CN208795579U

CN208795579U - 一种用于悬浮液配制、输送和反应的系统

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Publication number: CN208795579U
Application number: CN201821455524.XU
Authority: CN
Inventors: 唐印; 孔德利; 龚元德; 宋国天; 张大伟
Original assignee: Beijing Edgein Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Edgein Technology Co Ltd
Priority date: 2018-09-04
Filing date: 2018-09-04
Publication date: 2019-04-26
Anticipated expiration: 2028-09-04

Abstract

本实用新型涉及一种用于悬浮液配制、输送和反应的系统，本实用新型所述系统将固体物料配制成悬浮液并通过第一管道连续、快速而稳定地输送至反应器内，解决了固体物料在输送过程中容易堵塞设备、管道，以及产生粉尘污染的技术问题；同时，本实用新型所述系统利用反应器生成的高温气体和高温液体对第一管道内的悬浮液进行加热，使其经过充分预热后，在低压蒸汽的作用下即可启动反应，同时，反应生成的高温气体和高温液体可得到冷却，本实用新型所述系统利用自身反应产生的热量对原料进行预热，对热量进行了充分的回收，能够起到节能、节资和环保的作用，具有重大意义。

Description

一种用于悬浮液配制、输送和反应的系统

技术领域

本实用新型涉及化工领域，具体而言，涉及一种用于悬浮液配制、输送和反应的系统。

背景技术

在化工领域，固体物料(例如碳酸钠晶体)的输送，容易出现堵塞设备和管道、粉尘飞扬等问题，因此，固体物料的加样一直是困扰工程师的难题。

有鉴于此，特提出本实用新型。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于悬浮液配制、输送和反应的系统，所述系统可将固体物料配制成悬浮液并通过第一管道连续、快速而稳定地输送至反应器内，解决了固体物料在输送过程中容易堵塞设备、管道，以及产生粉尘污染的技术问题；

进一步地，本实用新型所述系统在所述悬浮液配制装置和/或所述第一管道上设置保温加热夹套，能够避免悬浮液中的固体在配制装置和管道的内壁析出，形成沉淀和结疤；

更进一步地，本实用新型所述系统在第一管道上设置第一换热器和第二换热器，对第一管道内的悬浮液进行均匀加热，避免增加结晶，导致管道堵塞；

更进一步地，本实用新型所述系统利用反应器生成的高温气体和高温液体分别经第一换热器和第二换热器对第一管道内的悬浮液进行加热，使其经过充分预热后，在低压蒸汽的作用下即可启动反应，同时，反应生成的高温气体和高温液体可得到冷却，本实用新型所述系统利用自身反应产生的热量对原料进行预热，对热量进行了充分的回收，能够起到节能、节资和环保的作用，具有重大意义。

为了实现本实用新型的上述目的，特采用以下技术方案：

一种用于悬浮液配制、输送和反应的系统，所述系统包括悬浮液配制装置、第一管道、第一泵和反应器，所述悬浮液配制装置和所述反应器通过第一管道和设置在所述第一管道上的第一泵连通，其中：

所述悬浮液配制装置包括固体进料口、液体进料口、悬浮液出料口和搅拌器，所述搅拌器用于将固体物料与液体搅拌混合均匀以获得悬浮液，所述悬浮液出料口与所述第一个管道连通；

所述反应器包括进料口和出料口，其中，所述进料口与所述第一管道连通，所述出料口用于从反应器中输送反应产物。

与现有的固体物料输送方式不同，本实用新型所述系统利用悬浮液配制装置，将固体物料与液体搅拌混合均匀，得到悬浮液，再利用第一泵和第一管道将悬浮液连续地输送至反应器中进行反应。由于物料的具体形式由固体转变为悬浮液，因此，本实用新型在输送过程中可以极大地降低其堵塞管道的可能，同时可避免固体物料在输送过程中产生的粉尘。

另一方面，本实用新型利用第一管道和第一泵能够将悬浮液快速、连续地从配置装置中转移到反应器内，避免悬浮液在配置装置中沉淀或发生反应，同时实现生产的连续性和稳定性。例如，第一管道采用高流速的管道，管内流速大于2.5m/s，优选3m/s，能够快速将悬浮液配制装置中的悬浮液通过管道输送至反应器中。

在一些具体实施方式中，为了加快搅拌速度，缩短悬浮液的配置时间，避免悬浮液在配置装置中反应，所述搅拌器为多层搅拌器，例如两层或更多层搅拌器，优选地，所述多层搅拌器的搅拌速度为1300r/min以上，更优选地，所述多层搅拌器的搅拌速度为1400r/min。

在一些具体实施方式中，所述悬浮液配制装置和/或所述第一管道上设置有保温夹套；优选地，所述保温夹套为保温加热夹套；更优选地，所述第一管道为夹套伴热管道。

尽管与固体物料相比，悬浮液在配置和输送过程中对设备和管道造成堵塞的可能性大大降低，但从长期来看，悬浮液仍然容易在悬浮液配置装置和管道的内表面形成沉淀，结疤，对管道、设备和仪表(如，温度计、液位计)造成腐蚀和/或堵塞。因此，企业需要采取停产检修，高压水洗、加热蒸煮，造成生产间断，产量下降，处理不完全还造成产品质量存在问题等。为解决上述问题，本实用新型的上述方案在悬浮液配制装置和/或第一管道上设置保温夹套、保温加热夹套或将第一管道设置为夹套伴热管道，从而使悬浮液配制装置和第一管道的内壁维持较高的温度，伴有溶解趋势，避免悬浮液中的固体在内壁上形成沉淀和结疤。

在一些具体的实施方式中，本实用新型所述系统的所述第一管道上还设置有换热装置，用于加热所述第一管道内的悬浮液，优选地，所述换热装置包括第一换热器和第二换热器，更优选地，所述第一换热器和/或所述第二换热器为板式换热器。

本实用新型所述系统在第一管道上设置换热装置，所述悬浮液在进入反应器前已经经过加热，有利于其进入反应器后反应的快速启动。而所述换热装置包括第一换热器和第二换热器，以两级加热的方式对悬浮液进行逐级均匀加热，避免在加热过程增加固体结晶，解决堵塞问题。另外，本实用新型所述换热器为板式换热器，具有流速高、换热效率高、投资省、占地少的优点。

在一些具体的实施方式中，本实用新型所述系统的所述反应器还设置有低压蒸汽入口。

在本实用新型的前述方案中，悬浮液在经过换热装置的充分预热后进入反应器，低压蒸汽通过反应器上的低压蒸汽入口进入，迅速地使已经预热的悬浮液到达反应温度，能够快速启动化学反应。。

在一些具体的实施方式中，所述反应器的出料口包括气体出料口和液体出料口，所述气体出料口与第二管道相连，所述液体出料口与第三管道及第二泵相连；所述第一换热器与第一管道和第二管道相连，利用反应生成的气体对悬浮液进行加热；所述第二换热器与第一管道和第三管道相连，利用反应生成的液体对悬浮液进行加热。

本实用新型上述系统进一步地利用反应生成的高温气体和高温液体分别对第一管道内的悬浮液进行加热，利用反应本身产生的热量对原料进行预热，同时对反应产物进行降温，实现了热量的充分回收，极大地节约能源，降低成本，具有节能、节资和环保的作用。。

在一些具体的实施方式中，所述悬浮液配制装置内部设有温度计和液位计，顶部设有排气装置和溢流装置。

在一些具体的实施方式中，所述系统还包括螺旋输送机，所述螺旋输送机的出料口连接所述悬浮液配制装置的进料口。本实用新型中的螺旋输送机为封闭输送，无粉尘污染，零损失，可确保生产环境整洁。

在一些具体的实施方式中，所述螺旋输送机为单螺杆输送机。

在一些具体的实施方式中，所述系统还包括皮带输送机，所述皮带输送机用于将固体物料输送至螺旋输送机；更优选地，所述皮带输送机为计量皮带输送机。

在一些具体的实施方式中，所述皮带输送机的输送量为10～20t/h，优选为15t/h。

在一些具体的实施方式中，所述系统还包括有气液分离器和炉气冷却器，其中，所述气液分离器的入口与第二管道相连，其气体出口与炉气冷却器相连，其液体出口与悬浮液配制装置相连。

在一些具体的实施方式中，所述系统还包括储罐，所述储罐与所述第三管道相连，用于储存反应生成的液体，所述储罐的底部设有保温盘管，内部设有搅拌器。

本实用新型上述技术方案中，储罐设置保温盘管和搅拌器，能够防止反应生成液体在储罐中出现沉淀、堵塞和腐蚀的现象。

在一些具体的实施方式中，所述保温盘管为电加热保温盘管。

在一些具体的实施方式中，所述储罐内部还设有液位计和溢流口。

在一些具体的实施方式中，所述系统还包括第四管道，所述第四管道与所述储罐相连。

在一些具体的实施方式中，所述第四管道上还设置有第三泵。

在一些具体的实施方式中，所述第一泵、第二泵和/或第二泵为渣浆泵。

在一些具体的实施方式中，所述第二管道、第三管道和/或第四管道上设置有保温夹套。

在一些具体的实施方式中，所述系统用于制备碳酸氢钠，所述悬浮液为碳酸钠悬浮液。

本实用新型还涉及一种前述系统的使用方法，所述方法包括：

将固体物料与液体在所述悬浮液配制装置中搅拌混合均匀，所得悬浮液经所述第一管道和设置在所述第一管道上的所述第一泵输送至所述反应器中，所述悬浮液在所述反应器中进行反应，获得反应产物。

在一些具体的实施方式中，在配制悬浮液的过程中，所述悬浮液的配置体积为8～16m³，搅拌速度为1300r/min以上，在悬浮液配制装置中的停留时间为5～10min，所述第一管道的输送速度为70～80m³/h。

在一些具体的实施方式中，所述悬浮液的配置体积为10m³，搅拌速度为1400r/min，在悬浮液配制装置中的停留时间为8min，所述第一管道的输送速度为75m³/h。

在一些具体的实施方式中，所述固体物料和所述溶解液的固液比为5～15％，优选为10％。

在一些具体的实施方式中，所述悬浮液在通入低压蒸汽的条件下进行反应，生成气体产物和液体产物，所述气体产物和所述液体产物通过所述气体出料口和所述液体出料口从所述反应器中输出。

在一些具体的实施方式中，所述方法还包括利用所述换热装置对第一管道中的悬浮液进行加热；优选地，所述加热包括利用第一换热器进行第一级加热，利用第二换热器进行第二级加热。

在一些具体的实施方式中，所述第一级加热利用所述气体反应产物对所述悬浮液进行加热，所述第二级加热利用所述液体反应产物对所述悬浮液进行加热；优选地，本实用新型所述悬浮液在所述悬浮液配制装置中的温度为50～60℃，经第一级加热后的温度为70～80℃，经第二加热后的温度为80～90℃。

在一些具体的实施方式中，所述方法还包括将气体产物流经气液分离器，回收所得液体进入悬浮液配制装置，用于溶解固体物料，回收所得气体进入炉气冷却器。

在一些具体的实施方式中，所述方法还包括将液体产物输送至储罐。

在一些具体的实施方式中，所述固体物料为碳酸钠，所述气体产物为二氧化碳，所述液体产物为碳酸氢钠。

与现有技术相比，本实用新型所述技术方案具有以下优点：

(1)本实用新型所述系统将固体物料配制成悬浮液并通过第一管道连续、快速而稳定地输送至反应器内，解决了固体物料在输送过程中容易堵塞设备、管道，以及产生粉尘污染的技术问题；

(2)本实用新型在悬浮液配制装置和/或第一管道上设置保温夹套，使其内壁伴随溶解趋势，避免长期使用过程中悬浮液在内壁形成沉淀和结疤；

(3)本实用新型所述系统利用第一换热器和第二换热器，对第一管道内的悬浮液进行分级加热，使其受热均匀，避免增加结晶，导致管道堵塞；

(4)本实用新型所述系统利用反应器生成的高温气体和高温液体分别经第一换热器和第二换热器对第一管道内的悬浮液进行加热，使所述悬浮液经过充分预热后，在低压蒸汽的作用下即可快速启动反应，同时，反应生成的高温气体和高温液体可得到冷却，本实用新型所述系统利用自身反应产生的热量对原料进行预热，对热量进行了充分的回收，能够起到节能、节资和环保的作用，具有重大意义。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型系统的示意图。

附图标记：

1-皮带输送机；

2-螺旋输送机；

3-悬浮液配制装置；

4-反应器；

5-第一管道；

6-第一泵；

7-第二管道；

8-第三管道；

9-第二泵；

10-第一板式换热器；

11-第二板式换热器；

12-气液分离器；

13-炉气冷却器；

14-储罐；

15-第四管道；

16-第三泵。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限制本实用新型的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

结合说明书附图1，本实施例提供一种用于制备碳酸氢钠的系统，所述系统包括：

皮带输送机1、螺旋输送机2、悬浮液配制装置3、反应器4、第一管道5、第一泵6、第二管道7、第三管道8、第二泵9、第一板式换热器10、第二板式换热器11、气液分离器12、炉气冷却器13、储罐14、第四管道15和第三泵16；

其中，所述皮带输送机1为计量皮带输送机，用于将固体物料输送至螺旋输送机；所述螺旋输送机2为单螺杆输送机，其出料口连接所述悬浮液配制装置3的进料口，用于将固体物料输送至所述悬浮液配制装置3；

所述悬浮液配制装置3包括固体进料口、液体进料口、悬浮液出料口、温度计、液位计、顶部排气装置和溢流装置以及多层搅拌器，所述搅拌器用于将固体物料与液体搅拌混合均匀以获得悬浮液，所述悬浮液出料口与所述第一管道5连通；

所述反应器4包括进料口、出料口和设置在其顶部的低压蒸汽入口，所述进料口与第一管道3连通，所述出料口包括气体出料口和液体出料口，气体出料口与第二管道7相连，液体出料口与第三管道8及第二泵9相连，分别用于从反应器中输送反应所得气体和液体；

所述系统的所述第一管道3上还设置有换热装置，所述换热装置包括第一板式换热器10和第二板式换热器11；所述第一板式换热器10与第一管道3和第二管道7相连，利用反应生成的高温气体对悬浮液进行加热；所述第二板式换热器11与第一管道3和第三管道8相连，利用高温反应生成的液体对悬浮液进行加热；

所述系统还包括有气液分离器12、炉气冷却器13和储罐14；其中，所述气液分离器12的入口与第二管道7相连，其气体出口与炉气冷却器13相连，其液体出口与悬浮液配制装置3相连；所述储罐14与所述第三管道8相连，用于储存反应生成的液体，所述储罐14的底部设有电加热保温盘管，内部设有搅拌器，所述储罐14还连接有第四管道15，所述第四管道15上设置有第三泵16；

悬浮液配制装置3、第一管道5、第二管道7、第三管道8和第四管道15上均设置有保温加热夹套；

所述第一泵6、第二泵9和第三泵16均为高扬程渣浆泵。

实施例2

结合说明书附图图1，本实施例提供实施例1所述系统的运行方式，具体包括：

本实用新型所述系统运行时，碳酸钠固体物料首先通过皮带输送机1输送至螺旋输送机2，所述皮带输送机1的输送量为15t/h，所述螺旋输送机2将碳酸钠固体物料输送至所述悬浮液配制装置3，以1400r/min的速度搅拌均匀，获得碳酸钠的悬浮液，所述悬浮液在所述悬浮液配制装置中的停留时间为8min，所述碳酸钠溶液的温度为50～60℃。

碳酸钠悬浮液通过第一管道5和第一泵6快速将配制好的碳酸钠悬浮液从悬浮液配制装置3输送至所述反应器4中，其输送速度为75m³/h。所述碳酸钠悬浮液在第一管道4中输送时，经过第一板式换热器10，升温至70～80℃，再经过第二板式换热器11，升温至80～90℃；升温后的碳酸钠悬浮液进入反应器4后，在低压蒸汽的作用下，迅速启动反应，生成高温二氧化碳气体和高温碳酸氢钠液体。

所述高温二氧化碳气体经气体出料口进入第二管道7，并在第一板式换热器10中，与碳酸钠悬浮液发生热交换，对其进行加热；之后，所述二氧化碳气体进入气液分离器12，分离得到气体和液体；其中，气体进入炉气冷却器13，冷却后输送至炉气系统，而所述液体进入悬浮液配制装置3，用于溶解碳酸钠固体物料。

所述高温碳酸氢钠液体经液体出料口进入第三管道8，被第二泵9泵送至第二板式换热器11，与碳酸钠悬浮液发生热交换，对其进行加热，所述碳酸氢钠液体的温度降至70～80℃；之后，所述碳酸氢钠液体进入储罐14，所述储罐14启动底部的保温盘管和内部的搅拌器，避免碳酸氢钠液体在储罐底部形成沉淀，连接在储罐14上的第四管道15通过第三泵16将储罐中的碳酸氢钠液体泵送至目的地，如管廊。

本实施例所述方法总耗能共计450万大卡，节省200万大卡。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种用于悬浮液配制、输送和反应的系统，其特征在于，所述系统包括悬浮液配制装置、第一管道、第一泵和反应器，所述悬浮液配制装置和所述反应器通过第一管道和设置在所述第一管道上的第一泵连通，其中：

所述悬浮液配制装置包括固体进料口、液体进料口、悬浮液出料口和搅拌器，所述搅拌器用于将固体物料与液体搅拌混合均匀以获得悬浮液，所述悬浮液出料口与所述第一管道连通；

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述搅拌器为多层搅拌器。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述多层搅拌器为二层搅拌器或三层搅拌器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述悬浮液配制装置和/或所述第一管道上设置有保温加热夹套。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述第一管道为夹套伴热管道。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一管道上还设置有换热装置，用于加热所述第一管道内的悬浮液。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述换热装置包括第一换热器和第二换热器。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述第一换热器和/或所述第二换热器为板式换热器。

9.根据权利要求6～8任一项所述的系统，其特征在于，所述反应器还设置有低压蒸汽入口。

10.根据权利要求7～8任一项所述的系统，其特征在于，所述反应器的出料口包括气体出料口和液体出料口，其中，气体出料与第二管道相连，液体出料口与第三管道及第二泵相连；

所述第一换热器与所述第一管道和所述第二管道相连；所述第二换热器与所述第一管道和所述第三管道相连。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括螺旋输送机，所述螺旋输送机的出料口连接所述悬浮液配制装置的固体进料口。

12.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括有气液分离器和炉气冷却器，其中，所述气液分离器的入口与所述第二管道相连，其气体出口与炉气冷却器相连，其液体出口与悬浮液配制装置相连。

13.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括储罐，所述储罐与所述第三管道相连，所述储罐的底部设有保温盘管，内部设有搅拌器。

14.根据权利要求1～8、11～13任一项所述的系统，其特征在于，所述第一泵和/或第二泵为渣浆泵。