CN201799274U - 一种反应釜 - Google Patents
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Abstract
一种反应釜，包括釜体(1)、复合搅拌装置(2)，釜体(1)的顶部或顶部设有复合搅拌装置(2)，复合搅拌装置包括垂直穿进釜体内并位于釜体中心轴线的实心搅拌轴(3)及空心搅拌轴(4)，实心搅拌轴(3)自下而上安装至少2个搅拌桨，其中底层搅拌桨为径向流搅拌桨(6)，上层搅拌桨为轴向流搅拌桨(5)；空心搅拌轴(4)上安装直径与釜径接近的螺带式搅拌桨或锚式搅拌桨，实心轴上搅拌桨的直径小于空心轴上搅拌桨的直径。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种反应釜，具体地说涉及一种适用于固液分散及复杂流体混合的反应釜。
背景技术
现有的适用于固液分散及悬浮过程的搅拌反应釜依反应釜的高径比不同多采用多层组合桨的方式。而涉及高粘度牛顿或者非牛顿流体混合的反应釜内多采用搅拌桨直径与釜径接近的螺带或者锚式桨。
CN01244677.7公开了一种带有组合式搅拌桨的气液或气液固多相搅拌反应釜，该反应釜的搅拌桨组合包括有上、下两层桨，上层为上推式斜凹叶圆盘涡轮搅拌桨，下层为上翻式轴流型搅拌桨或斜叶涡轮搅拌桨。
CN200520022805.2公开了一种顺丁橡胶聚合反应釜，包括釜体，釜体的顶部设有搅拌装置，搅拌装置包括向下垂直穿进釜体内中部的搅拌轴，位于所述釜体内的所述搅拌轴自上而下分别设有多个搅拌桨，每个搅拌桨外侧面与釜体的内侧壁相配合，上下相邻的搅拌桨的桨面彼此交错排列，所述釜体的底部设有底搅拌装置，底搅拌装置包括向上垂直穿进釜体内下部的下搅拌轴，下搅拌轴的顶端设有多叶片的底搅拌桨。所述搅拌装置和底搅拌装置分别采用调速电机拖动。目的在于提供一种可使聚合反应的温度分布更趋合理，有良好的径向混合效果，可提高产品的平均分子质量，降低支化度和微凝胶含量的顺丁橡胶聚合反应釜。
对于间歇生产过程中在反应的不同阶段物料流变性质变化范围较宽的场合，使用上述任何一种反应釜设计均会带来反应过程物料混合不均匀、存在混合死区等问题。例如，FCC催化剂的成胶反应釜，在间歇生产过程的不同阶段会涉及到在低粘度液体中分散固体物料，固液混合物料遇酸反应形成很高粘度的非牛顿流体，并且在高粘度非牛顿流体中继续加入其它物料并进行混合等过程。在FCC催化剂成胶反应釜中，搅拌装置应满足上述不同过程的混合要求。在先技术中，由于采用单一搅拌装置，会导致固液混合物料酸化反应过程中混合不均匀，并继而导致成胶反应产物中出现局部混合不均匀的现象，影响生产出的FCC催化剂产品质量。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种适用于间歇反应过程中涉及的各阶段固料分散、牛顿或者非牛顿流体混合而且流体的粘度/表观粘度变化范围很宽的物料混合的反应釜。
本实用新型所公开的反应釜，包括釜体1、复合搅拌装置2，釜体1的顶部或底部设有复合搅拌装置2，复合搅拌装置包括垂直穿进釜体内并位于釜体中心轴线的实心搅拌轴3及空心搅拌轴4，实心搅拌轴3自下而上安装至少2个搅拌桨，其中底层桨为径向流搅拌桨6，上层桨为轴向流搅拌桨5；空心搅拌轴4上安装直径与釜径接近的螺带式搅拌桨或锚式搅拌桨7，实心轴上搅拌桨的直径小于空心轴上搅拌桨的直径。
本实用新型所公开的反应釜中的复合搅拌装置，实心搅拌轴上安装组合搅拌桨，搅拌桨的个数至少有两个，其中底层搅拌桨为径向流搅拌桨，上层搅拌桨为轴向流搅拌桨；搅拌桨中的最底层搅拌桨为径向流桨，有利于固液分散过程，上层搅拌桨为轴向流搅拌桨，有利于反应釜内全釜物料的混合均匀。实心轴上的安装的搅拌桨的个数不做特别限定，只要满足至少两个就合适，搅拌桨的个数根据反应釜的高度与直径比的大小、搅拌物料的不同改变；实心轴上安装的搅拌桨的个数优选2～4个，最底层搅拌桨为径向流搅拌桨，上层的1～3个搅拌桨为轴向流搅拌桨。
本实用新型所公开的反应釜中的复合搅拌装置，空心搅拌轴上安装直径与釜径接近的螺带式搅拌桨或锚式搅拌桨，采用该搅拌桨有利于实现表观粘度很大的非牛顿物系的混合，防止反应釜内存在混合死区。
本实用新型所公开的反应釜，实心轴上的轴向流搅拌桨直径与釜径比为0.3～0.8；实心轴上的径向流搅拌桨直径与釜径比为0.3～0.8；空心轴上的螺带式搅拌桨或锚式搅拌桨直径与釜径比为0.90～0.98。
本实用新型所述的实心轴作为快速轴使用，空心轴为慢速轴。实心快速搅拌轴与空心慢速搅拌轴的搅拌转速比为(2～8)∶1。实心轴的搅拌转速为0.5～10s-1，空心搅拌轴的搅拌转速在0.2～3s-1。
与现有技术相比，本发明的有益效果主要体现在以下方面：
1.本发明所提供的反应釜为复合式搅拌，空心轴上的螺带式搅拌桨或锚式搅拌桨有利于在极高粘度物料混合过程中减少混合死区；实心轴上的底层径向流搅拌桨有利于固液分散或固液悬浮操作；上层的轴向流搅拌桨有利于釜内流体在整个釜体内的循环流动，有利于全釜内反应物料的均匀混合。
2.本发明所提供的反应釜为复合式搅拌，可以通过改变两套搅拌装置的搅拌转速的方式适应于反应过程中的不同阶段的要求。例如，在反应物料粘度/表观粘度很大时，可以利用螺带或者锚式桨的搅拌作用减少混合死区；当反应物粘度/表观粘度较低时，可以降低螺带桨或者锚式桨的搅拌转速甚至停转仅充当档板作用，而利用实心轴上的多层搅拌桨进行搅拌即可达到全釜反应物料混合均匀的要求。
本实用新型所公开的反应釜可使反应各阶段物料混合更加均匀，包括固体颗粒在液体物料中的快速分散、高粘度非牛顿流体的混匀及反应终了时全反应釜物料的混匀等过程，从而可提高产品质量，可以广泛应用于石油化工、制药、建筑等领域。
附图说明
图1本实用新型所公开的反应釜的结构示意图，其中1-釜体，2-复合搅拌装置，3-实心搅拌轴，4-空心搅拌轴，5-轴向流搅拌桨，6-径向流搅拌桨，7-螺带式搅拌桨或锚式搅拌桨。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型所公开的反应釜，主要包括以下部件：釜体1，釜体1的顶部设有复合搅拌装置2，复合搅拌装置2包括向下垂直穿进釜体1并位于釜体中心轴线的实心搅拌轴3和空心搅拌轴4，实心搅拌轴3自上而下设有3个搅拌桨，底层搅拌桨6采用径向流搅拌桨，搅拌桨6直径与釜径比为0.5，上两层桨5为轴向流翼型搅拌桨，搅拌桨5直径与釜径比为0.6，采用轴向循环流动，保证反应物料在全槽内的均匀混合；搅拌轴4连接螺带式搅拌桨7，搅拌桨7直径与釜径比为0.95，搅拌桨7外侧面与釜体1的内侧壁相配合。实心快速轴与空心慢速轴的转速比为6∶1。
实施例1
在如图1所示的容积为210升反应釜中，制备FCC催化剂：依次加入计量的化学水、高岭土、拟薄水铝石、盐酸、粘结剂、分子筛物质，实心搅拌轴转速控制在6～8转/s，空心搅拌轴转速控制在1～2转/s，在此反应釜制备的催化剂记为CAT-1。
对比例1
在常规双叶片单桨搅拌反应釜中制备FCC催化剂：依次加入计量的化学水、高岭土、拟薄水铝石、盐酸、粘结剂、分子筛物质，在此反应釜制备的催化剂记为CAT-0。
对上述CAT-1和CAT-0进行17小时微反活性的测试，结果如表2所示。
| 催化剂 | 微反活性(800℃×17h)，wt％ |
| CAT-0 | 59 |
| CAT-1 | 62 |
与对比实施例相比，采用本发明搅拌反应釜可以实现物料较好的混合，而由此制备的催化剂的17小时微反活性提高3个百分点，充分证实了本发明搅拌反应釜使得物料的反应和混合更加均匀。
Claims (8)
1.一种反应釜，包括釜体(1)、复合搅拌装置(2)，釜体(1)的顶部或底部设有复合搅拌装置(2)，其特征在于复合搅拌装置包括垂直穿进釜体内并位于釜体中心轴线的实心搅拌轴(3)及空心搅拌轴(4)，实心搅拌轴(3)自下而上安装至少2个搅拌桨，其中底层搅拌桨为径向流搅拌桨(6)，上层搅拌桨为轴向流搅拌桨(5)；空心搅拌轴(4)上安装直径与釜径接近的螺带式搅拌桨或锚式搅拌桨，实心轴上搅拌桨的直径小于空心轴上搅拌桨的直径。
2.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于实心轴上搅拌桨的个数为2～4个。
3.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于实心轴上轴向流搅拌桨直径与釜径比为0.3～0.8。
4.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于实心轴上径向流搅拌桨直径与釜径比为0.3～0.8。
5.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于空心轴上的螺带式搅拌桨或锚式搅拌桨直径与釜径比为0.90～0.98。
6.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于实心轴为快速轴，空心轴为慢速轴。
7.根据权利要求6所述的反应釜，其特征在于实心快速搅拌轴与空心慢速搅拌轴的搅拌转速比为(2～8)∶1。
8.根据权利要求1所述的反应釜，其特征在于实心轴的搅拌转速为0.5～10s-1，空心搅拌轴的搅拌转速为0.2～3s-1。
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| CN102536188A (zh) * | 2012-03-20 | 2012-07-04 | 中国石油大学(华东) | 一种应用在油气井纤维辅助压裂过程中的纤维输送装置及其工作方法 |
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