CN209173935U - 一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及无机硅生产技术领域，尤其涉及一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，包括反应器本体，反应器本体的内部设有多层隔板，隔板将反应器本体内部分隔为沉降区、保温反应区、放热反应区和预热区，反应器本体内部设有搅拌装置，搅拌装置分别穿过沉降区、保温反应区和放热反应区；放热反应区相对应的反应器本体外部设有加热装置，预热区设有预热装置；沉降区设有液位传感器和压力传感器，沉降区、保温反应区、放热反应区和所述预热区分别设有温度传感器，液位传感器、所述压力传感器和温度传感器分别电连接控制器。利用该反应器降低了成本和消耗，实现了自动化控制，大大提高了生产效率。

Description

一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器

技术领域

本实用新型涉及无机硅生产技术领域，尤其涉及一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器。

背景技术

目前用于液相法生产液体硅酸钠的工艺中，所用原料为石英砂和烧碱，现有技术采用的反应装置为搅拌反应釜，但是采用上述装置在实际生产中存在以下几个问题：(1)现有反应釜操作步骤：进砂碱浆料→蒸汽加热→排空气→再蒸汽加热→放热反应→多次排汽→保压反应→泄压→放料，操作步骤繁琐，石英砂实际反应时间只占到总操作时间的一半，反应釜的生产效率低，利用率低；(2)由于反应压力在1.0MPa，此设备为压力容器，并且受压力容器设计、磨损及碱腐蚀余量、性价比等因素影响，反应釜一般容积在20立方/台以下，并且物料的填充率在80％以下，因此对于大型工业化生产液体硅酸钠，往往需配置多台反应釜，多釜并联操作量大，操作工艺需交叉独立进行，更加降低了生产效率并增加了人工成本增加；(3)反应前砂碱浆料配置设备及后续过滤设备需多台套设计和操作，增加了整套装置的成本及操作量；(4)此反应需先蒸汽加热，反应又是放热反应，热量不能有效循环利用和控制；(5)此反应为石英砂过量反应，间歇式反应釜为全混流形式，现有石英砂反应率低；(6)间歇式反应装置的自动化程度低，在反应温度，反应压力，进排料控制上很难达到精确的控制，导致反应产物浓度及收率波动较大。因此针对上述问题，有必要建立一种液体硅酸钠生产用液相反应器。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对现有技术的不足，提供一种液体硅酸钠生产用液相反应器，利用该反应器降低了成本和消耗，实现了自动化控制，大大提高了生产效率。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：

一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，包括反应器本体，所述反应器本体的底部设有进料口，所述反应器本体的顶部设有排气口，所述反应器本体的上部一侧设有出料口，所述反应器本体的内部设有多层隔板，所述隔板将反应器本体由上至下依次分隔为沉降区、保温反应区、放热反应区和预热区，所述反应器本体内部设有搅拌装置，所述搅拌装置依次穿过沉降区、保温反应区和放热反应区；所述放热反应区相对应的反应器本体外部设有加热装置，所述预热区设有预热装置；所述沉降区设有液位传感器和压力传感器，所述沉降区、所述保温反应区、所述放热反应区和所述预热区分别设有温度传感器，所述液位传感器、所述压力传感器和所述温度传感器分别电连接控制器。

作为一种改进的技术方案，每层隔板为两个，每层的两个隔板之间设有间隙，其中每个隔板包括与反应器本体内壁相连接的连接部以及与连接部的末端相连接的倾斜部，每层的两个隔板呈漏斗状排布在反应器本体内部。

作为一种改进的技术方案，所述预热装置设有第一蒸汽进口、第二蒸汽进口和蒸汽出口，所述排气口通过管道连通第二蒸汽进口。

作为一种改进的技术方案，所述预热装置为列管式换热器，所述列管式换热器包括壳体，所述壳体的两端分别设有管板，所述壳体内设有多个列管，所述列管与壳体之间形成壳程，所述多个列管的两端穿过管板，且所述多个列管与管板焊接连接。

作为一种改进的技术方案，所述搅拌装置包括搅拌轴，所述搅拌轴的一端连有电机，所述搅拌轴的另一端连有搅拌轴固定器，所述搅拌轴上设有多个搅拌桨。

作为一种改进的技术方案，所述搅拌轴固定器包括轴承座和支架，所述搅拌轴的另一端安装在轴承座上，所述轴承座通过支架固定在预热装置的顶部。

作为一种改进的技术方案，所述加热装置为夹套，所述夹套设有蒸汽进口和蒸汽出口。

作为一种改进的技术方案，所述反应器径高比为1:3-6，所述预热区、放热反应区、保温反应区以及沉降区的容积比为1:1.5-2.5:1.5-2.5:0.5-1.5。

采用了上述技术方案后，本实用新型的有益效果是：

由于液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，包括反应器本体，反应器本体的底部设有进料口，反应器本体的顶部设有排气口，反应器本体的上部一侧设有出料口，反应器本体的内部设有多层隔板，隔板将反应器本体由上至下依次分隔为沉降区、保温反应区、放热反应区和预热区，反应器本体内部设有搅拌装置，搅拌装置依次穿过沉降区、保温反应区和放热反应区；放热反应区相对应的反应器本体外部设有加热装置，预热区设有预热装置；沉降区设有液位传感器和压力传感器，沉降区、保温反应区、放热反应区和预热区分别设有温度传感器，液位传感器、压力传感器和温度传感器分别电连接控制器。在实际生产中，反应物料(砂碱浆料)从进料口进入反应器本体的预热区，利用预热装置将物料在100℃条件下预热后，物料再进入放热反应区，经过放热反应区外部的加热装置的加热，物料在175℃左右的条件下反应一段时间再进入保温反应区，物料进入保温反应区后在150℃左右的条件下保温反应一段时间再进入沉降区；反应液中的含固量依次递减，最终在沉降区内达到最低，产物最后从出料口排出反应器；物料在反应器本体内的整个反应过程中，工作人员可通过控制器控制反应器内的压力、控制各反应区内的温度以及液体物料距离出料口的液位，工作人员通过控制器启动搅拌装置，在整个反应过程中，通过搅拌装置对反应物料进行搅拌混合。利用该液相反应器实现了连续化生产，有效的提高了生产效率及产品收率，并可实现流量、压力、温度的自动化控制，大大降低了生产的消耗及成本。

由于每层隔板为两个，每层的两个隔板之间设有间隙，其中每个隔板包括与反应器本体内壁相连接的连接部以及与连接部的末端相连接的倾斜部，每层的两个隔板呈漏斗状排布在反应器本体内部。物料经过搅拌装置搅拌后，反应器底部物料会向反应器本体的上方流动，将隔板设计成这一形状，可降低物向上流动时的阻力，有助于底部物料向上流动。

由于预热装置设有第一蒸汽进口、第二蒸汽进口和蒸汽出口，排气口通过管道连通第二蒸汽进口。物料在反应过程中进入放热反应区时，经过放热反应区的外部加热装置的加热，物料开始释放热量，生成的蒸汽从排气口进入预热装置内部。采用这一设计将反应生成的热量充分进行利用。

由于预热装置为列管式换热器，列管式换热器包括壳体，壳体的两端分别设有管板，壳体内设有多个列管，列管与壳体之间形成壳程，多个列管的两端穿过管板，且多个列管与管板焊接连接。采用这一设计，结构简单，还实现了对物料的预热。

由于搅拌装置包括搅拌轴，搅拌轴的一端连有电机，搅拌轴的另一端连有搅拌轴固定器，搅拌轴上设有多个搅拌桨。在实际生产中，工作人员通过控制器启动电机，在电机的驱动下搅拌轴和搅拌桨对反应器本体的物料进行搅拌混合；通过设置搅拌装置可实现了对反应物料的搅拌混合，更有助于物料反应；通过搅拌轴固定器将搅拌轴固定，可防止搅拌轴转动时反生晃动。

由于搅拌轴固定器包括轴承座和支架，搅拌轴的另一端安装在轴承座上，轴承座通过支架固定在预热装置的顶部。搅拌轴穿过轴承座，在电机的驱动下周向运动；搅拌轴固定器采用这一设计，结构简单，而且实现了对搅拌轴的固定，避免了搅拌轴转动时发生晃动。

附图说明

图1为本实用新型一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器的结构示意图；

图2为图1中隔板的结构示意图；

图3为图1中预热装置的结构示意图；

其中，1-反应器本体，10-进料口，11-排气口，12-出料口，13-隔板，2-沉降区，20-液位传感器，21-压力传感器，3-保温反应区，4-放热反应区，40-夹套，5-预热区，50-温度传感器，51-预热装置，510-第一蒸汽进口，511-第二蒸汽进口，512-蒸汽出口，6-管道，7-电机，8-搅拌轴固定器，80-轴承座，81-支架，9-搅拌轴，90-搅拌桨。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，如图1、图2和图3共同所示，包括反应器本体1，反应器本体的底部设有进料口10，反应器本体1的顶部设有排气口11，反应器本体1的上部一侧设有出料口12，反应器本体1的内部设有多层隔板13，隔板13将反应器本体1由上至下依次分隔为沉降区2、保温反应区3、放热反应区4和预热区5(反应器径高比为1:3-6，预热区、放热反应区、保温反应区以及沉降区的容积比为1:1.5-2.5:1.5-2.5:0.5-1.5)，反应器本体1内部设有搅拌装置，搅拌装置依次穿过沉降区2、保温反应区3和放热反应区4；放热反应区4相对应的反应器本体1外部设有加热装置40(为夹套，夹套设有蒸汽进口和蒸汽出口)，预热区5设有预热装置51；沉降区2设有液位传感器20和压力传感器21，沉降区2、保温反应区3、放热反应区4和预热区5分别设有温度传感器50，液位传感器20、压力传感器21和温度传感器50分别电连接控制器6。

在实际生产中，反应物料(砂碱浆料)从进料口进入反应器本体的预热区，利用预热装置将物料在100℃条件下预热后，物料再进入放热反应区，经过放热反应区外部的加热装置的加热，物料在175℃左右的条件下反应一段时间再进入保温反应区，物料进入保温反应区后在150℃左右的条件下保温反应一段时间再进入沉降区；反应液中的含固量依次递减，最终在沉降区内达到最低，产物最后从出料口排出反应器；物料在反应器本体内的整个反应过程中，工作人员可通过控制器控制反应器内的压力、控制各反应区内的温度以及液体物料距离出料口的液位，工作人员通过控制器启动搅拌装置，在整个反应过程中，通过搅拌装置对反应物料进行搅拌混合。利用该液相反应器实现了连续化生产，有效的提高了生产效率及产品收率，并可实现流量、压力、温度的自动化控制，大大降低了生产的消耗及成本。

每层隔板13为两个(隔板与反应器本体内壁焊接连接)，每层的两个隔板13之间设有间隙，每个隔板13包括与反应器本体1内壁相连接的连接部130以及与连接部130的末端相连接的倾斜部131，每层的两个隔板13呈漏斗状排布在反应器本体1的内部。搅拌轴穿过每层两个隔板之间的间隙，搅拌轴对反应器本体内的物料进行搅拌混合，物料经过预热区预热后，依次进入放热反应区、保温反应区和沉降区。

预热装置51设有第一蒸汽进口510、第二蒸汽进口511和蒸汽出口512，排气口11通过管道6连通第二蒸汽进口511。物料在反应过程中进入放热反应区时，经过放热反应区的外部加热装置的加热，物料开始释放热量，生成的蒸汽从排气口进入预热装置内部。

预热装置51为列管式换热器，列管式换热器包括壳体，壳体的两端分别设有管板，壳体内设有多个列管，列管与壳体之间形成壳程，多个列管的两端穿过管板，且多个列管与管板焊接连接。蒸汽从第一蒸汽进口和第二蒸汽进口进入壳程，对列管内的物料进行预热。

搅拌装置包括搅拌轴9，搅拌轴9的一端连有电机7，搅拌轴9的另一端连有搅拌轴固定器8(包括轴承座80和支架81，搅拌轴140的另一端安装在轴承座80上，轴承座80通过支架81固定在预热装置51的顶部管板上)，搅拌轴9上设有多个搅拌桨90。搅拌轴通过搅拌轴固定器固定后，在驱动电机的作用下对反应器本体内的物料进行搅拌混合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，包括反应器本体，其特征在于：所述反应器本体的底部设有进料口，所述反应器本体的顶部设有排气口，所述反应器本体的上部一侧设有出料口，所述反应器本体的内部设有多层隔板，所述隔板将反应器本体由上至下依次分隔为沉降区、保温反应区、放热反应区和预热区，所述反应器本体内部设有搅拌装置，所述搅拌装置依次穿过沉降区、保温反应区和放热反应区；所述放热反应区相对应的反应器本体外部设有加热装置，所述预热区设有预热装置；所述沉降区设有液位传感器和压力传感器，所述沉降区、所述保温反应区、所述放热反应区和所述预热区分别设有温度传感器，所述液位传感器、所述压力传感器和所述温度传感器分别电连接控制器。

2.根据权利要求1所述的一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，其特征在于：每层隔板为两个，每层的两个隔板之间设有间隙，其中每个隔板包括与反应器本体内壁相连接的连接部以及与连接部的末端相连接的倾斜部，每层的两个隔板呈漏斗状排布在反应器本体内部。

3.根据权利要求1所述的一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，其特征在于：所述预热装置设有第一蒸汽进口、第二蒸汽进口和蒸汽出口，所述排气口通过管道连通第二蒸汽进口。

4.根据权利要求1所述的一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，其特征在于：所述预热装置为列管式换热器，所述列管式换热器包括壳体，所述壳体的两端分别设有管板，所述壳体内设有多个列管，所述列管与壳体之间形成壳程，所述多个列管的两端穿过管板，且所述多个列管与管板焊接连接。

5.根据权利要求1所述的一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，其特征在于：所述搅拌装置包括搅拌轴，所述搅拌轴的一端连有电机，所述搅拌轴的另一端连有搅拌轴固定器，所述搅拌轴上设有多个搅拌桨。

6.根据权利要求5所述的一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，其特征在于：所述搅拌轴固定器包括轴承座和支架，所述搅拌轴的另一端安装在轴承座上，所述轴承座通过支架固定在预热装置的顶部。

7.根据权利要求1所述的一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，其特征在于：所述加热装置为夹套，所述夹套设有蒸汽进口和蒸汽出口。

8.根据权利要求1所述的一种液体硅酸钠生产用连续式液相反应器，其特征在于：所述反应器径高比为1:3-6，所述预热区、放热反应区、保温反应区以及沉降区的容积比为1:1.5-2.5:1.5-2.5:0.5-1.5。