注入口位于釜体的侧壁外。

作为本技术方案的进一步改进，所述蒸发机构包括加热管，所述加热管底部设置有进入管，所述进入管的端部穿过釜体的底壁与中空腔体连通，所述进入管外设置有负压泵，所述加热管的顶部设置有排出管，所述排出管的端部穿过釜体的外围侧壁与中空腔体连通。

作为本技术方案的进一步改进，所述加碱机构包括雾化管，所述雾化管的底部设置有碱液桶，所述碱液桶内填充有碱性溶液，所述雾化管的顶部设置有进雾管，所述进雾管端部穿过釜体外围侧壁与中空腔体连通。

作为本技术方案的进一步改进，所述釜体的侧壁外围还设有冷凝机构，所述冷凝机构包括冷凝管，所述冷凝管的顶部设置有上管道，所述上管道的端部穿过釜体的顶壁与中空腔体连通，所述冷凝管的底部设置有下管道。

作为本技术方案的进一步改进，所述雾化管的底部设置有连接座，所述碱液桶的顶部设置有连接头，所述连接座与连接头螺纹连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述连接轴与混合斗之间通过设置的连接板连接固定，所述连接板呈环形阵列设置有多个。

作为本技术方案的进一步改进，所述混合件包括外部混合板和内部混合板，所述外部混合板设置在混合斗顶部的外侧，所述内部混合板设置在混合斗顶部的内侧，二者直接形成间隙，以供连接板与混合斗进行连接。

作为本技术方案的进一步改进，所述连接板的外壁上向外侧突出设置有多个风力叶。

作为本技术方案的进一步改进，所述釜体内靠近顶部的位置设置有顶盘，所述顶盘的外围侧壁上开设有出气槽，所述出气槽的顶部设置有柔性封板，所述柔性封板的外侧端与顶盘活动连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

1、该用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜中，通过设置蒸发机构使加热管对糠醛溶液进行加热蒸发，以实现糠醛蒸汽的形成，同时，加碱机构再对碱性溶液雾化得到碱性流体，并使碱性流体与糠醛蒸汽对冲，在此过程中碱性流体就会对糠醛蒸汽进行中和，从而降低糠醛蒸汽的酸性值；

在此基础上，混合件扰动气流，使气流在碱性流体与糠醛蒸汽对冲处形成涡流，这样促进二者进行混合，更利于碱性流体与糠醛蒸汽中的酸性流体进行充分中和，而且采用先对冲降低酸性再混合的方式，降低了酸性对混合件的腐蚀。

2、该用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜中，通过设置冷凝机构在碱性流体与糠醛蒸汽对冲对冲时进行收集，在收集过程中也有部分糠醛蒸汽下流与中空腔体内的糠醛溶液混合，这样不仅能够提高中空腔体糠醛溶液中和的效率，还能提高蒸馏后的糠醛溶液收集的效率。

3、该用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜中，连接板的外壁上向外侧突出设置有多个风力叶，在转动时风力叶能够产生一个向下的气流，这样使涡流中的糠醛流体快速下移，以提高循环的速度。

4、该用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜中，电机反向驱动使风力叶产生一个向上的气流将柔性封板吹起，糠醛流体经过吹起形成的缝隙流入上管道，这样向上的风力作用提高糠醛流体上流的速度，而且上流进入上管道的时间也得到控制，使下管道排出蒸馏后的糠醛溶液均不具有酸性。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的蒸发机构结构示意图；

图3为本发明的冷凝机构结构示意图；

图4为本发明的加碱机构结构示意图；

图5为本发明的釜体内部结构剖视图；

图6为本发明的混合组件结构示意图；

图7为本发明的顶盘结构示意图；

图8为本发明的进料斗结构示意图。

图中各个标号意义为：

100、反应机构；110、釜体；111、进料口；112、进料斗；1121、引流管道；113、顶盘；1131、出气槽；1132、柔性封板；120、混合组件；121、连接板；1211、风力叶；122、电机；1221、连接轴；123、连接环；124、混合斗；125、混合件；1251、外部混合板；1252、内部混合板；

200、蒸发机构；210、加热管；220、进入管；221、负压泵；230、排出管；

300、加碱机构；310、雾化管；311、连接座；320、碱液桶；321、连接头；330、进雾管；

400、冷凝机构；410、冷凝管；420、上管道；430、下管道。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1和图2所示，本实施例目的在于，提供了一种用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜，其包括反应机构100，反应机构100包括釜体110，釜体110内为中空结构，在其内部形成的中空腔体内填充糠醛溶液，釜体110的侧壁外围设置有蒸发机构200和加碱机构300，蒸发机构200和加碱机构300相对设置，用以将经过蒸发机构200形成的糠醛流体与加碱机构300输出的碱性流体对冲，另外：

釜体110内的中间位置设置有混合组件120，混合组件120包括底部具有开口的混合斗124，混合斗124的外设置有连接环123，连接环123与釜体110内壁固定连接，混合斗124与连接环123转动连接，连接环123上以圆心作为阵列点，然后呈环形阵列设置有多个混合件125；

釜体110内靠近顶部的位置设置有电机122，电机122的输出端设置有连接轴1221，连接轴1221与混合斗124连接，用于驱动混合斗124进行转动，以产生涡流促进对冲中的糠醛流体与碱性流体充分混合。

工作原理：

请参阅图3-图6所示，首先将糠醛溶液注入釜体110内，具体在釜体110外围侧壁上开设进料口111，进料口111内设置有进料斗112，进料斗112顶部的注入口位于釜体110侧壁外，这样将糠醛溶液倒入注入口内，再经过进料斗112和进料口111流入中空腔体内，倒入后对进料斗112的注入口进行密封；

糠醛溶液倒入后，会存入中空腔体底部，而中空腔体顶部还是预留有空间的，这时候蒸发机构200工作，蒸发机构200包括加热管210，加热管210底部设置有进入管220，进入管220的端部穿过釜体110的底壁与中空腔体连通，进入管220外设置有负压泵221，负压泵221接通电源后产生负压力，使中空腔体底部的糠醛溶液进入到加热管210内，然后经过加热管210加热蒸发形成糠醛蒸汽(即：糠醛流体)，形成的糠醛蒸汽通过加热管210顶部设置的排出管230再流入中空腔体顶部预留的空间内；

与此同时，加碱机构300也是保持工作的，加碱机构300包括雾化管310，雾化管310的底部设置有碱液桶320，碱液桶320内填充有碱性溶液，工作时雾化管310将碱液桶320内的碱性溶液吸出，再经过挤压经过雾化管310内的雾化喷头雾化，得到碱性流体，碱性流体进入到设置在雾化管310顶部的进雾管330内，进雾管330端部穿过釜体110外围侧壁与中空腔体连通，这样喷出的碱性流体与糠醛蒸汽对冲，对冲的时候碱性流体对糠醛蒸汽中的酸性流体进行中和；

在对冲混合基础上，安装在釜体110内的电机122驱动连接轴1221带动混合斗124在连接环123内进行转动，转动过程中混合件125扰动气流，使气流在碱性流体与糠醛蒸汽对冲处形成涡流，这样促进二者进行混合，从而更有利于碱性流体与糠醛蒸汽中的酸性流体进行充分中和，而且对冲后的流体再由混合斗124底部的开口流入糠醛溶液内，使糠醛溶液的酸性值逐渐降低，这样循环几轮下去，中空腔体底部的糠醛溶液就不具有酸性了，从而达到除酸的目的，而且整个过程中无须控制碱性溶液的剂量，只要保证有碱性流体与糠醛流体进行对冲即可。

实施例2

考虑到中和后的糠醛溶液一直与中空腔体内的糠醛溶液混合，虽然能够提高中和的速度，但是随着不断的对冲糠醛溶液已经不具有酸性了，此时又无法进行收集，所以为了提高糠醛生产的效率，本实施例中公开冷凝机构400，请参阅图3所示，釜体110的侧壁外围还设有冷凝机构400，冷凝机构400包括冷凝管410，冷凝管410的顶部设置有上管道420，上管道420的端部穿过釜体110的顶壁与中空腔体连通，冷凝管410的底部设置有下管道430，在碱性流体与糠醛蒸汽对冲的过程中，由于糠醛蒸汽具有较高的温度，所以会上流，上流后进入上管道420内，再经过冷凝管410冷凝形成蒸馏后的糠醛溶液，此时对蒸馏后的糠醛溶液进行收集即可，同时也有部分下流与中空腔体内的糠醛溶液混合，这样不仅能够提高中空腔体糠醛溶液中和的效率，还能提高蒸馏后的糠醛溶液收集的效率。

值得说明的是，上流进入上管道420内的糠醛流体是被中和的，但是前期中和的可能不够充分所以还是具有一定酸性，所以前期下管道430排出的蒸馏后的糠醛溶液不建议收集，应该在3-4min后进行收集，此时蒸馏后的糠醛溶液是经过几轮混合后的，所以不具有酸性了。

实施例3

本实施例具体公开碱液桶320和雾化管310的连接方式，请参阅图4所示，雾化管310的底部设置有连接座311，碱液桶320的顶部设置有连接头321，连接座311与连接头321螺纹连接，这样进行可拆卸的连接便于对碱液桶320进行更换，或者加注碱性溶液。

实施例4

本实施例公开混合斗124转动的另一种驱动方式，请参阅图6所示，连接轴1221与混合斗124之间通过设置的连接板121连接固定，连接板121呈环形阵列设置有多个，连接板121的外壁上向外侧突出设置有多个风力叶1211，在转动时风力叶1211能够产生一个向下的气流，这样使涡流中的糠醛流体快速下移，以提高循环的速度。

在此基础上，请参阅图7所示，釜体110内靠近顶部的位置设置有顶盘113，电机122安装在顶盘113上，另外，顶盘113的外围侧壁上开设有出气槽1131，出气槽1131的顶部设置有柔性封板1132，柔性封板1132的外侧端与顶盘113活动连接，当电机122反向驱动时，此时风力叶1211就产生一个向上的气流，该气流形成的风力将柔性封板1132吹起，糠醛流体经过吹起形成的缝隙流入上管道420，这样向上的风力作用提高糠醛流体上流的速度，而且上流进入上管道420的时间也得到控制，使下管道430排出蒸馏后的糠醛溶液均不具有酸性。

值得说明的是混合件125包括外部混合板1251和内部混合板1252，外部混合板1251设置在混合斗124顶部的外侧，内部混合板1252设置在混合斗124顶部的内侧，二者直接形成间隙，以供连接板121与混合斗124进行连接，这样即不影响混合斗124的固定，又不影响涡流的形成。

实施例5

请参阅图5和图8所示，进料斗112设置在混合斗124的顶部，这样进料斗112注入的糠醛溶液可以受混合件125的引流作用均匀的流入中空腔体的底部，另外釜体110外围与进料斗112底部同一高度的位置设置有引流管道1121，这样注入的糠醛溶液可以从釜体110内壁均匀的流下，这样流入中空腔体底部的糠醛溶液会更加均匀。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims

1.一种用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜，其包括反应机构（100），所述反应机构（100）包括釜体（110），所述釜体（110）内为中空结构，在其内部形成的中空腔体内填充糠醛溶液，其特征在于：所述釜体（110）的侧壁外围设置有蒸发机构（200）和加碱机构（300），所述蒸发机构（200）和加碱机构（300）相对设置，用以将经过蒸发机构（200）形成的糠醛流体与加碱机构（300）输出的碱性流体对冲，其中：

所述釜体（110）内的中间位置设置有混合组件（120），所述混合组件（120）包括底部具有开口的混合斗（124），所述混合斗（124）的外设置有连接环（123），所述连接环（123）与釜体（110）内壁固定连接，所述混合斗（124）与连接环（123）转动连接，所述连接环（123）上以圆心作为阵列点，然后呈环形阵列设置有多个混合件（125）；

所述釜体（110）内靠近顶部的位置设置有电机（122），所述电机（122）的输出端设置有连接轴（1221），所述连接轴（1221）与混合斗（124）连接，用于驱动混合斗（124）进行转动，以产生涡流促进对冲中的糠醛流体与碱性流体充分混合；

其中，所述釜体（110）外围侧壁上开设有进料口（111），所述进料口（111）内设置有进料斗（112），所述进料斗（112）顶部设置注入口，所述注入口位于釜体（110）的侧壁外；

所述釜体（110）的侧壁外围还设有冷凝机构（400），所述冷凝机构（400）包括冷凝管（410），所述冷凝管（410）的顶部设置有上管道（420），所述上管道（420）的端部穿过釜体（110）的顶壁与中空腔体连通，所述冷凝管（410）的底部设置有下管道（430）；

所述连接轴（1221）与混合斗（124）之间通过设置的连接板（121）连接固定，所述连接板（121）呈环形阵列设置有多个；

所述连接板（121）的外壁上向外侧突出设置有多个风力叶（1211）；

所述加碱机构（300）包括雾化管（310），所述雾化管（310）的底部设置有碱液桶（320），所述碱液桶（320）内填充有碱性溶液，所述雾化管（310）的顶部设置有进雾管（330），所述进雾管（330）端部穿过釜体（110）外围侧壁与中空腔体连通；

所述雾化管（310）的底部设置有连接座（311），所述碱液桶（320）的顶部设置有连接头（321），所述连接座（311）与连接头（321）螺纹连接。

2.根据权利要求1所述的用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜，其特征在于：所述蒸发机构（200）包括加热管（210），所述加热管（210）底部设置有进入管（220），所述进入管（220）的端部穿过釜体（110）的底壁与中空腔体连通，所述进入管（220）外设置有负压泵（221），所述加热管（210）的顶部设置有排出管（230），所述排出管（230）的端部穿过釜体（110）的外围侧壁与中空腔体连通。

3.根据权利要求1所述的用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜，其特征在于：所述混合件（125）包括外部混合板（1251）和内部混合板（1252），所述外部混合板（1251）设置在混合斗（124）顶部的外侧，所述内部混合板（1252）设置在混合斗（124）顶部的内侧，二者直接形成间隙，以供连接板（121）与混合斗（124）进行连接。

4.根据权利要求1所述的用于糠醛生产的具有自动加碱机构的中和反应釜，其特征在于：所述釜体（110）内靠近顶部的位置设置有顶盘（113），所述顶盘（113）的外围侧壁上开设有出气槽（1131），所述出气槽（1131）的顶部设置有柔性封板（1132），所述柔性封板（1132）的外侧端与顶盘（113）活动连接。