CN205084741U - 一种用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于化工领域，具体为一种用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜。该全智能式反应釜包括反应釜釜体、液相主辅料加料装置、沉淀反应控制装置、PH值在线检测装置、加料均布器、恒温控制装置、立体混合装置、气体放空装置、液位监控装置和就地智能控制面板。本装置适用于恒温常压下用共沉淀法制备催化剂。操作者通过就地智能控制面板设定加入反应釜的所需物料总量、沉淀反应温度（恒定温度）、升温速率、加料速率、沉淀反应终点pH值、沉淀反应完成后的老化时间等关键参数，就可以自动实现准确控制主辅料用量、加料速率和用量、物料加热及沉淀反应温度恒定、物料混合均匀、沉淀反应终点精确、老化完成后通知、液位显示及报警等功能。

Description

一种用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜

技术领域

本实用新型属于化工领域，涉及用共沉淀法工业化制备催化剂的反应系统，具体为一种用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜。

背景技术

共沉淀型催化剂是化工行业中普遍采用的催化剂类型，其制作过程一般通过酸碱中和产生沉淀物，多种沉淀物共同沉淀后经过过滤、烘干、焙烧、研磨、打片、养护等一系列过程，最终生产出共沉淀型催化剂。

共沉淀型催化剂的生产过程中的关键核心步骤即是沉淀反应，这一过程一般在带有搅拌系统的常压恒温的反应釜中进行，过程中关键是沉淀的速度控制、沉淀温度控制、沉淀终点酸碱度的控制、老化时间等。根据目前此类催化剂的工业生产实际情况，这些过程中往往需要熟练的操作者，且即使熟练的操作者在不同的催化剂生产批次中仍存在产品品质差异，过程的标准化、精确化、自动化程度不够，仍需大量人力劳动。目前普遍的反应釜采用敞口式，操作人员不易观察到反应釜中的物料行为，且存在人身安全危险。因此，迫切需要开发出一种智能化、标准化，便于精确控制的反应釜。专利CN10340674A公开了一种反应釜加料方法及装置考虑了剩余物料量的变化,又考虑了物料流速的变化,将物料流速的变化反映在调整调节阀开度的过程中,从而规避了以上各种因素对加料过程造成的影响,实现了加料工艺程序的精确加料。

目前在化工领域对反应釜仅限于对个别组件或系统的开发与优化，尤其是针对沉淀型催化剂生产制备的反应釜的开发更是缺少能从整体上系统提高反应釜的智能化程度的集成创新，仍需大量人力与生产经验对生产过程进行控制。

发明内容

本实用新型针对以上技术问题，提供一种用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，该反应釜内的全智能式操作装置，针对共沉淀法制催化剂工艺精确性与标准化的要求，将已有的成熟工艺有机的结合起来，实现了催化剂生产过程的标准化、精确化、智能化，降低了对操作者操作经验的要求，避免由于人为操作等因素可能造成的偏差。

本实用新型的发明目的通过下述技术方案来实现：

一种用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，该反应釜可根据实际生产规模的需要设计容积。其主要由反应釜釜体、液相主辅料加料装置、沉淀控制装置、pH值在线检测装置、料液均布器、恒温控制装置、立体混合装置、液位监控装置和智能控制器；物料通过液相主辅料加料装置从反应釜釜体的上方进入反应釜，沉淀控制装置通过管道和阀门与料液均布器连接；恒温控制装置设置在反应釜釜体的一侧；液位监控装置和pH值在线检测装置设置在反应釜釜体的另外一侧，沉淀控制装置设置在反应釜釜体的上方，立体混合装置设置在反应釜内，液相主辅料加料装置、沉淀控制装置、pH值在线检测装置、料液均布器、恒温控制装置、立体混合装置、气体放空装置和液位监控装置均与智能控制器连接，并通过就地智能控制面板进行显示。

操作者通过就地智能控制面板设定加入反应釜的所需物料流量、加料温度（恒定温度）、升温速率、沉淀速率、沉淀终点pH值、沉淀反应完成后的老化时间等关键参数，就可以自动实现准确控制液相主辅料用量、加料速率和用量、物料加热及沉淀反应温度恒定、物料混合均匀、沉淀反应终点精确、老化完成后通知、液位显示及报警等功能。就地智能控制面板集成了流量、温度、速率、PH值、液位等控制信号，通过智能软件提供给用户输入控制命令；具有沉淀完成后自动停止所有加料和搅拌，进入静置老化阶段，待完成用户设定的老化时间后，语音提醒及短信通知用户。用户还可设定全智能模式，老化完成后或通知用户老化完成10分钟后未响应，可直接启动与釜底出料口相连的的料浆泵将浆液输送至下一生产单元。

立体混合装置包括搅拌器，搅拌器使反应釜中的物料既可以轴向返混又具有径向返混。

所述的釜体包括透明玻璃视窗及气体放空装置，玻璃视窗便于观察搅拌和反应过程，气体放空装置中的放空口利于反应过程中蒸汽和有毒气体及时排出，避免由于传统常压反应釜敞口操作给现场人员造成的职业病和人身伤害。

该反应釜至少包括三个以上的液相主辅料装置，每个液相主辅料装置均包括物料管道和阀门，每种物料均配套流量控制。该反应釜至少包括一个恒温控制装置和液位监控装置，并将信号传送至就地控制面板，同时具备温度报警和液位报警等功能。用户可自主设定沉淀反应温度和升温速率，恒温控制装置按照一定升温速率将物料升温到设定值后，保持恒温。恒温控制装置包括加热套，加热套设置在反应釜的一侧，在加热套上下设置温度在线检测点。

该反应釜至少包括两个在线pH值检测点，分别位于反应釜一侧的上部和下部，检测值与就地控制面板控制值的对照后，精准判断反应终点并停止沉淀。

该反应釜中的沉淀控制装置末端配备加料均布器，该均布器可实现沉淀反应物料以偏离轴向10-50°的角度喷淋，达到反应物料混合均匀。液相主辅料加料装置可使用户自主设定加料速率值。

该反应釜还包括浆液泵，浆液泵与反应釜釜体的底部连接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（一）、实现了催化剂生产过程的标准化、精确化、智能化；

（二）、自动化生产大大缩减了人力需求，降低了对操作者操作经验的要求，降低催化剂生产成本；

（三）、精确标准化控制，有效避免了人为操作对催化剂生产造成的偏差，实现不同批次催化剂产品质量的统一；

（四）、减少催化剂生产过程中对操作人员的人身伤害，操作更安全；

附图说明

图1是本实用新型中实施例1的剖面结构示意图。

其中，1——反应釜釜体、2——液相主辅料加料装置、3——沉淀控制装置、4——pH值在线检测装置、5——料液均布器、6——恒温控制装置、7——立体混合装置、8——液位监控装置、9——智能控制器、10——气体放空装置、11——加热套、12——在线温度测量仪器、13——浆液泵。

具体实施方式

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

实施例1：

如图1所示，一种用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，该反应釜主要包括反应釜釜体、液相主辅料加料装置、沉淀控制装置、pH值在线检测装置、恒温控制装置、立体混合装置、气体放空装置、液位监控装置和智能控制器；物料通过液相主辅料加料装置从反应釜釜体的上方进入反应釜，沉淀控制装置包括带有阀门的管道和料液均布器，料液均布器从反应釜釜体的上方插入反应釜的上部；恒温控制装置设置在反应釜釜体的一侧；液位监控装置和pH值在线检测装置设置在反应釜釜体的另外一侧，立体混合装置设置在反应釜的中间位置，液相主辅料加料装置、沉淀控制装置、pH值在线检测装置、恒温控制装置、立体混合装置、气体放空装置和液位监控装置均与智能控制器连接，并通过就地智能控制面板进行显示。

立体混合装置包括搅拌器，搅拌器使反应釜中的物料既可以轴向返混又具有径向返混。

所述的釜体包括透明玻璃视窗及气体放空装置，玻璃视窗便于观察搅拌和反应过程，气体放空装置设置在反应釜釜体的上端，气体放空装置中的放空口利于反应过程中蒸汽和有毒气体及时排出，避免由于传统常压反应釜敞口操作给现场人员造成的职业病和人身伤害。

该反应釜包括三个液相主辅料装置，分别为物料1、物料2和物料3，每个液相主辅料装置均包括物料管道和阀门，每种物料均配套流量控制。该反应釜包括一个恒温控制装置和液位监控装置，并将信号传送至就地控制面板，同时具备温度报警和液位报警等功能。恒温控制装置包括设置在釜体一侧的加热套和设置在加热套上下两端的两个在线温度测量仪器。液位监控装置包括液位显示传送仪器及传送装置，设置在反应釜的一侧。用户可自主设定沉淀反应温度和升温速率，恒温控制装置按照一定升温速率将物料升温到设定值后，保持恒温。

该反应釜中所述的pH值在线检测装置包括两个在线pH值检测点，分别位于反应釜一侧的上部和下部，检测值与就地控制面板控制值的对照后，精准判断反应终点并停止沉淀。

该反应釜中的沉淀控制装置末端配备加料均布器，该均布器实现沉淀反应物料以偏离轴向10-50°角度喷淋，达到反应物料混合均匀。液相主辅料加料装置可使用户自主设定加料速率值。

该反应釜还包括浆液泵，浆液泵与反应釜釜体的底部连接。

操作者通过就地智能控制面板设定液态物料：物料1、物料2、物料3所需的总量、沉淀温度（即恒定温度）、升温速率（℃/min）、各反应物料的加料速率（L/s）、沉淀反应终点pH值、沉淀反应完成后的老化时间（min）等关键参数，反应釜自动实现准确按照用户输入的命令分别通过阀门：V1、V2、V3控制物料1、物料2、物料3的加入总量；通过沉淀控制装置中的阀门V4控制物料4的加料速率及加入总量；根据沉淀反应设定的pH值与在线pH检测装置对照以控制反应各物料的用量；加料均布器使加入各物料与釜中物料混合均匀；恒温控制装置可根据场地配套情况或用户需求选择蒸汽盘管加热或电加热，在在线温度测量仪器（TT）的信号反馈和分析后对反应釜中的物料加热至用户设定的沉淀温度后保持恒定，超温时温度测量仪器会报警；搅拌器自动开启以实现物料的混合均匀和沉淀反应均匀；液位显示传送仪器（LIT）显示釜中液位，并具有超液位报警功能；过程中的蒸汽和反应放出的气体经过放空装置抽排出生产车间；最终物料的在线pH值的平均值达到设定pH值时为沉淀终点、到达沉淀终点后自动关闭阀门V1、V2、V3、V4以关闭所有物料进入，并停止搅拌器，开始沉淀物的静置老化；老化时间达到用户设定值后语音提示并短息通知用户；全自动模式下，老化完成后或通知用户老化完成10分钟后未响应，可直接启动与釜底出料口相连的的料浆泵将浆液输送至下一生产单元。用户可根据需求选择手动、半自动或全自动操作模式。

反应釜釜体上有玻璃视窗和人孔设计。玻璃视窗便于操作人员观察搅拌和沉淀反应过程，人孔便于设备维修。釜体上部设有人工加料口，非人工操作模式时，该加入口由盲板密闭。

Claims (7)

1.一种用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，其特征在于：该反应釜主要由反应釜釜体、液相主辅料加料装置、沉淀控制装置、pH值在线检测装置、恒温控制装置、立体混合装置、气体放空装置、液位监控装置和智能控制器；物料通过液相主辅料加料装置从反应釜釜体的上方进入反应釜，沉淀控制装置通过带有阀门的管道插入反应釜釜体的上方；恒温控制装置设置在反应釜釜体的一侧；液位监控装置和pH值在线检测装置设置在反应釜釜体的另外一侧，立体混合装置设置在反应釜内的中间位置，气体放空装置设置在反应釜釜体的上方，液相主辅料加料装置、沉淀控制装置、pH值在线检测装置、料液均布器、恒温控制装置、立体混合装置、气体放空装置和液位监控装置均与智能控制器连接，并通过就地智能控制面板进行显示。

2.根据权利要求1所述的用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，其特征在于：在所述的釜体上设置透明玻璃视窗。

3.根据权利要求1所述的用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，其特征在于：该反应釜至少包括三个以上的液相主辅料装置。

4.根据权利要求1所述的用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，其特征在于：该反应釜至少包括一个在线温度传送和液位监控装置。

5.根据权利要求1所述的用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，其特征在于：该反应釜至少包括两个在线pH值检测点，分别位于反应釜一侧的上部和下部。

6.根据权利要求1所述的用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，其特征在于：该反应釜中的沉淀控制装置末端配备加料均布器。

7.根据权利要求1所述的用共沉淀法制备催化剂的全智能式反应釜，其特征在于：该反应釜还包括浆液泵，浆液泵与反应釜釜体的底部连接。