CN219765327U - 一种常压热解反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种常压热解反应釜，属于反应釜技术领域，解决了现有热解反应釜功能单一及生产过程复杂导致热解反应时间过长，反应温度偏差过大的问题。本实用新型包括反应釜本体，反应釜本体包括釜体和扣合在釜体上端的釜盖，釜体包括外壳和安装在外壳内的釜胆，釜胆内设置冷却管，冷却管具有冷却部，冷却部为盘管结构，冷却部的每匝管道之间具有空隙；冷却部螺旋设置在釜胆内，所述冷却部与釜胆的内壁之间具有空隙；冷却管与外部冷却装置连接，通过控制冷却管内的冷却介质的流量用于快速精准调节反应釜本体内的温度。本实用新型实现了所述热解反应釜快速精确调节温度的功能，简化了生产过程，缩短了热解时间，提高了生产效率。

Description

一种常压热解反应釜

技术领域

本实用新型涉及反应釜技术领域，尤其涉及一种常压热解反应釜。

背景技术

纳米材料的制备工艺及其装备一直是纳米材料创制及其产业化的瓶颈，热解设备是制备纳米材料的重要设备。热解反应釜是通过热解法将大分子物质(如高聚物、生化试样)加热到几百度或者更高温度，迅速将大分子物质热解成小分子碎片的设备。热解反应釜可以创造出高温和绝氧环境将大分子试剂分解为小分子碎片。

目前大部分热解反应釜功能单一，生产过程复杂，热解反应时间过长和反应温度偏差过大，从而导致生产效率不高。

实用新型内容

鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种常压热解反应釜，用以解决现有热解反应釜功能单一及生产过程复杂导致热解反应时间过长，反应温度偏差过大的问题。

本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种常压热解反应釜，包括反应釜本体，所述反应釜本体包括釜体和扣合在釜体上端的釜盖，所述釜体包括外壳和安装在外壳内的釜胆，所述釜胆内设置冷却管，所述冷却管具有冷却部，所述冷却部为盘管结构，所述冷却部的每匝管道之间具有空隙；所述冷却部螺旋设置在釜胆内，所述冷却部与釜胆的内壁之间具有空隙；所述冷却管与外部冷却装置连接，通过控制冷却管内的冷却介质的流量用于快速精确调节反应釜本体内的温度。

进一步地，还包括与反应釜本体连接的粒径检测机构，所述粒径检测机构用于实时对热解后的产物进行粒径检测，并判断热解后的产物的粒径尺寸是否满足目标产物的要求；所述粒径检测机构包括依次连接的取料管道、粒径检测装置、输送泵和回流管道。

进一步地，所述冷却管还具有冷却介质进口和冷却介质出口，所述冷却介质进口设置在釜体的下端，所述冷却介质出口设置在釜体的上端。

进一步地，所述外壳和釜胆之间具有空腔。

进一步地，所述空腔内安装有加热装置；所述加热装置盘绕在釜胆的外壁上，用于为釜胆内的物料进行热解反应提供热量。

进一步地，所述反应釜本体还包括安装在釜体下端底部上的控制阀以及安装在釜盖上的搅拌器和热解气冷凝管。

进一步地，所述搅拌器包括固定安装在釜盖上的驱动电机，所述驱动电机和釜盖的连接处安装有冷却环。

进一步地，所述釜体上还设有惰性气体加注口和惰性气体出口。

进一步地，所述釜盖上设有热解气出口；所述热解气出口上安装热解气冷凝管，所述热解气冷凝管与外部的冷却装置连接，用于对热解气进行冷凝。

进一步地，所述输送泵为蠕动泵。

本实用新型技术方案至少能够实现以下效果之一：

(1)本实用新型通过一种常压热解反应釜，反应釜本体，所述反应釜本体包括釜体和扣合在釜体上端的釜盖，所述釜体包括外壳和安装在外壳内的釜胆，所述釜胆内设置冷却管，所述冷却管具有冷却部，所述冷却部为盘管结构，所述冷却部的每匝管道之间具有空隙；所述冷却部螺旋设置在釜胆内，所述冷却部与釜胆的内壁之间具有空隙；所述冷却管与外部冷却装置连接，通过控制冷却管内的冷却介质的流量用于快速精确调节反应釜本体内的温度，防止在加热过程中出现温度过冲和在降温过程中出现温度下冲，避免了反应温度偏差过大，从而实现了所述热解反应釜温度精确调节的功能，简化了生产过程，缩短了热解的时间，降低了所述热解反应釜的系统误差，提高了生产效率。

(2)本实用新型通过设置粒径检测机构，所述粒径检测机构包括依次连接的取料管道、粒径检测装置、输送泵和回流管道；所述粒径检测机构与反应釜本体连接，所述粒径检测机构用于实时对热解后的产物进行粒径检测，并判断热解后的产物的粒径尺寸是否满足目标产物的要求，判断热解反应进程；实时检测热解产物粒径，减少了人工实验检测产物粒径的次数，缩短了粒径检测的时间，实现了简化了生产过程，缩短了热解的时间，提高了生产效率。

(3)本实用新型还通过所述加热装置盘绕在釜胆的外壁上，用于为釜胆内的物料进行热解反应提供热量；相较于将加热装置设置在釜胆内，所述加热装置盘绕在釜胆的外壁上可以防止加热温度超过物料热解温度导致物料热解不均匀，避免了热解产物达不到理想状态；所述加热装置优选电加热线圈。

(4)本实用新型还通过所述冷却管具有冷却介质进口、冷却部和冷却介质出口，所述冷却部为盘管结构，可以延长冷却介质在冷却管内的停留时间，同时还可以增大物料与冷却部的接触面积，增大换热面积；所述冷却介质进口设置在釜体的下端，所述冷却部螺旋设置在釜胆内，所述冷却介质出口设置在釜体的上端，可以延长冷却介质在冷却管内的停留时间，使冷却管充分与参与热解反应的物料进行换热；另外，还可以通过调节冷却管内冷却介质的流量实现快速调节物料热解反应的温度；所述冷却部与釜胆的内壁之间具有空隙，使物料可以搅拌器的作用下在该空隙中穿梭，可以进一步增大釜体内物料与冷却部的接触面积，从而增大换热面积，进一步提高调节物料热解反应的温度的效率。

(5)本实用新型还通过所述搅拌器安装在在釜盖上，用于搅拌釜体内的物料，热解时可以使物料搅拌均匀，加速热解反应，提高物料热解效率，同时使物料充分反应；冷却降温时，可以加快物料冷却，提高物料冷却效率。

本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分优点可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。

附图说明

附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。

图1为本实用新型实施例的热解反应釜的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的反应釜本体的结构示意图一；

图3为图2中A-A线的剖视图；

图4为本实用新型实施例的反应釜本体的结构示意图二。

附图标记：

1-反应釜本体；11-釜体；111-外壳；112-釜胆；113-空腔；114-惰性气体加注口；115-惰性气体出口；116-产物出口；12-控制阀；13-釜盖；131-加料口；132-热解气出口；14-搅拌器；141-驱动电机；142-搅拌轴；143-搅拌叶片；15-热解气冷凝管；2-粒径检测机构；21-取料管道；22-粒径检测装置；23-输送泵；24-回流管道；3-冷却环；4-加热装置；5-冷却管；51-冷却介质进口；52-冷却部；53-冷却介质出口。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本实用新型一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

本实用新型的一个具体实施例，公开了一种常压热解反应釜，如图1所示，包括反应釜本体1、支撑反应釜本体1的支撑架以及与反应釜本体1连接的粒径检测机构2，所述反应釜本体1用于创造出高温环境实现物料热解，即在高温环境中将大分子物料分解为小分子碎片；所述粒径检测机构2用于对热解后的产物实时进行粒径检测，以确定热解后的产物的粒径尺寸是否符合目标产物的要求，实时检测热解产物粒径相较于传统粒径检测方法，减少了人工实验检测产物粒径的次数，缩短了粒径检测的时间，实现了简化了生产过程，缩短了热解的时间，提高了生产效率。

优选地，如图2所示，所述反应釜本体1包括釜体11、安装在釜体11下端底部上的控制阀12、扣合在釜体11上端开口上的釜盖13以及安装在釜盖13上的搅拌器14和热解气冷凝管15。

优选地，如图3所示，所述釜体11包括外壳111和安装在外壳111内的釜胆112，所述外壳111和釜胆112之间具有空腔113，所述空腔113内安装有加热装置4，所述加热装置4盘绕在釜胆112的外壁上，用于为釜胆112内的物料进行热解反应提供热量；相较于将加热装置4设置在釜胆112内，所述加热装置4盘绕在釜胆112的外壁上可以防止加热温度超过物料热解温度导致物料热解不均匀，避免了热解产物达不到理想状态；所述加热装置4优选电加热线圈。

优选地，所述釜体11还设有开口，所述开口位于釜体11的上端的顶部。

优选地，所述釜体11还设有惰性气体加注口114和惰性气体出口115，所述惰性气体加注口114和惰性气体出口115均设置在釜体11的上端，其内部与釜胆112连通，外部均与惰性气体加注装置连接，通过加注惰性气体，使所述反应釜本体1内的物料避免直接与外部环境接触，为反应釜本体1内的热解环境提供保护，从而避免产物被污染，提高产物的纯度。

优选地，所述釜体11还设有产物出口116，所述产物出口116位于釜体11的下端底部，所述产物出口116内部与釜胆112连通，外部设有控制阀12，所述控制阀12用于控制所述热解反应釜内产物输出。

优选地，所述釜胆112内设有冷却管5；如图4所示，所述冷却管5具有冷却介质进口51、冷却部52和冷却介质出口53，所述冷却部52为盘管结构，可以延长冷却介质在冷却管5内的停留时间，同时还可以增大物料与冷却部52的接触面积，增大换热面积；所述冷却介质进口51设置在釜体11的下端，所述冷却部52螺旋设置在釜胆112内，所述冷却介质出口53设置在釜体11的上端，可以延长冷却介质在冷却管5内的停留时间，使冷却管5充分与参与热解反应的物料进行换热，另外，还可以通过调节冷却管5内冷却介质的流量实现快速精确调节物料热解反应的温度，防止在加热过程中出现温度过冲和在降温过程中出现温度下冲，避免了反应温度偏差过大，从而实现了所述热解反应釜温度精确调节的功能，提高了生产效率；所述冷却部52的每匝管道之间具有空隙，所述冷却部52与釜胆112的内壁之间具有空隙，可以使物料在搅拌器14的作用下在该空隙中穿梭，可以进一步增大釜体11内物料与冷却部52的接触面积，从而增大换热面积，进一步提高调节物料热解反应的温度的效率。

优选地，所述釜盖13可以扣合在釜体11上端开口上，并与釜体11密封连接，用于防止物料在釜体11内热解反应时热解气自由排出；所述釜盖13上设有加料口131、热解气出口132，所述加料口131与外部供料设备连接用于投加物料；所述热解气出口132上安装热解气冷凝管15，通过热解气冷凝管15实现所述热解反应釜内与外部环境连通，使所述热解反应釜内部保持常压；另外热解气冷凝管15还与外部的冷却装置连接，通过冷却介质流过热解气冷凝管15对热解气进行冷凝，可以实现回收热解气的同时减少热解气的排放量，避免污染环境。

优选地，所述搅拌器14安装在在釜盖13上，用于搅拌釜体11内的物料，热解时可以使物料搅拌均匀，加速热解反应，提高物料热解效率，同时使物料充分反应；冷却降温时，可以加快物料冷却，提高物料冷却效率。

优选地，所述搅拌器14包括驱动电机141、搅拌轴142和搅拌叶片143，所述搅拌轴142两端分别与驱动电机141的输出轴和搅拌叶片143固定连接，所述搅拌叶片143通过搅拌轴142深入到釜胆112内，通过驱动电机141的输出轴驱动搅拌轴142转动，从而带动搅拌叶片143旋转实现对釜胆112内的物料进行搅拌。

优选地，所述驱动电机141固定安装在釜盖13上，所述驱动电机141和釜盖13的安装处安装有冷却环3；所述冷却环3与外部冷却装置连接，通过流过冷却环3内的冷却介质对驱动电机141和釜盖13的连接处进行降温，防止釜体11的内温度顺着搅拌轴142传导至驱动电机141的内部，避免影响驱动电机141运行的稳定性，同时还可以延长驱动电机141的使用寿命。

优选地，所述粒径检测机构2包括通过管道依次连接的取料管道21、粒径检测装置22、输送泵23和回流管道24，所述取料管道21一端与釜体11固定连接，并与釜胆112连通，另一端与粒径检测装置22连接；所述回流管道24一端与釜盖13上的加料口131连接，通过加料口131与釜胆112连通，另一端与输送泵23连接；所述输送泵23用于将釜胆112内热解产物通过取料管道21抽取至粒径检测装置22中，并将粒径检测装置22中检测后的产物通过回流管道24输送回釜胆112内，再次参与反应；所述输送泵23优选蠕动泵；所述粒径检测装置22利用动态光散射原理对热解产物粒径进行检测，可以实时测试热解产物的粒径是否符合要求，替代了人工实验检测粒径，减少了粒径测试的次数，缩短了热解反应时间，提高了生产效率。

实施时：

热解反应时：

将釜盖13扣合在釜体11的开口上，使其密封连接；关闭控制阀12，使反应釜本体1处于密封状态；将物料从釜盖13上的加料口131注入釜胆112内，然后启动惰性气体加注装置，使釜胆112内处于缺氧环境，避免物料直接与外部环境接触；启动搅拌器14和加热装置4，一边搅拌，一边对釜胆112加热进行热解反应；

反应过程中，可以通过启动冷却装置控制冷却管5内冷却介质的流量冷却釜胆112内的热解温度，进而实现精准控制所述热解反应釜的热解温度；同时输送泵23通过取料管道21抽取釜胆112内的热解产物到粒径检测装置23中检测产物粒径大小，判断热解反应进程。

热解反应结束后：

关闭加热装置4，通过搅拌器14继续对产物进行搅拌，同时增大冷却介质通过冷却管5的流量使产物快速降温，提高了生产效率；降温后的产物通过控制阀12排出釜胆112后再进行后续处置。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种常压热解反应釜，其特征在于，包括反应釜本体(1)，所述反应釜本体(1)包括釜体(11)和扣合在釜体(11)上端的釜盖(13)，所述釜体(11)包括外壳(111)和安装在外壳(111)内的釜胆(112)，所述釜胆(112)内设置冷却管(5)，所述冷却管(5)具有冷却部(52)，所述冷却部(52)为盘管结构，所述冷却部(52)的每匝管道之间具有空隙；所述冷却部(52)螺旋设置在釜胆(112)内，所述冷却部(52)与釜胆(112)的内壁之间具有空隙；所述冷却管(5)与外部冷却装置连接，通过控制冷却管(5)内的冷却介质的流量用于快速精确调节反应釜本体(1)内的温度。

2.根据权利要求1所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，还包括与反应釜本体(1)连接的粒径检测机构(2)，所述粒径检测机构(2)用于实时对热解后的产物进行粒径检测，并判断热解后的产物的粒径尺寸是否满足目标产物的要求；所述粒径检测机构(2)包括依次连接的取料管道(21)、粒径检测装置(22)、输送泵(23)和回流管道(24)。

3.根据权利要求2所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，所述冷却管(5)还具有冷却介质进口(51)和冷却介质出口(53)，所述冷却介质进口(51)设置在釜体(11)的下端，所述冷却介质出口(53)设置在釜体(11)的上端。

4.根据权利要求3所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，所述外壳(111)和釜胆(112)之间具有空腔(113)。

5.根据权利要求4所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，所述空腔(113)内安装有加热装置(4)；所述加热装置(4)盘绕在釜胆(112)的外壁上，用于为釜胆(112)内的物料进行热解反应提供热量。

6.根据权利要求1所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，所述反应釜本体(1)还包括安装在釜体(11)下端底部上的控制阀(12)以及安装在釜盖(13)上的搅拌器(14)和热解气冷凝管(15)。

7.根据权利要求6所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，所述搅拌器(14)包括固定安装在釜盖(13)上的驱动电机(141)，所述驱动电机(141)和釜盖(13)的连接处安装有冷却环(3)。

8.根据权利要求7所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，所述釜体(11)上还设有惰性气体加注口(114)和惰性气体出口(115)。

9.根据权利要求8所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，所述釜盖(13)上设有热解气出口(132)；所述热解气出口(132)上安装热解气冷凝管(15)，所述热解气冷凝管(15)与外部的冷却装置连接，用于对热解气进行冷凝。

10.根据权利要求2所述的一种常压热解反应釜，其特征在于，所述输送泵(23)为蠕动泵。