CN203725138U - 一种气流搅拌式分子筛合成反应釜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，反应釜本体由夹套型反应釜构成，反应釜底部、顶部呈球面；反应釜上部设有进料口、安全阀、排气口、压力表、泄压阀、进水口，在排气口的管口配有单向出气阀，反应釜设有测温装置；反应釜底设有进气管和出料管，在进气管位于反应釜内的端口处设有喷气装置。本实用新型提供的气流搅拌式分子筛合成反应釜结构简单，反应釜无机械外力搅拌系统，不仅改善釜内密封性，同时降低反应釜成本及能耗；可根据工艺要求设定工艺参数，实现反应温度及压力单独控制；釜内压力较高，有效减少反应时间，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，属于材料生产工艺设备的技术领域。
背景技术
沸石分子筛的合成方法主要有三种：水热合成法、气固相法和类固相法。其中水热法合成分子筛是目前应用最广泛，研究最多的分子筛合成方法。
目前，采用水热合成法制备分子筛的反应釜主要是固定式搅拌反应釜，其优点是可以模拟大型生产装置的工作条件，反应器体积大，可以大量得到试验产品；缺点是：结构复杂，成本高；搅拌效果差，常出现涡流和死点，并且有挂壁现象；试验时间长，能耗高效率低；反应器密封麻烦，耗时较长；安全隐患多，装置维护保养不方便。
传统的高压反应釜为机械搅拌式或电磁提升搅拌式，在工作过程中易产生泄漏及卡死等现象，且搅拌效率不高，并且反应器的容积固定不变，给使用者带来诸多不变。
发明内容
本实用新型目的在于提供一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，特别是一种适合水热法合成ZSM-5分子筛的合成反应装置，所合成的ZSM-5分子筛结晶度大于98%，产率可达70%以上；颗粒均匀，具有介孔结构，比表面积大于500m2/g；硅铝比在10-300可调，单釜投料多，产率高，能够有效的节约生产时间，降低生产成本。
本实用新型的技术方案：一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，反应釜本体由夹套型反应釜构成，反应釜底部、顶部呈球面；反应釜上部设有进料口1、安全阀2、排气口3、压力表5、泄压阀6、进水口7，在排气口3的管口配有单向出气阀4，反应釜设有测温装置8；反应釜底设有进气管9和出料管11，在进气管9的外管口设有单向进气阀10，进气管9与出料管11采用内外套筒结构连接，内套筒作为进气管9，外套筒作为出料管11，进气管9位于反应釜内的端口稍高于反应釜内壁，在进气管位于反应釜内的端口处设有喷气装置15，单向进气阀10与压缩空气流量计16及空气压缩机17联接；出料管11在反应釜内壁处设有出料管内口。
夹套型反应釜是指在反应釜外侧设有夹套，夹套内通导热油，并设有若干并联的电加热装置，对反应釜进行加热。
反应釜运行时，空气压缩机将空气压缩至一定的压力后通过进气管9的喷气装置充入反应釜内，以达到增加反应釜内压力，搅拌物料的作用，待反应釜内压力超过工作值时，反应釜顶排气口3单向阀4自动打开，排出反应釜内气体，调节气体流量，使反应釜进气与出气达到平衡。
喷气装置是球型喷气装置、喷淋型喷气装置、尖嘴型喷气装置、鼓泡式喷气装置或多孔型尖嘴喷气装置中的一种。
球型喷气装置主要由底座和空心圆球组成，空心圆球球面上设有多个缝隙。缝隙可以为4条，宽度为1mm。气体通过该喷气装置可在反应釜内形成多股平行气流，使反应釜物料充分搅拌均匀。
喷淋型喷气装置由底座和三分之一空心球体组成，在顶部球面上有多个小孔。小孔的直径可以为0.5-1mm，气体通过该喷气装置可形成多股密集型气流，使反应釜物料充分搅拌均匀。
尖嘴型喷气装置由底座和与水平面呈一定夹角的圆柱形喷嘴组成，该夹角的角度可以为30度，气体通过该喷气装置可在反应釜内形成螺旋气流，从而达到使反应釜内液体充分搅拌均匀的作用。
鼓泡型喷气装置主要由底座和鼓泡器组成，鼓泡器由多根水平直管组成，直管端部设有小孔，小孔的直径可以约3mm左右。该设备简单，但搅拌效率较低，主要适用于易混合的物料。
多孔型尖嘴喷气装置主要由底座和多个水平圆柱体组成，圆柱体上装有尖嘴。气体通过该喷气装置可在多个方向上形成气流，使釜内无搅拌死角，但该装置体积较大。
为了减少物料挂壁，便于清洗，釜内壁做抛光处理。
进料口可以是液体进料口，也可以是固体进料口，也可做为人孔。
水热法合成沸石分子筛工艺特点是：反应温度100-200℃，反应压力0.5-1.0MPa，物料为混合液体。
与分子筛合成反应釜配套使用的还有进料泵、加热系统和控制系统。
与现有的分子筛合成反应釜相比，本实用新型提供的气流搅拌式分子筛合成反应釜结构简单，反应釜无机械外力搅拌系统，不仅改善釜内密封性，同时降低反应釜成本及能耗；可根据工艺要求设定工艺参数，实现反应温度及压力单独控制；釜内压力较高，有效减少反应时间，降低生产成本。
附图说明
图1为气流搅拌式分子筛合成反应釜示意图。
图2为球型喷气装置示意图。
图3为喷淋型喷气装置示意图。
图4为尖嘴型喷气装置示意图。
图5为鼓泡型喷气装置示意图。
图6为多孔型尖嘴喷气装置示意图。
图中标记为：进料口1，安全阀2，排气口3，单向出气阀4，压力表5，泄压阀6，进水口7，测温装置8，进气管9，单向进气阀10，出料管11，出油口12，加热棒口13，加油口14，喷气装置15，压缩空气流量计16，空气压缩机17。
具体实施方式
下面结合实施例附图，对本实用新型的具体实施方式，如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互作用、工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步说明。
实施例
反应釜：压力0.5-1.0MPa，温度100-200℃，体积500L，设备夹套内通导热油加热。
图1所示为气流搅拌式分子筛合成反应釜。反应釜本体由夹套型反应釜构成，反应釜底部、顶部呈球面；反应釜上部设有进料口1、安全阀2、排气口3、压力表5、泄压阀6、进水口7，在排气口3的管口配有单向出气阀4，反应釜设有测温装置8；反应釜底设有进气管9和出料管11，在进气管9的外管口设有单向进气阀10，进气管9与出料管11采用内外套筒结构连接，内套筒作为进气管9，外套筒作为出料管11，进气管9位于反应釜内的端口稍高于反应釜内壁，在进气管位于反应釜内的端口处设有喷气装置15，单向进气阀10与压缩空气流量计16及空气压缩机17联接；出料管11在反应釜内壁处设有出料管内口。
反应釜底安装的喷气装置15可以是球型喷气装置，喷淋型喷气装置，尖嘴型喷气装置，鼓泡型喷气装置或多孔型尖嘴喷气装置中的一种。
球型喷气装置主要由底座和空心圆球组成，空心圆球球面上设有多个缝隙。缝隙可以为4条，宽度为1mm。气体通过该喷气装置可在反应釜内形成多股平行气流，使反应釜内物料搅拌均匀。
图3所示为喷淋型喷气装置。喷淋型喷气装置由底座和三分之一空心球体组成，在顶部球面上有多个小孔，小孔的直径可以为0.5-1mm，气体通过该喷气装置可形成多股密集型气流，使反应釜物料充分搅拌均匀。
图4所示为尖嘴型喷气装置。尖嘴型喷气装置由底座和与水平面呈一定夹角的圆柱形喷嘴组成，该夹角的角度可以为30度，气体通过该喷气装置可在反应釜内形成螺旋气流，从而达到使反应釜内液体充分搅拌均匀的作用。
图5所示为鼓泡型喷气装置。鼓泡型喷气装置由底座和鼓泡器组成，鼓泡器由多根水平直管组成，直管端部设有小孔，小孔的直径可以约3mm左右。该设备简单，但搅拌效率较低，主要适用于易混合的物料。
图6所示为多孔型尖嘴喷气装置。多孔型尖嘴喷气装置由底座和多个水平的圆柱体组成，圆柱体上装有尖嘴。气体通过该喷气装置可在多个方向上形成气流，使釜内无搅拌死角，但该装置体积较大。
本实用新型的工作过程为：将混合物料由反应釜上部进料口1加入反应釜内，将反应釜密封后，启动空气压缩机，由反应釜底进气管9向反应釜内充入空气，气体通过反应釜底部的喷气装置15进入反应釜内，并在反应釜内形成不同的气流，从而使釜内物料充分搅拌均匀，同时增加釜内压力，当釜内压力超过工作值时，反应釜会通过釜上部排气口3的单向排气阀4排出反应釜内多余气体，调节进气流量，使反应釜内进气与出气保持平衡，确保反应釜内的压力保持在稳定的工作值，待混合液体充分搅拌均匀后，启动加热系统，加热到设定温度，开始反应，并继续通气搅拌，反应结束后，停止通气，在室温下冷却，待物料冷却至室温后，打开反应釜顶的泄压阀6，排出反应釜内多余的气体，待反应釜内压力降为0后，完全打开反应釜盖，并将物料从反应釜下部出料管11卸出，即完成分子筛晶化生产的工作过程。
Claims (7)
1.一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，反应釜本体由夹套型反应釜构成，反应釜底部、顶部呈球面；反应釜上部设有进料口（1）、安全阀（2）、排气口（3）、压力表（5）、泄压阀（6）、进水口（7），在排气口（3）的管口配有单向出气阀（4），反应釜设有测温装置（8）；反应釜底设有进气管（9）和出料管（11），在进气管（9）的外管口设有单向进气阀（10），进气管（9）与出料管（11）采用内外套筒结构连接，内套筒作为进气管（9），外套筒作为出料管（11），进气管（9）位于反应釜内的端口稍高于反应釜内壁，在进气管位于反应釜内的端口处设有喷气装置（15），单向进气阀（10）与压缩空气流量计（16）及空气压缩机（17）联接；出料管（11）在反应釜内壁处设有出料管内口。
2.根据权利要求1所述的一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，其特征在于：所述喷气装置是球型喷气装置、喷淋型喷气装置、尖嘴型喷气装置、鼓泡式喷气装置或多孔型尖嘴喷气装置中的一种。
3.根据权利要求2所述的一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，其特征在于：所述的球型喷气装置由底座和空心圆球组成，在空心圆球上设有若干道缝隙。
4.根据权利要求2所述的一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，其特征在于：所述的喷淋型喷气装置由底座和三分之一空心球体组成，在顶部球面上有若干个小孔。
5.根据权利要求2所述的一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，其特征在于：所述的尖嘴型喷气装置由底座和圆柱形喷嘴组成，圆柱形喷嘴与水平面间存有夹角。
6.根据权利要求2所述的一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，其特征在于：所述的鼓泡型喷气装置由底座和若干个鼓泡器组成，鼓泡器由水平直管构成，直管端部设有小孔。
7.根据权利要求2所述的一种气流搅拌式分子筛合成反应釜，其特征在于：所述的多孔型尖嘴喷气装置由底座和若干个水平的圆柱体组成，圆柱体端部装有尖嘴。
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