CN209696891U - 多级反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种多级反应器，属于反应设备领域，包括壳体、驱动装置、搅拌装置和分区隔板；壳体的一端设置进料口，另一端设置出料口，多个分区隔板沿物料的流动方向依次间隔设置在壳体内，使壳体内分为多个反应区，分区隔板与壳体的内壁连接，多个分区隔板上同轴设置用于输送物料的物料通道；搅拌装置位于壳体内，搅拌装置依次穿设于多个分区隔板的物料通道中以对各个反应区中物料搅拌，驱动装置与搅拌装置连接，多个分区隔板将壳体内部分为多个反应区，使物料的多级反应集中在一个反应器中进行，容积利用率高，降低了占地面积以及成本，同时，采用一个驱动装置和搅拌装置能够完成对多个反应区的搅拌调节，调控和操作更为简便。

Description

多级反应器

技术领域

本实用新型涉及反应设备领域，具体涉及一种多级反应器。

背景技术

目前，常规的釜式反应器多采用多级串联的结构形式，一般由二到五台反应釜组成，以四个串联的反应器为例，参加化学反应的物料进入反应釜一中进行化学反应，然后依次经过反应釜二、反应釜三、反应釜四完成整个物料反应，最后经出料口离开反应器四。上述结构的多级反应器，每一台需要单独配备搅拌装置、驱动装置、仪表以及阀门管道等元件，工作时故障发生率较高，成本也较高，并且存在占地空间大的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多级反应器，用以解决现有技术存在的上述技术问题。

基于上述目的，本实用新型提供的多级反应器，包括：壳体、驱动装置、搅拌装置和分区隔板；

所述壳体的一端设置进料口，另一端设置出料口；

多个所述分区隔板沿物料的流动方向依次间隔设置在所述壳体内，以使所述壳体内分为多个反应区，所述分区隔板与所述壳体的内壁连接，多个所述分区隔板上同轴设置用于输送物料的物料通道；

所述搅拌装置位于所述壳体内，并且所述搅拌装置依次穿设于多个所述分区隔板的所述物料通道中以对各个反应区中物料搅拌，所述驱动装置与所述搅拌装置连接。

上述技术方案中，多个分区隔板将壳体内部分为多个反应区，从而在一个壳体内集成多个反应区，使物料的多级反应集中在一个反应器中进行，容积利用率高，降低了占地面积以及成本，同时，采用一个驱动装置和搅拌装置能够完成对多个反应区的搅拌调节，调控和操作更为简便。

进一步的，所述搅拌装置包括搅拌轴和多个搅拌叶，所述搅拌轴穿设于多个所述分区隔板的所述物料通道中，多个所述搅拌叶分别设置在所述搅拌轴轴身的周侧位置。

上述技术方案中，利用一根搅拌轴同时穿过多个物料通道，通过搅拌叶实现对物料的搅拌作用，相比于现有技术中采用多个分体式的反应釜的反应器而言，简化了结构，减少了设备投入成本，使搅拌操作变得简单，降低了故障率。

进一步的，所述搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向方向均匀分布，以使多个反应区中均具有搅拌叶。

上述技术方案中，通过对搅拌叶在搅拌轴的均匀布置方式，能够对各个反应区中的物料实现充分搅拌，提高物料的反应率。

进一步的，所述分区隔板与所述壳体的内壁可拆卸连接。

通过上述的可拆卸连接方式，使得分区隔板更容易进行更换和位置调节。

进一步的，所述驱动装置采用电机。

进一步的，所述壳体靠近出料口的一端设置气相口。

进一步的，还包括导流板，所述导流板位于所述物料通道出口侧，所述导流板与所述搅拌轴连接。

上述技术方案中，通过在物料通道的出口侧设置导流板，能够使一个反应区的物料均匀进入到下一个反应区中，从而保障物料的混合均匀性，提高物料的反应率。

进一步的，所述导流板设置为圆环形，所述导流板的外圈直径大于所述物料通道的直径。

进一步的，还包括搅拌支撑件，所述搅拌支撑件包括支撑板和轴承，所述支撑板与所述壳体内壁连接，所述轴承设置在支撑件上，并且所述轴承套设于所述搅拌轴上。

上述技术方案中，通过轴承能够对搅拌轴的径向方向提供定位作用，从而保障在搅拌轴长度较长的情况下起到稳定搅拌轴的作用。

进一步的，还包括换热管组，至少在靠近进料口的一个反应区内设置所述换热管组。

上述技术方案中，利用换热管组可以对相应的反应区中的物料进行冷却或者加热，从而保障反应区内物料的反应环境温度可控，保障物料的反应效率。

采用上述技术方案，本实用新型提供的多级反应器的技术效果有：

本实用新型提供的多级反应器，包括：壳体、驱动装置、搅拌装置和分区隔板；壳体的一端设置进料口，另一端设置出料口，多个分区隔板沿物料的流动方向依次间隔设置在壳体内，以使壳体内分为多个反应区，分区隔板与壳体的内壁连接，多个分区隔板上同轴设置用于输送物料的物料通道；搅拌装置位于壳体内，并且搅拌装置依次穿设于多个分区隔板的物料通道中以对各个反应区中物料搅拌，驱动装置与搅拌装置连接。

该技术方案中，多个分区隔板将壳体内部分为多个反应区，从而在一个壳体内集成多个反应区，使物料的多级反应集中在一个反应器中进行，容积利用率高，降低了占地面积以及成本，同时，采用一个驱动装置和搅拌装置能够完成对多个反应区的搅拌调节，调控和操作更为简便。

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为现有技术中反应器的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的多级反应器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的多级反应器的另一结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的多级反应器中的导流板的结构示意图。

附图标记：10.壳体，20.驱动装置，30.搅拌装置，31.搅拌轴，32.搅拌叶，40.分区隔板，11.进料口，12.出料口，13.反应区，14.连接板，15.压力表，16.安全阀，41.物料通道，50.气相口，60.导流板，70.搅拌支撑件，71.支撑板，72.轴承，80.换热管组，81.进水/气接头，82.出水/气接头，83.调节阀，84.测温元件，90.反应釜。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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”等仅用于描述目的，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。

如图1所示，提供了现有技术中采用的多级串联的反应器结构示意图，其中箭头所示方向为物料流通方向。以四个串联的反应釜90为例，自左至右依次为反应釜一、反应釜二、反应釜三、反应釜四。参加化学反应的物料进入反应釜一中进行化学反应，然后依次经过反应釜二、反应釜三、反应釜四完成整个物料反应，最后经出料口离开反应釜四。上述结构的反应器，每一台需要单独配备搅拌装置、驱动装置、仪表以及阀门管道等元件，工作时故障发生率较高，成本也较高，并且存在占地空间大的问题。

本实用新型实施例基于现有技术中存在的上述问题为出发点，对反应器的结构进行改进，使多个反应器集成为一体结构，在满足使用要求的前提下，减小占地面积、降低故障发生率和成本。

如图2、图3所示，提供了多级反应器的两种结构示意图，其中，图2为基本结构示意图，图3为应用到硝基苯生产的反应器的结构示意图，其是在图2所示的反应器的基础上做出了相应的改进，其中箭头所示方向为物料的流动方向。

本实用新型实施例提供的多级反应器，包括：壳体10、驱动装置20、搅拌装置30和分区隔板40。

壳体10优选采用一体式结构，相当于将现有技术中的多个反应釜90的壳体10集中为一个，节省了占地空间。

壳体10的一端设置进料口11，另一端设置出料口12，以本实施例提供的附图为例，进料口11设置在壳体10的底部，出料口12设置在壳体10的靠近顶部位置；物料在壳体10内的流向为自进料口11进入，自出料口12排出；

多个分区隔板40沿物料的流动方向依次间隔设置在壳体10内，从而将壳体10内部分为多个反应区13(相当于现有技术中的多个反应釜90)，分区隔板40与壳体10的内壁连接，并且，在多个分区隔板40上设置用于输送物料的物料通道41，上述的多个分区隔板40上的物料通道41，自下至上同轴设置；

搅拌装置30位于壳体10内，搅拌装置30起到对壳体10内的物料的搅拌作用，使物料能够充分混合发生相应的化学反应；并且，搅拌装置30依次穿设于多个分区隔板40的物料通道41中，从而对各个反应区13中的物料进行搅拌，驱动装置20与搅拌装置30连接，驱动装置20能够驱动搅拌装置30旋转。

上述技术方案中，多个分区隔板40将壳体10内部分为多个反应区13，从而在一个壳体10内集成多个反应区13，使物料的多级反应集中在一个反应器中进行，容积利用率高，降低了占地面积以及成本，同时，采用一个驱动装置20和搅拌装置30能够完成对多个反应区13的搅拌调节，调控和操作更为简便。

一个优选实施方案中，上述的搅拌装置30包括搅拌轴31和多个搅拌叶32，搅拌轴31自上之下穿设于多个分区隔板40的物料通道41中，多个搅拌叶32分别设置在搅拌轴31轴身的周侧位置。

利用一根搅拌轴31同时穿过多个物料通道41，通过搅拌叶32实现对物料的充分搅拌作用，相比于现有技术中采用多个分体式的反应釜90的反应器而言，大幅简化了结构，减少了设备投入成本，使搅拌操作变得简单，降低了故障率。

一个优选实施方案中，搅拌叶32沿搅拌轴31的轴向方向均匀分布，以使多个反应区13中均具有搅拌叶32。

通过对搅拌叶32在搅拌轴31的均匀布置方式，能够对各个反应区13中的物料实现充分搅拌，提高物料的反应率。

一个优选实施方案中，分区隔板40设置为圆形板，分区隔板40与壳体10的内壁可拆卸连接。通过上述的可拆卸连接方式，使得分区隔板40更容易进行更换和位置调节。

实际应用时，例如，壳体10的内壁对应位置设置法兰或者连接板14，以连接板14为例，连接板14与分区隔板40可以采用通过螺栓连接方式进行连接，实现对分区隔板40的固定，同时，方便对分区隔板40进行拆卸，并且，可以在壳体10的内壁自高度方向设置多个连接板14，从而使分区隔板40的安装间隔可调，便于根据使用状况调整各个反应区13的空间大小。

一个优选实施方案中，上述的驱动装置20优选采用电机，电机采用减速电机，直接驱动搅拌轴31旋转，从而带动搅拌叶32对各个反应区13的物料进行搅拌。

一个优选实施方案中，壳体10靠近出料口12的一端设置气相口50，气相口50连通气体通道，方便对尾气进行处理，此外，如图3所示，在壳体10上设置与壳体10内部连通的压力表15以及安全阀16，利用压力表15对壳体10内部的压力进行检测，安全阀16也与气体通道连通，利用安全阀16内的爆破片实施壳体10内的过压保护。

一个优选实施方案中，本实施例中提供的多级反应器还包括导流板60，导流板60位于物料通道41出口侧，导流板60与搅拌轴31连接。

通过在物料通道41的出口侧设置导流板60，能够使一个反应区13的物料均匀进入到下一个反应区13中，从而保障物料的混合均匀性，提高物料的反应率。

具体应用时，如图4所示，其中箭头所示方向为物料的流动方向，导流板60优选设置为圆环形，导流板60中部的圆孔穿设于搅拌轴31上，导流板60的外圈直径大于物料通道41的直径，前一个反应区13的物料进入到下一个反应区13过程中，由于导流板60的阻挡作用，使物料由物料通道41向导流板60的两侧移动，逐渐进入至上述的下一个反应区13内，从而保障物料在反应区13内的均匀性。

一个优选实施方案中，本实施例中提供的多级反应器还包括搅拌支撑件70，搅拌支撑件70包括支撑板71和轴承72，支撑板71与壳体10内壁连接，轴承72设置在搅拌支撑件70上，并且轴承72套设于搅拌轴31上。

上述技术方案中，通过轴承72能够对搅拌轴31的径向方向提供定位作用，从而保障在搅拌轴31长度较长的情况下起到稳定搅拌轴31的作用。

一个优选实施方案中，本实施例中提供的多级反应器还包括换热管组80，至少在靠近进料口11的一个反应区13内设置换热管组80。在壳体10的壳壁上设置进水/气接头81和出水/气接头82，方便与换热管组80的相对应的进水/气口和出水/气口相接通。进水/气接头和出水/气接头向外连接有管道，管道上设置调节阀83以及相应的仪表，用以调节引入液体或者气体的流量，还设置有测温元件84，用以测量反应器内的温度，在仪表上进行显示。

利用换热管组80可以对相应的反应区13中的物料进行冷却或者加热，从而保障反应区13内物料的反应环境温度可控，保障物料的反应效率。

以苯和硝酸为原料，以硫酸为催化剂，生产硝基苯为例；

常规的釜式多级串联反应器：

如图1所示，原料苯、硝酸和催化剂硫酸从反应器一进料口11进入反应器进行反应，在此反应物浓最度大，反应速度最快。然后依次经过反应器二、反应器三、反应器四完成整个反应，从出料口12离开反应器。从反应器一到反应器二、反应器三、反应器四反应物浓度递减，反应产物浓度递增，反应推动力递减。最后在反应器四完成反应，物料转入后续工序，其中，反应温度用冷却水调节。

本实用新型实施例中的多级反应器，如图3所示，以设置四个反应区13为例，反应温度用冷却水调节；原料苯、硝酸和催化剂硫酸从反应器底部进料口11进入反应器的反应区一的进行反应，在此反应物浓最度大，反应速度最快。然后经过物料通道41与搅拌轴31的环隙并在导流板60的导流作用下分散到反应区二进行反应。然后以同样的方式依次经过反应区三、反应区四完成整个反应，从出料口12离开反应器。从反应区一到反应区二、反应区三、反应区四，反应物浓度递减，反应产物浓度递增，反应推动力递减。最后在反应区四完成反应，去后续工序。利用本申请的多级反应器，使物料的多级反应集中在一个反应器中进行，容积利用率高，降低了占地面积以及成本，同时，采用一个驱动装置20和搅拌装置30能够完成对多个反应区13的搅拌调节，调控和操作更为简便。

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，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 (10)

1.一种多级反应器，其特征在于，包括壳体、驱动装置、搅拌装置和分区隔板；

所述壳体的一端设置进料口，另一端设置出料口；

多个所述分区隔板沿物料的流动方向依次间隔设置在所述壳体内，以使所述壳体内分为多个反应区，所述分区隔板与所述壳体的内壁连接，多个所述分区隔板上同轴设置用于输送物料的物料通道；

所述搅拌装置位于所述壳体内，并且所述搅拌装置依次穿设于多个所述分区隔板的所述物料通道中以对各个反应区中物料搅拌，所述驱动装置与所述搅拌装置连接。

2.根据权利要求1所述的多级反应器，其特征在于，所述搅拌装置包括搅拌轴和多个搅拌叶，所述搅拌轴穿设于多个所述分区隔板的所述物料通道中，多个所述搅拌叶分别设置在所述搅拌轴轴身的周侧位置。

3.根据权利要求2所述的多级反应器，其特征在于，所述搅拌叶沿所述搅拌轴的轴向方向均匀分布，以使多个反应区中均具有搅拌叶。

4.根据权利要求1所述的多级反应器，其特征在于，所述分区隔板与所述壳体的内壁可拆卸连接。

5.根据权利要求1所述的多级反应器，其特征在于，所述驱动装置采用电机。

6.根据权利要求1所述的多级反应器，其特征在于，所述壳体靠近出料口的一端设置气相口。

7.根据权利要求2所述的多级反应器，其特征在于，还包括导流板，所述导流板位于所述物料通道出口侧，所述导流板与所述搅拌轴连接。

8.根据权利要求7所述的多级反应器，其特征在于，所述导流板设置为圆环形，所述导流板的外圈直径大于所述物料通道的直径。

9.根据权利要求2所述的多级反应器，其特征在于，还包括搅拌支撑件，所述搅拌支撑件包括支撑板和轴承，所述支撑板与所述壳体内壁连接，所述轴承设置在支撑件上，并且所述轴承套设于所述搅拌轴上。

10.根据权利要求1所述的多级反应器，其特征在于，还包括换热管组，至少在靠近进料口的一个反应区内设置所述换热管组。