CN213408674U - 一种氧气氧化法制备氯化铁的反应装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，包括反应罐体，所述反应罐体的上部设置有排气口、催化剂投入口和采样口，底部设置有出液口；所述反应罐体的顶部设置有驱动组件，所述反应罐体的内部设置有搅拌组件，所述搅拌组件包括转轴和搅拌板，所述转轴由驱动组件驱动，所述搅拌板沿转轴轴向设置于转轴表面；所述反应罐体的底部设置有进气板，所述进气板的底部连接有进气管道，所述进气板的表面开设有若干通气孔。本实用新型所述的反应装置增大了氧气与液体的接触面积，加快了氧化反应的速率。

Description

一种氧气氧化法制备氯化铁的反应装置

技术领域

本实用新型属于氯化铁制备装置领域，尤其是涉及一种氧气氧化法制备氯化铁的反应装置。

背景技术

氯化铁主要用于金属蚀刻,污水处理.其中蚀刻包括铜、不锈钢、铝等材料的蚀刻，对低油度的原水处理，具有效果好、价格便宜等优点。也用于印染滚筒刻花、电子工业线路板及荧光数字筒生产等。在建筑工业中氯化铁还用于制备混凝土，以增强混凝土的强度、抗腐蚀性和防水性。同时，氯化铁也能与氯化亚铁、氯化钙、氯化铝、硫酸铝、盐酸等配制成泥凝土的防水剂，无机工业用作制造其他铁盐和墨水。染料工业中氯化铁用作印地科素染料染色时的氧化剂。印染工业用作媒染剂。冶金工业中氯化铁用作提取金、银的氯化侵取剂。有机工业用作催化剂、氧化剂和氯化剂。玻璃工业中氯化铁用作玻璃器皿热态着色剂。制皂工业中氯化铁用作肥皂废液回收甘油的凝聚剂。

现有技术中氯化铁的制备，大都采用氯化亚铁与氯气氯化反应制备。但由于氯气属于剧毒危险品，生产过程如果泄漏对人体有害，因此对生产装置的密封性要求极高，并且氯气价格相对较高，生产成本相对较大。故研发出一种，不适用氯气生产氯化铁得工艺，即用纯氧气作为氧化剂，同时采用亚硝酸钠(NaNO₂)作为催化剂，催化氧化氯化亚铁反应生成氯化铁。但现有的催化氧化法的反应速率不高，主要原因是气液混合效果不佳。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在克服现有技术中的缺陷，提出一种氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，以解决上述问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，包括反应罐体，所述反应罐体的上部设置有排气口、催化剂投入口和采样口，底部设置有出液口；所述反应罐体的顶部设置有驱动组件，所述反应罐体的内部设置有搅拌组件，所述搅拌组件包括转轴和搅拌板，所述转轴由驱动组件驱动，所述搅拌板沿转轴轴向设置于转轴表面；所述反应罐体的底部设置有进气板，所述进气板的底部连接有进气管道，所述进气板的表面开设有若干通气孔，所述通气孔均与进气管道连通。

进一步的，所述转轴的底部连接有剪切组件，所述剪切组件包括与转轴连接的连接杆以及多根径向设置在连接杆表面的剪切杆，所述剪切杆的转动面积完全覆盖全部的通气孔。

进一步的，所述进气板与连接杆同轴设置，所述进气板的表面与剪切杆的表面的距离为1-5mm。

进一步的，所述搅拌板的表面开设有若干透气孔。

进一步的，所述搅拌板的表面可拆卸地覆盖有过滤网。

进一步的，所述反应罐体的外表面设置有加热套，所述加热套设置有进液口和排液口。

进一步的，所述通气孔的孔径为5-10mm，所述透气孔的孔径为 10-30mm，所述过滤网的目数30-100目。

进一步的，所述反应罐体内的上部水平设置有除沫网。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置中氧气从进气板进入反应罐体内，在进气的同时转动的剪切组件将通入氧气切割成微小气泡，同时转动的搅拌板形成的紊流将气泡向四周扩散，增大了氧气与液体的接触面积，加快了氧化反应的速率；

(2)本实用新型所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置中反应罐体的外表面有加热套，通过加热套能够对催化反应进行加温，从而加快反应。另外，取样口的设计是为了从取样口取出反应液进行检测亚铁离子的浓度，从而科学计算原料的投入量。

附图说明

构成本实用新型的一部分的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为本实用新型实施例所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的进气板的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的剪切组件的结构示意图。

附图标记说明：

1、反应罐体；2、排气口；3、催化剂投入口；4、采样口；5、出液口；6、减速电机；7、转轴；8、搅拌板；9、进气板；10、进气管道；11、通气孔；12、连接杆；13、剪切杆；14、透气孔；15、过滤网；16、加热套；17、进液口；18、排液口；19、除沫网。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-3所示的一种氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，该装置通过设置相配合的剪切组件和进气板9将进入反应罐体1的底部的氧气剪切为微小气泡，增大了氧气与液体的接触面积，加快了氧化反应的速率。

具体地，本实施例所述的反应装置包括反应罐体1，反应罐体1 的上部设置有排气口2、催化剂投入口3和采样口4，底部设置有出液口5；采样口4的设计是为了检测罐体内氯化铁的浓度，从而达到精准计算原料和催化剂的投入量，并判断反应进程。

在反应罐体1的顶部设置有驱动组件，具体地，该驱动组件为减速电机6，反应罐体1的内部设置有搅拌组件，搅拌组件包括转轴7 和搅拌板8，转轴7由减速电机6驱动，搅拌板8沿转轴7轴向设置于转轴7表面。

作为优选地，对搅拌板8进行了创新设计，搅拌板8的表面开设有若干透气孔14，透气孔14的孔径为10-30mm。透气孔14设计目的是为了加大液体的紊流，加大液体与氧气的接触面积，加快反应进程，另外，在搅拌板8的表面可拆卸地覆盖有过滤网15，过滤网15可完全覆盖所有透气孔14，过滤网15的目数30-100目。过滤网15不仅可以加大扰动还可将原料液体中的杂质进行过滤，当反应完成后将过滤网15拆卸下来清洗即可。当然为了节约原料，过滤网15只覆盖透气孔14也是可以实现上述目的的。过滤网15的材质为不与原料和催化剂发生反应的材质，如陶瓷等。

本实用新型中另一反应原料为氧气，具体地，氧气由反应罐体1 的底部设置得进气板9进入反应罐体1内，进气板9的底部连接有进气管道10，进气板9的表面开设有若干通气孔11，通气孔11均与进气管道10连通，通气孔11的孔径为5-10mm。

为了实现将进入罐体内的氧气进行主动破裂，在转轴7的底部连接有剪切组件，剪切组件包括与转轴7连接的连接杆12以及多根径向设置在连接杆12表面的剪切杆13，剪切杆13的转动面积完全覆盖全部的通气孔11。在搅拌组件进行搅拌的同时剪切杆13将从通气孔11进入罐体内的氧气破碎为微小的气泡，增大接触面积。作为优选地方案，进气板9与连接杆12同轴设置，进气板9的表面与剪切杆13的表面的距离为1-5mm，较小的距离有利于气泡的破碎。

作为优选方案，在实际实施过程中转轴7的转速与剪切组件的转速可能设定不同，此时可通过齿轮传动来实现转速的差别运转。

为加快反应速率，在反应罐体1的外表面设置有加热套16，加热套16设置有进液口17和排液口18。

为了避免浮沫夹带氯化铁从气相出口流出，进而降低成品回收效率。在反应罐体1内的上部水平设置有除沫网19。

本实用新型的工作原理为：

将氯化亚铁的溶液通入反应罐体1中后，通入氧气，启动驱动组件对溶液进行搅拌，同时剪切组件对进入罐体的氧气剪切为微小气泡，向加热套16内通入加热介质对罐体进行加热，实时从采样口4 进行采样检测氯化铁的浓度，监测反应进程。

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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，其特征在于：包括反应罐体(1)，所述反应罐体(1)的上部设置有排气口(2)、催化剂投入口(3)和采样口(4)，底部设置有出液口(5)；所述反应罐体(1)的顶部设置有驱动组件，所述反应罐体(1)的内部设置有搅拌组件，所述搅拌组件包括转轴(7)和搅拌板(8)，所述转轴(7)由驱动组件驱动，所述搅拌板(8)沿转轴(7)轴向设置于转轴(7)表面；所述反应罐体(1)的底部设置有进气板(9)，所述进气板(9)的底部连接有进气管道(10)，所述进气板(9)的表面开设有若干通气孔(11)，所述通气孔(11)均与进气管道(10)连通。

2.根据权利要求1所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，其特征在于：所述转轴(7)的底部连接有剪切组件，所述剪切组件包括与转轴(7)连接的连接杆(12)以及多根径向设置在连接杆(12)表面的剪切杆(13)，所述剪切杆(13)的转动面积完全覆盖全部的通气孔(11)。

3.根据权利要求1所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，其特征在于：所述进气板(9)与连接杆(12)同轴设置，所述进气板(9)的表面与剪切杆(13)的表面的距离为1-5mm。

4.根据权利要求1所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，其特征在于：所述搅拌板(8)的表面开设有若干透气孔(14)。

5.根据权利要求4所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，其特征在于：所述搅拌板(8)的表面可拆卸地覆盖有过滤网(15)。

6.根据权利要求1所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，其特征在于：所述反应罐体(1)的外表面设置有加热套(16)，所述加热套(16)设置有进液口(17)和排液口(18)。

7.根据权利要求5所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，其特征在于：所述通气孔(11)的孔径为5-10mm，所述透气孔(14)的孔径为10-30mm，所述过滤网(15)的目数30-100目。

8.根据权利要求1所述的氧气氧化法制备氯化铁的反应装置，其特征在于：所述反应罐体(1)内的上部水平设置有除沫网(19)。

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