CN212942877U - 一种动态管式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种动态管式反应器，在化学物质制备过程中，将反应原料加入第一反应腔内；再将冷却介质分别通入第一冷却腔与第二冷却腔内；转动搅拌轴，使得反应原料充分混合、并进行化学反应。由于本方案在第一反应腔的内外两侧分别设有冷却腔，因此，化学反应过程中受到双面换热，使得反应过程中的热量被大量吸收，从而使得反应过程中的温度得到有效降低。同时，本方案的第一冷却腔与第二冷却腔分别由筒体的一侧面形成，因此，有效增大冷却介质与筒体之间的换热面积，从而进一步提高了管式反应器的换热效果，极大降低反应过程中散发的热量，进而有助于实现反应的准确控温，保证化学反应正常、有序进行。

Description

一种动态管式反应器

技术领域

本实用新型涉及化学反应设备技术领域，具体涉及一种动态管式反应器。

背景技术

正丁基硫代磷酰三胺(N-(N-butyl)thiophosphoric triamide，以下简称“NBPT”)是最有效的土壤脲酶抑制剂之一。正常使用情况下，农用化肥，主要是氮肥在土壤中很快被脲酶分解，这样不但浪费大量的氮肥资源，提高了作物生产成本，同时带来土壤板结以及环境污染等一系列问题。在氮肥中加入脲酶抑制剂是一种上世纪末开发的新型技术，NBPT能够起到抑制和缓释的效果，可有效地减缓氮肥分解成氨的酶解过程，减少浪费，并同时延长施肥点处氮肥的扩散时间。

NBPT制备过程中，通常采用管式反应器进行生产，将反应材料从管式反应器一端加入；再通过内部轴进行搅拌；最后，将反应物从管式反应器另一端输出。在反应过程中，会产生大量的热量，对反应的正常运行造成一定的影响。

为此，传统方法在搅拌轴上设置冷却结构，以降低反应过程中的反应热。然而，传统的冷却结构的降温较差，导致NBPT制备的反应温度无法准确控制，严重影响NBPT的生产效率。

实用新型内容

针对现有技术问题，本实用新型提供了一种动态管式反应器，能够有效降低反应过程中散发的热量，有助于实现反应的准确控温，保证化学反应正常进行。

本实用新型采用以下的技术方案：

一种动态管式反应器，包括：搅拌轴，所述搅拌轴内设有第一冷却腔，所述第一冷却腔内用于通入冷却介质，所述搅拌轴的相对两端分别设有第一连接端头与第二连接端头；筒体，所述筒体套设在所述搅拌轴外，且所述筒体的相对两端分别对应连接在所述第一连接端头与所述第二连接端头，所述筒体与所述搅拌轴之间形成第一反应腔；及外夹套，所述外夹套套设在所述筒体外，且所述外夹套的相对两端也分别对应连接在所述第一连接端头与所述第二连接端头，所述外夹套与所述筒体之间形成第二冷却腔，所述第二冷却腔也用于通入所述冷却介质。

在其中一个实施例中，动态管式反应器还包括反应板，所述反应板位于所述第二冷却腔内，所述反应板内设有第二反应腔，所述第二反应腔与所述第一反应腔连通。

在其中一个实施例中，所述反应板沿着所述筒体的周向缠绕，并沿着所述筒体的轴向延伸设置。

在其中一个实施例中，所述外夹套上设有加料管，所述加料管一端分别穿入所述外夹套与所述筒体，并与所述第一反应腔连通。

在其中一个实施例中，所述加料管为多个，多个所述加料管间隔设置在所述外夹套上。

在其中一个实施例中，动态管式反应器还包括温度传感器与压力传感器，所述温度传感器与所述压力传感器分别用于对所述第一反应腔内的温度、压力进行检测。

在其中一个实施例中，所述搅拌轴上设有多个桨叶。

在其中一个实施例中，所述桨叶相对所述搅拌轴的轴线呈夹角设置。

在其中一个实施例中，动态管式反应器还包括冷却管，所述冷却管缠绕在所述搅拌轴上，且所述冷却管的相对两端分别对应与所述第一冷却腔的相对两端连通。

在其中一个实施例中，动态管式反应器还包括两个轴承室，两个所述轴承室相对间隔设置，所述第一连接端头与所述第二连接端头分别对应连接在两个所述轴承室上，且所述搅拌的相对两端分别对应转动连接在两个所述轴承室上。

在其中一个实施例中，所述轴承室包括轴承座、轴承、端盖及机械密封，所述端盖装设在所述第一连接端头或者所述第二连接端头上，所述轴承座与所述端盖连接，所述轴承与所述机械密封间隔套设在所述搅拌轴的端部，所述轴承与所述机械密封分别对应装设在所述轴承座与所述端盖上。

本实用新型具有的有益效果是：

在化学物质制备过程中，将反应原料加入第一反应腔内；再将冷却介质分别通入第一冷却腔与第二冷却腔内；转动搅拌轴，使得反应原料充分混合、并进行化学反应。由于本方案在第一反应腔的内外两侧分别设有冷却腔，因此，化学反应过程中受到双面换热，使得反应过程中的热量被大量吸收，从而使得反应过程中的温度得到有效降低。同时，本方案的第一冷却腔与第二冷却腔分别由筒体的一侧面形成，因此，有效增大冷却介质与筒体之间的换热面积，从而进一步提高了管式反应器的换热效果，极大降低反应过程中散发的热量，进而有助于实现反应的准确控温，保证化学反应正常、有序进行。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其它的附图。

图1为动态管式反应器结构示意图；

图2为动态管式反应器结构爆炸示意图；

图3为动态管式反应器结构剖视图；

图4为动态管式反应器在操作台上的结构示意图。

附图标号说明：

100为动态管式反应器，110为搅拌轴，111为第一冷却腔，112为第一连接端头，113为第二连接端头，114为冷却管，115为桨叶，120为筒体，121为第一反应腔，122为反应板，130为外夹套，131为第二冷却腔，132为加料管，140为轴承室，141为端盖，142为轴承座，143为机械密封，144为轴承。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

在一个实施例中，请结合图1至图4，一种动态管式反应器100，包括：搅拌轴110、筒体120及外夹套130。所述搅拌轴110内设有第一冷却腔111，所述第一冷却腔111内用于通入冷却介质，所述搅拌轴110的相对两端分别设有第一连接端头112与第二连接端头113。所述筒体120套设在所述搅拌轴110外，且所述筒体120的相对两端分别对应连接在所述第一连接端头112与所述第二连接端头113，所述筒体120与所述搅拌轴110之间形成第一反应腔121。所述外夹套130套设在所述筒体120外，且所述外夹套130的相对两端也分别对应连接在所述第一连接端头112与所述第二连接端头113，所述外夹套130与所述筒体120之间形成第二冷却腔131，所述第二冷却腔131也用于通入所述冷却介质。

上述的动态管式反应器100，在化学物质制备过程中，将反应原料加入第一反应腔121 内；再将冷却介质分别通入第一冷却腔111与第二冷却腔131内；转动搅拌轴110，使得反应原料充分混合、并进行化学反应。由于本实施例在第一反应腔121的内外两侧分别设有冷却腔，因此，化学反应过程中受到双面换热，使得反应过程中的热量被大量吸收，从而使得反应过程中的温度得到有效降低。同时，本实施例的第一冷却腔111与第二冷却腔131分别由筒体120的一侧面形成，因此，有效增大冷却介质与筒体120之间的换热面积，从而进一步提高了管式反应器的换热效果，极大降低反应过程中散发的热量，进而有助于实现反应的准确控温，保证化学反应正常、有序进行。

具体地，冷却介质可为导热油或者冷却水。当反应过程为NBPT制备过程时，冷却介质采用导热油，通过导热油，使得反应温度冷却至0℃～20℃。

进一步地，动态管式反应器100还包括反应板122，所述反应板122位于所述第二冷却腔131内，所述反应板122内设有第二反应腔，所述第二反应腔与所述第一反应腔121连通。由此可知，在反应过程中，反应原料从第一反应腔121循环至第二反应腔内，使得反应原料处于第二冷却腔131内冷却介质的包裹下，大大增大冷却介质与反应原料之间的换热面积，有效提高了反应过程中的换热效果。

更进一步地，所述反应板122沿着所述筒体120的周向缠绕，并沿着所述筒体120的轴向延伸设置。由此可知，本实施例的反应板122呈螺旋状结构，如此，有助于进一步增大反应的换热面积。

在一个实施例中，所述外夹套130上设有加料管132，所述加料管132一端分别穿入所述外夹套130与所述筒体120，并与所述第一反应腔121连通。如此，通过加料管132，使得反应原料有效加至第一反应腔121与第二反应腔内。

进一步地，所述加料管132为多个，多个所述加料管132间隔设置在所述外夹套130上。

在一个实施例中，动态管式反应器100还包括温度传感器与压力传感器，所述温度传感器与所述压力传感器分别用于对所述第一反应腔121内的温度、压力进行检测。如此，通过温度传感器与压力传感器，准确检测反应过程中的温度与压力，根据检测出的温度与压力值，准确控制反应中的温度与压力。其中，动态管式反应器100还设置安全泄放阀。

在一个实施例中，所述搅拌轴110上设有多个桨叶115。如此，通过桨叶115搅动，使得反应原料混合更加均匀，利于反应进行。

进一步地，所述桨叶115相对所述搅拌轴110的轴线呈夹角设置。由此可知，将桨叶115 在搅拌轴110上倾斜设置，便于反应原料在桨叶115的推动下，继续向搅拌轴110的端部移动。

在一个实施例中，动态管式反应器100还包括冷却管114，所述冷却管114缠绕在所述搅拌轴110上，且所述冷却管114的相对两端分别对应与所述第一冷却腔111的相对两端连通，如此，通过冷却管114，有效提升搅拌轴110对反应过程中的冷却效果。

在一个实施例中，动态管式反应器100还包括两个轴承室140，两个所述轴承室140相对间隔设置，所述第一连接端头112与所述第二连接端头113分别对应连接在两个所述轴承室140上，且所述搅拌的相对两端分别对应转动连接在两个所述轴承室140上。如此，通过轴承室140，保证搅拌轴110在操作台上平稳转动。

进一步地，所述轴承室140包括轴承座142、轴承144、端盖141及机械密封143，所述端盖141装设在所述第一连接端头112或者所述第二连接端头113上，所述轴承座142与所述端盖141连接，所述轴承144与所述机械密封143间隔套设在所述搅拌轴110的端部，所述轴承144与所述机械密封143分别对应装设在所述轴承座142与所述端盖141上。

当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种动态管式反应器，其特征在于，包括：

搅拌轴，所述搅拌轴内设有第一冷却腔，所述第一冷却腔内用于通入冷却介质，所述搅拌轴的相对两端分别设有第一连接端头与第二连接端头；

筒体，所述筒体套设在所述搅拌轴外，且所述筒体的相对两端分别对应连接在所述第一连接端头与所述第二连接端头，所述筒体与所述搅拌轴之间形成第一反应腔；及

外夹套，所述外夹套套设在所述筒体外，且所述外夹套的相对两端也分别对应连接在所述第一连接端头与所述第二连接端头，所述外夹套与所述筒体之间形成第二冷却腔，所述第二冷却腔也用于通入所述冷却介质。

2.根据权利要求1所述的动态管式反应器，其特征在于，还包括反应板，所述反应板位于所述第二冷却腔内，所述反应板内设有第二反应腔，所述第二反应腔与所述第一反应腔连通。

3.根据权利要求2所述的动态管式反应器，其特征在于，所述反应板沿着所述筒体的周向缠绕，并沿着所述筒体的轴向延伸设置。

4.根据权利要求1所述的动态管式反应器，其特征在于，所述外夹套上设有加料管，所述加料管一端分别穿入所述外夹套与所述筒体，并与所述第一反应腔连通。

5.根据权利要求1所述的动态管式反应器，其特征在于，还包括温度传感器与压力传感器，所述温度传感器与所述压力传感器分别用于对所述第一反应腔内的温度、压力进行检测。

6.根据权利要求1所述的动态管式反应器，其特征在于，所述搅拌轴上设有多个桨叶。

7.根据权利要求6所述的动态管式反应器，其特征在于，所述桨叶相对所述搅拌轴的轴线呈夹角设置。

8.根据权利要求1所述的动态管式反应器，其特征在于，还包括冷却管，所述冷却管缠绕在所述搅拌轴上，且所述冷却管的相对两端分别对应与所述第一冷却腔的相对两端连通。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的动态管式反应器，其特征在于，还包括两个轴承室，两个所述轴承室相对间隔设置，所述第一连接端头与所述第二连接端头分别对应连接在两个所述轴承室上，且所述搅拌的相对两端分别对应转动连接在两个所述轴承室上。

10.根据权利要求9所述的动态管式反应器，其特征在于，所述轴承室包括轴承座、轴承、端盖及机械密封，所述端盖装设在所述第一连接端头或者所述第二连接端头上，所述轴承座与所述端盖连接，所述轴承与所述机械密封间隔套设在所述搅拌轴的端部，所述轴承与所述机械密封分别对应装设在所述轴承座与所述端盖上。

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