CN207169688U - 釜式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种釜式反应器，包括釜体和第一进料管，第一进料管设置在釜体的底部侧壁上，第一进料管与釜体周向上的切线的夹角在15°至35°的范围内，切线为过釜体与第一进料管的连接点的切线。本实用新型的釜式反应器有效解决了表面张力小、粘度大的物料进入釜式反应器时的冒沫现象，避免了泡沫对聚合反应的不良影响，避免物料溢出釜式反应器，取消了消泡剂的添加，提高产品质量和生产效率，避免了物料堵塞管线的情况。

Description

釜式反应器

技术领域

本实用新型涉及反应设备技术领域，具体而言，涉及一种釜式反应器。

背景技术

釜式反应器主要由釜体、搅拌器和换热器三部分组成，其中换热器的型式一般为釜体内部换热盘管和外部夹套换热层，或二者均有，釜式反应器进料区域一般在釜体上封头处，此区域无夹套换热层，但对于粘度大、表面张力小的液体物料，在上封头处进料，将产生大量泡沫，如果常压釜泡沫溢出釜外，长时间后堵塞各进料口，甚至影响正常生产。

通常采取的措施是低流速进料，并且向反应釜内加入消泡剂，有些设备采取进料管线直接插入釜式反应器底部，来减少泡沫的产生。

以上方法都存在弊端，生产效率低，耗费消泡剂，进料管线清理频繁，且清理难度大，给生产带来很多不利影响。采取釜式反应器底部进料方法，可以解决物料冒沫问题，但难点在于夹套开孔，管线穿过夹套层与釜壁层后，焊接无法满足釜式反应器的压力等级要求，更无法实现切线角度，并且进料口也容易堵塞。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种釜式反应器，以解决现有技术中的釜式反应器投放粘度大、表面张力销的液体物料时容易产生大量泡沫的问题。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种釜式反应器，包括釜体和第一进料管，第一进料管设置在釜体的底部侧壁上，第一进料管与釜体周向上的切线的夹角在15°至35°的范围内，切线为过釜体与第一进料管的连接点的切线。

进一步地，釜体为圆柱形釜体，第一进料管与釜体周向上的切线的夹角为30°。

进一步地，第一进料管朝向釜体的顶部倾斜0°至15°。

进一步地，釜体的侧壁上设置有夹套，第一进料管穿过夹套与釜体连接。

进一步地，釜式反应器上设置有贯穿夹套和釜体的椭圆形孔，椭圆形孔内嵌设有挡圈，第一进料管焊接固定在挡圈内。

进一步地，第一进料管上设置有第一开关阀。

进一步地，釜式反应器还包括第二进料管，第二进料管设置在釜体的顶部。

进一步地，第二进料管上设置有第二开关阀。

进一步地，釜式反应器还包括搅拌装置，搅拌装置包括安装在釜体的中心轴线上的搅拌轴和固定在搅拌轴上的搅拌器。

进一步地，釜式反应器还包括驱动装置，驱动装置与搅拌轴驱动连接以驱动搅拌轴在釜体内转动。

应用本实用新型的技术方案，由于本实用新型中的釜式反应器的底部侧壁上设置有第一进料管，且第一进料管与釜体周向上的切线的夹角在15°至35°的范围内，对于粘度大、表面张力小的液体物料，可以从第一进料管进入到釜式反应器釜体的反应腔内，物料的进料点要求位于反应腔内的液面以下，当物料从第一进料管进入到反应腔的过程中，进料方向基本与反应腔相切，既不对釜体的外部保温结构造成严重破坏，又能够防止泡沫的出现，取消添加消泡剂步骤，提高产品质量和生产效率，避免冒泡溢出和物料堵塞进料口。同时第一进料管与釜体周向上的切线的夹角保证物料不冲刷釜体的内部，防止产生静电。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示意性示出了本实用新型的釜式反应器的主视图；

图2示意性示出了本实用新型的釜式反应器的釜体和第一进料管之间的连接关系图；

图3示意性示出了本实用新型的釜式反应器的俯视图；

图4示意性示出了本实用新型的釜式反应器的第一进料管的与釜体连接位置处的第一局部视图；

图5示意性示出了本实用新型的釜式反应器的第一进料管的与釜体连接位置处的第二局部视图；以及

图6示意性示出了本实用新型的釜式反应器的第一进料管的与釜体连接位置处的第三局部视图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、釜体；20、第一进料管；21、第一开关阀；30、夹套；40、第二进料管；41、第二开关阀；50、椭圆形孔；60、搅拌装置；61、搅拌轴；62、搅拌器；70、驱动装置；80、竖直输送管道；90、挡圈。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

参见图1至图6所示，根据本实用新型的实施例，提供了一种釜式反应器，本实施例中的釜式反应器包括釜体10和第一进料管20，釜体10上设置有反应腔，第一进料管20设置在釜体10的底部侧壁上，第一进料管20与釜体10周向上的切线的夹角在15°至35°的范围内。该切线为过釜体10与第一进料管20的连接点的切线。

由于本实施例中的釜式反应器的底部侧壁上设置有第一进料管20，且第一进料管20与釜体10周向上的切线的夹角在15°至35°的范围内，对于粘度大、表面张力小的液体物料，可以从第一进料管20进入到釜式反应器釜体10的反应腔内，物料的进料点要求位于反应腔内的液面以下，当物料从第一进料管20进入到反应腔的过程中，进料方向基本与反应腔相切，既不对釜体10的外部保温结构造成严重破坏，又能够防止泡沫的出现，取消添加消泡剂步骤，提高产品质量和生产效率，避免冒泡溢出和物料堵塞进料口。同时第一进料管20与釜体10周向上的切线的夹角保证物料不冲刷釜体10的内部，防止产生静电。

优选地，本实施例中的釜体10为圆柱形釜体10，第一进料管20与釜体10的周向上的切线的夹角为30°，能够尽可能地降低连接第一进料管20时对釜体10的外部保温结构的破坏。

本实施例中的第一进料管20朝向釜体10的顶部的倾斜0°至15°。例如5°、10°等，便于将第一进料管20内的物料完全输送至反应腔内，避免物料在第一进料管20发生堆积而阻塞第一进料管20。

优选地，本实施例中的第一进料管20的上方连接有竖直输送管道80，该竖直输送管道80和第一进料管20上均设置有第一开关阀21，通过第一开关阀21开闭控制作用，便于将第一进料管20内的物料完全输送至釜式反应器内，避免管第一进料管20内积存物料并结垢而堵塞第一进料管20。

再次参见图1至图6所示，本实施例中的釜体10的侧壁上设置有夹套30，第一进料管20穿过夹套30与釜体10连接。为了便于安装第一进料管20，本实施例中的釜式反应器上设置有贯穿夹套30和釜体10的椭圆形孔50，椭圆形孔50内嵌设有挡圈90，通过挡圈90的作用，便于防止夹套30发生泄漏，连接时，第一进料管20焊接固定在挡圈90内，结构简单，便于实现，且便于保证夹套30的结构完整性。

本实施例中的釜式反应器还包括第二进料管40，该第二进料管40设置在釜体10的顶部，便于向反应腔内投放其他物料。为了便于对第二进料管40进行控制，本实施例中的第二进料管40上设置有第二开关阀41。

本实施例中的釜式反应器还包括搅拌装置60和驱动装置70，搅拌装置60包括安装在釜式反应器的中心轴线上的搅拌轴61和固定在搅拌轴61上的搅拌器62，驱动装置70与搅拌轴61驱动连接以驱动搅拌轴61在釜体10内转动。

工作时，驱动装置70转动带动搅拌轴61在釜体10内转动，进而带动搅拌器62转动以对反应腔内的物料进行搅拌，便于提高釜式反应器的工作效率。

根据上述的实施例可以知道，本实用新型中通过在在釜式反应器底部增加第一进料管20，第一进料管20穿过釜式反应器夹套30。第一进料管20在釜体10的底部。物料由顶部直喷式加入，变成了底部切线加入，避免了产生泡沫，解决了生产过程的不利影响。

第一进料管20穿过夹套30的实现方法为：在釜体10下部夹套30开椭圆形孔50，并在椭圆形孔50内嵌设挡圈90，并将挡圈90制作成夹角，内壁开圆形小孔。第一进料管20在小圆孔处直接与釜体10内壁进行焊接，使第一进料管20与釜体10周向上的切线的夹角为30°，进料方向沿搅拌器62运行方向，进料点物料转动的线速度第一进料管20喷出速度相近。确保物料在水平和垂直方向对液面的冲击都很小，控制泡沫的产生。同时切线的设计角度保证物料不冲刷釜体10的反应腔内壁，防止产生静电。

第一进料管20采取坡度设计，并增加根部切断阀门，避免第一进料管20内积存物料并结垢而堵塞第一进料管20。

为了验证本实用新型的效果，发明人做了如下对比试验：应用前后ABS装置接枝聚合单元对比情况：

在ABS装置上应用，彻底解决了ABS装置接枝聚合釜式反应器初始进料的冒沫现象，物料进料速度提高了1倍，每年节约消泡剂用量38吨，减少废渣排放量17吨。与釜式反应器插第一进料管20进料方法相比，避免了物料堵塞管线的情况。

在实际设计过程中，第一进料管20与釜体夹角的确定过程如下：绝对的切线方向，物料进入釜内冲刷内壁，易产生静电，存在隐患，因此在工艺上也是不允许的。另外如果第一进料管20与釜壁按绝对切线方式，夹套30将会受到很大破坏，在改造的釜式反应器上焊接作业，施工方面也是无法实现的。选定第一进料管20与釜体10周向上的切线的夹角为30°，物料进入到釜内的水平流速为1.39m/s；物料在釜式反应器内旋转约为10rpm，落点处的线速度为1.4m/s。两者速度相符，因此对液面的冲击最小，进料初期的泡沫量也最小。

第一进料管20穿过夹套30的实现方法如下：在釜式反应器筒体下部夹套30开大孔，孔径为300mm，过大则会破坏夹套内冷却水的流通，影响换热效率。釜壁与夹套30采用椭圆形挡圈90相隔，挡圈90与釜壁也形成夹角，挡圈90的角度能够满足第一进料管20的角度即可。内壁开小孔，第一进料管20直接与小孔进行焊接。使第一进料管20与釜壁和夹套30的焊接满足了釜式反应器压力等级的要求；物料沿切线角度进料与搅拌器旋转方向相同。

第一进料管20防堵塞措施如下：切线点位置在自动清洗孔的垂直线附近，釜式反应器配备自动清洗设施，在自动清洗时，可直接对进料口进行清洗。切线进料管线采取坡度设计，10度角，当釜式反应器倒空时，避免第一进料管20内积存物料并结垢。

第一进料管20管径为DN80，为了不影响夹套区域的换热效果，挡圈的直径为DN250。施工后新增第一进料管20、夹套30、釜壁的焊接处无泄漏。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：本实用新型的釜式反应器有效解决了表面张力小、粘度大的物料进入釜式反应器时的冒沫现象，避免了泡沫对聚合反应的不良影响，避免物料溢出釜式反应器，取消了消泡剂的添加，提高产品质量和生产效率，避免了物料堵塞管线的情况。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种釜式反应器，其特征在于，包括釜体(10)和第一进料管(20)，所述第一进料管(20)设置在所述釜体(10)的底部侧壁上，所述第一进料管(20)与所述釜体(10)周向上的切线的夹角在15°至35°的范围内，所述切线为过所述釜体(10)与所述第一进料管(20)的连接点的切线。

2.根据权利要求1所述的釜式反应器，其特征在于，所述釜体(10)为圆柱形釜体，所述第一进料管(20)与所述釜体(10)周向上的切线的夹角为30°。

3.根据权利要求1所述的釜式反应器，其特征在于，所述第一进料管(20)朝向所述釜体(10)的顶部倾斜0°至15°。

4.根据权利要求1所述的釜式反应器，其特征在于，所述釜体(10)的侧壁上设置有夹套(30)，所述第一进料管(20)穿过所述夹套(30)与所述釜体(10)连接。

5.根据权利要求4所述的釜式反应器，其特征在于，所述釜式反应器上设置有贯穿所述夹套(30)和所述釜体(10)的椭圆形孔(50)，所述椭圆形孔(50)内嵌设有挡圈(90)，所述第一进料管(20)焊接固定在所述挡圈(90)内。

6.根据权利要求1所述的釜式反应器，其特征在于，所述第一进料管(20)上设置有第一开关阀(21)。

7.根据权利要求1所述的釜式反应器，其特征在于，所述釜式反应器还包括第二进料管(40)，所述第二进料管(40)设置在所述釜体(10)的顶部。

8.根据权利要求7所述的釜式反应器，其特征在于，所述第二进料管(40)上设置有第二开关阀(41)。

9.根据权利要求1所述的釜式反应器，其特征在于，所述釜式反应器还包括搅拌装置(60)，所述搅拌装置(60)包括安装在所述釜体(10)的中心轴线上的搅拌轴(61)和固定在所述搅拌轴(61)上的搅拌器(62)。

10.根据权利要求9所述的釜式反应器，其特征在于，所述釜式反应器还包括驱动装置(70)，所述驱动装置(70)与所述搅拌轴(61)驱动连接以驱动所述搅拌轴(61)在所述釜体(10)内转动。