CN206853644U - 气液固三相湿法反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种气液固三相湿法反应器，属于湿法反应器技术领域，为解决现有装置气泡体积大导致气体接触面积小等问题而设计。本实用新型气液固三相湿法反应器包括罐装的反应釜体，在反应釜体内的中部或下部设置有曝气头，在曝气头的上方设置有圆盘涡轮桨；圆盘涡轮桨设置在搅拌装置且能随搅拌装置转动，以将由曝气头产生的气泡剪切破碎成体积更小的气泡。本实用新型气液固三相湿法反应器增大了气体的接触面，提高了利用率，操作更加简单、成本更低，增强了气液固三相混合传质，实现气液固三相充分接触混合，相比于传统工艺可以提高反应效率10％‑40％。

Description

气液固三相湿法反应器

技术领域

本实用新型涉及湿法反应器技术领域，尤其涉及一种气液固三相湿法反应器。

背景技术

湿法冶金是将金属矿物原料在酸性介质或碱性介质的水溶液，以进行化学处理或有机溶剂萃取、分离杂质、提取金属及其化合物的过程，是一种很常用的矿物分解、提取和除杂工艺。

湿法冶金需要在湿法冶金反应器中进行，因为存在反应介质粘度大、金属矿物密度大等因素，导致湿法冶金过程中导致固体极容易沉底、气液固三相接触不充分、金属矿物转化率降低等。

现有湿法冶金反应器的缺陷是：1、进入湿法冶金反应器的气体产生气泡大、接触面小，导致气体利用率低；2、在设置有曝气头的装置中，存在介质粘度大导致曝气头易堵塞、气体扩散不均匀等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种反应气体接触面大的一种气液固三相湿法反应器。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种气液固三相湿法反应器，包括罐装的反应釜体，在所述反应釜体内的中部或下部设置有曝气头，在所述曝气头的上方设置有圆盘涡轮桨；所述圆盘涡轮桨设置在搅拌装置且能随所述搅拌装置转动，以将由所述曝气头产生的气泡剪切破碎成体积更小的气泡。

特别是，在所述反应釜体内还设置有径向筛板，所述径向筛板延伸的方向与所述反应釜体的轴线方向相平行，且位于所述曝气头的上方；所述径向筛板上设置有多个筛孔。

进一步，所述径向筛板的一侧边贴在所述反应釜体的内侧壁上，相对侧边朝向所述反应釜体的轴线方向；所述径向筛板的上述两侧边之间的宽度为所述径向筛板内侧直径的1/15至1/10。

特别是，所述径向筛板的底边与所述反应釜体的底面内侧之间的距离为所述反应釜体内腔高度的1/15至1/7，所述径向筛板的顶边与所述反应釜体的顶面内侧之间的距离为所述反应釜体内腔高度的1/5至3/5。

特别是，在所述反应釜体内还设置有下压涡轮桨，所述下压涡轮桨设置在搅拌装置上且位于所述圆盘涡轮桨的上方，所述下压涡轮桨能随所述搅拌装置转动。

进一步，所述搅拌装置包括伸入所述反应釜体内的搅拌轴；所述曝气头设置在所述搅拌轴的最底端，所述圆盘涡轮桨设置在所述搅拌轴的1/10至1/7处，所述下压涡轮桨设置在所述搅拌轴的1/5至1/3处。

特别是，所述搅拌装置为中空的轴状结构。

进一步，所述搅拌装置的顶部设置有气体进口和/或蒸汽进口。

特别是，在所述反应釜体上设置有进料口、取料口、放料口、测温口、排气口和/或视镜。

进一步，在所述反应釜体的底端设置有底部踏板，所述取料口和/或放料口位于所述底部踏板所在的区域内。

本实用新型气液固三相湿法反应器在曝气头的上方设置有圆盘涡轮桨，圆盘涡轮桨能随搅拌装置转动以将由曝气头产生的气泡剪切破碎成体积更小的气泡，增大了气体的接触面，提高了利用率，操作更加简单、成本更低，增强了气液固三相混合传质，实现气液固三相充分接触混合，相比于传统工艺可以提高反应效率10％-40％。

附图说明

图1是本实用新型优选实施例提供的气液固三相湿法反应器的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例提供的反应釜体和径向筛板结构的俯视图；

图3是本实用新型优选实施例提供的反应釜体的俯视图；

图4是本实用新型优选实施例提供的曝气头的结构示意图。

图中：

1、反应釜体；2、曝气头；3、圆盘涡轮桨；4、搅拌装置；5、径向筛板；6、下压涡轮桨；7、进料口；8、取料口；9、放料口；10、测温口；11、排气口；12、视镜；13、底部踏板；41、搅拌轴；42、气体进口；43、蒸汽进口。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

优选实施例：

本优选实施例公开一种气液固三相湿法反应器。如图1至图4所示，该气液固三相湿法反应器包括罐装的反应釜体1，在反应釜体1内的中部或下部设置有曝气头2，在曝气头2的上方设置有圆盘涡轮桨3；圆盘涡轮桨3设置在搅拌装置4且能随搅拌装置4转动，以将由曝气头2产生的气泡剪切破碎成体积更小的气泡。

圆盘涡轮桨3位于曝气头2的上方、且能在搅拌装置4的带动下转动，用于剪切破碎曝气头2产生的气泡，增大气液接触面积，提高气体利用率，适用于湿法冶金过程中气液固三相反应工艺，尤其能对高粘度介质中气体反应起到很好的强化作用。

圆盘涡轮桨3优选为六直叶圆盘涡轮，对气泡的剪切破碎效率更高，剪切破碎得更彻底。搅拌装置4与电机之间通过减速机和传动装置连接，电机通过变频控制器控制搅拌转速。

如图1和图2所示，在反应釜体1内还设置有径向筛板5，径向筛板5延伸的方向与反应釜体1的轴线方向相平行，且位于曝气头2的上方；径向筛板5上设置有多个均匀分布的筛孔。径向筛板5能对反应物质中的气泡进一步起到剪碎的作用，进一步提高气液接触面积、提高气体利用率，促进反应气体、介质与金属矿物之间的充分分散与接触，不易堵塞。

径向筛板5的具体安装方式和结构不限，能起到破碎气泡的目的即可。优选的，径向筛板5的一侧边贴在反应釜体1的内侧壁上，相对侧边朝向反应釜体1的轴线方向；径向筛板5的上述两侧边之间的宽度为径向筛板5内侧直径的1/15至1/10。

径向筛板5的底边与反应釜体1的底面内侧之间的距离为反应釜体1内腔高度的1/15至1/7，径向筛板5的顶边与反应釜体1的顶面内侧之间的距离为反应釜体1内腔高度的1/5至3/5；筛孔的直径优选为5mm-20mm；每个反应釜体1内设置有3至6个径向筛板5，全部径向筛板5相对于反应釜体1的轴线呈辐射状均匀设置。

在上述结构的基础上，在反应釜体1内还设置有下压涡轮桨6，下压涡轮桨6设置在搅拌装置4上且位于圆盘涡轮桨3的上方，下压涡轮桨6能随搅拌装置4转动。

即，下压涡轮桨6、圆盘涡轮桨3和曝气头2由上至下组成了三层的曝气搅拌组件。这一组合结构可以将曝气头2产生的气泡切割破碎达到微米级；下压涡轮桨6增强了气液固三相混合传质、令液固充分混合，固体颗粒充分分散，实现反应气体与金属矿物的最大接触面积，反应效果更好。

在上述结构的基础上，搅拌装置4包括伸入反应釜体1内的搅拌轴41；曝气头2设置在搅拌轴41的最底端，圆盘涡轮桨3设置在搅拌轴41的1/10至1/7处，下压涡轮桨6设置在搅拌轴41的1/5至1/3处。其中，曝气头2由密封连轴接头连接，曝气出口直径为2～10mm。

搅拌轴41可以是中空的轴状结构，也可是实心的柱状结构。当搅拌轴41可以是中空的轴状结构时，搅拌装置4的顶部设置有气体进口42和蒸汽进口43。蒸汽进口43的设置能有效解决因反应介质粘度大而导致的曝气出口堵塞的问题，保证反应的连续性和持续性。

如图1和图3所示，在反应釜体1上设置有进料口7、取料口8、放料口9、测温口10、排气口11和/或视镜12。

为了令反应釜体1安装更稳定、更简单，在反应釜体1的底端设置有多个底部踏板13；取料口8和/或放料口9位于底部踏板13所在区域内，便于物料的取放。底部踏板13为从反应釜体1的外侧向内侧凹陷的台阶状结构，固定安装件卡入台阶状结构中；多个底部踏板13相对于反应釜体1的轴线对称设置，保证反应釜体1不会在使用过程中发生晃动。

注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种气液固三相湿法反应器，其特征在于，包括罐装的反应釜体(1)，在所述反应釜体(1)内的中部或下部设置有曝气头(2)，在所述曝气头(2)的上方设置有圆盘涡轮桨(3)；所述圆盘涡轮桨(3)设置在搅拌装置(4)且能随所述搅拌装置(4)转动，以将由所述曝气头(2)产生的气泡剪切破碎成体积更小的气泡。

2.根据权利要求1所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，在所述反应釜体(1)内还设置有径向筛板(5)，所述径向筛板(5)延伸的方向与所述反应釜体(1)的轴线方向相平行，且位于所述曝气头(2)的上方；所述径向筛板(5)上设置有多个筛孔。

3.根据权利要求2所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，所述径向筛板(5)的一侧边贴在所述反应釜体(1)的内侧壁上，相对侧边朝向所述反应釜体(1)的轴线方向；所述径向筛板(5)的上述两侧边之间的宽度为所述径向筛板(5)内侧直径的1/15至1/10。

4.根据权利要求2所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，所述径向筛板(5)的底边与所述反应釜体(1)的底面内侧之间的距离为所述反应釜体(1)内腔高度的1/15至1/7，所述径向筛板(5)的顶边与所述反应釜体(1)的顶面内侧之间的距离为所述反应釜体(1)内腔高度的1/5至3/5。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，在所述反应釜体(1)内还设置有下压涡轮桨(6)，所述下压涡轮桨(6)设置在搅拌装置(4)上且位于所述圆盘涡轮桨(3)的上方，所述下压涡轮桨(6)能随所述搅拌装置(4)转动。

6.根据权利要求5所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，所述搅拌装置(4)包括伸入所述反应釜体(1)内的搅拌轴(41)；所述曝气头(2)设置在所述搅拌轴(41)的最底端，所述圆盘涡轮桨(3)设置在所述搅拌轴(41)的1/10至1/7处，所述下压涡轮桨(6)设置在所述搅拌轴(41)的1/5至1/3处。

7.根据权利要求1至4中任一项所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，所述搅拌装置(4)为中空的轴状结构。

8.根据权利要求7所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，所述搅拌装置(4)的顶部设置有气体进口(42)和/或蒸汽进口(43)。

9.根据权利要求1至4中任一项所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，在所述反应釜体(1)上设置有进料口(7)、取料口(8)、放料口(9)、测温口(10)、排气口(11)和/或视镜(12)。

10.根据权利要求9所述的气液固三相湿法反应器，其特征在于，在所述反应釜体(1)的底端设置有底部踏板(13)，所述取料口(8)和/或放料口(9)位于所述底部踏板(13)所在的区域内。