CN220759272U - 在线式双功能的卧式反应器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在线式双功能的卧式反应器，包括釜体、夹套装置及驱动装置，所述驱动装置设置于所述釜体外侧，用于往其中通入导热或冷冻液体；所述驱动装置，连接驱动所述转动轴进而带动所述釜体旋转。该设备在开展预处理工艺时，固定在设备转动轴上的多个三叉型搅拌桨充分混合搅拌纤维素，同时三叉型搅拌桨里通入一定温度的导热介质，提高纤维素预处理效果。在预处理完之后，该设备内加入纤维素酯化试剂、催化剂、溶剂等，继续开展纤维素酯化反应，同时三叉型搅拌桨里通入一定温度的冷冻液体，搅拌桨充分和物料接触，快速带走纤维素酯化放出的热量，该设备能在线开展纤维素的预处理工艺后继续完成纤维素的酯化工艺，避免了排料的过程。

Description

在线式双功能的卧式反应器

技术领域

本实用新型属于纤维素预处理、乙酰化设备技术领域，涉及一种在线式双功能的卧式反应器。

背景技术

纤维素乙酰化是固液非均相反应，且反应瞬间快速剧烈放热，反应体系温度的控制对于该反应产品质量有着重要的影响。由于纤维素结晶度较高，分子间和分子内氢键较多，导致纤维素乙酰化过程中羟基和反应试剂接触机率较小，因此导致该反应速率较慢、反应均匀性和活性较差。为了提高纤维素反应活性，商品化纤维素卷或者纤维素板经过预粉碎机粉碎成条、然后经过研磨机研磨成纤维绒状，提高纤维素比表面积。研磨后的绒状纤维素加入预处理器，同时加入部分预处理醋酸增加纤维素比表面积，醋酸能破坏纤维素分子内和分子间氢键，提高羟基和反应试剂的反应活性，该工艺过程叫纤维素预处理。上述预粉碎、研磨、预处理都是为了提高纤维素反应活性，醋化反应均匀性。预处理完的纤维素排入醋化器中，在醋化器中纤维素和反应试剂充分接触，且反应快速剧烈放热，现有醋化器通过夹套通冷冻盐水(-45℃)传递体系热量，控制体系温度。现有工艺流程都是把预处理和纤维素酯化流程分开完成，需要2台设备串联完成。

现有工艺流程中需要预粉碎、研磨、预处理、醋化4个过程，且需要4个设备串联配合完成，过程中存在堵料风险、设备操作风险，显著延长了全流程反应时间。

实用新型内容

基于此，针对现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种在线式双功能的卧式反应器，将预处理和纤维素酯化工艺集成在同一个设备，节约了一个预处理器制作费用，避免了预处理后物料转移造成的时间消耗，提高了生产效率，该设备不仅夹套通导热介质，内部搅拌桨也通导热介质，显著提高了预处理效果。同理，在纤维素酯化过程中不仅夹套通冷冻液体，和物料直接接触的搅拌桨和物料直接接触，快速传递体系热量，显著提升了物料温度均一性，避免局部过热造成产品质量下降或者不合格。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种在线式双功能的卧式反应器，包括：

釜体，所述釜体内中间设有转动轴，所述转动轴为中空结构，所述转动轴的一端通入导热或者冷冻介质并从另一端流出，所述转动轴上等间距设置搅拌桨，所述搅拌桨内部空心且与所述转动轴的腔体连通，所述搅拌桨的空心区域中间设有隔离板，所述隔离板将所述搅拌桨的空心区域分隔第一区域和第二区域，所述第一区域及所述第二区域均设有螺旋形导流板，所述第一区域的顶部与所述第二区域的顶部连通，所述转动轴的导热或者冷冻介质流入第一区域并且从螺旋导流板底部流到顶部，再从第二区域的顶部流到底部汇集到转动轴空心区域，所述第二区域的液体流出口设置单向阀；

夹套装置，设置于所述釜体外侧，用于往其中通入导热或冷冻液体；

驱动装置，连接驱动所述转动轴进而带动所述釜体旋转。

在其中一个实施例中，所述驱动装置包括机架和电机，所述釜体可转动地且水平安装在所述机架上，所述机架包括第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架与所述第二支撑架相对且间隔设置，所述转动轴的一端与所述第一支撑架可转动连接，另一端与所述第二支撑架可转动连接并与所述电机的输出端连接。

进一步地，所述第一支撑架及所述第二支撑架上均设有轴承，所述转动轴的两端向外延伸并与所述第一支撑架上的轴承、所述第二支撑架上的轴承可转动连接。

在其中一个实施例中，所述釜体为圆筒结构。

在其中一个实施例中，所述釜体内设有温度传感器。

在其中一个实施例中，所述搅拌桨形状为楔形以有利于将高粘体系物料撕扯开。

由于采用了上述技术方案，本实用新型获得的有益效果包括：

通过转动轴带动釜体转动，使其内的物料翻滚，混合均匀；同时，转动轴的一端通入导热或者冷冻介质并从另一端流出，转动轴上等间距设置搅拌桨，转动轴的导热或者冷冻介质流入搅拌桨内第一区域并且从螺旋导流板底部流到顶部，再从第二区域的顶部流到底部汇集到转动轴空心区域，这样，通过搅拌桨叶直接与物料充分接触能够充分带走物料的热量。

本设备能将纤维素预处理和醋化两个过程集合于一个设备中，实现纤维素预处理和醋化两个主要功能，商品化纤维素经研磨后加入到该设备中，同时加入一定量的预处理醋酸，该设备转动预处理，预处理结束后开展纤维素乙酰化反应。导流板的设置让导热和冷冻液体充分和物料接触，提升纤维素预处理和酯化反应效果。

附图说明

图1是本实用新型卧式反应器一种实施例的结构示意图。

图2是本实用新型转动轴与搅拌桨一种实施例的连接关系示意图。

图3是本实用新型搅拌桨一种实施例的内部示意图。

附图标号说明：

10-机架；20-釜体；21-转动轴；22-搅拌桨；221-隔离板；222-螺旋形导流板；223-单向阀；

2201-第一桨叶；2202-第二桨叶；2203-第三桨叶。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步的说明。

请参阅图1-3，本实用新型提供一种在线式双功能卧式反应器，包括：釜体20、夹套装置(图中未示出)和驱动装置。

其中，所述釜体20为圆筒结构，所述釜体20内中间设有转动轴21，所述转动轴21为中空结构，所述转动轴21的一端通入导热或者冷冻介质并从另一端流出。如图1所示，转动轴的两端分别固定安装于釜体20的两轴端并向外延伸。

所述转动轴21上等间距设置若干搅拌桨22，相邻的搅拌桨22的间隔距离可以根据实际需求进行调整，如，相邻的搅拌桨22的间隔距离为5cm，又如，相邻的搅拌桨22的间隔距离为8cm。

相邻的搅拌桨22在径向的投影存在一定的角度，换言之，存在相位差，例如，相邻的搅拌桨之间的相位差呈钝角，当转动轴的导热或冷冻液体进入一桨叶时，其相邻的另一桨叶正好排出热交换后的导热或冷冻液体，使其两者的导热或冷冻液体互不干扰。

在一个实施例中，每个搅拌桨22上设有若干桨叶；在图1所示实施例中，搅拌桨22为三叉型，其包括第一桨叶2201、第二桨叶2202和第三桨叶2203，第一桨叶2201、第二桨叶2202和第三桨叶2203沿转动轴的周壁圆周方向等间隔设置，换言之，第一桨叶2201、第二桨叶2202和第三桨叶2203位于同一平面内，彼此间隔120°夹角，其轴向视图如图2所示。

搅拌桨22可拆卸设置于所述转动轴21上，如采用紧固件将搅拌桨22安装于转动轴21上，以便拆卸与维修。

搅拌桨22也可采用固定安装方式设置于转动轴上以提高牢固度，如，搅拌桨与转动轴均采用金属材质，两者通过焊接连接。

所述搅拌桨22内部空心且与所述转动轴21的腔体连通，所述搅拌桨22的空心区域中间设有隔离板221，所述隔离板221将所述搅拌桨的空心区域分隔第一区域和第二区域。

所述第一区域及所述第二区域均设有螺旋形导流板222，导流板的设置让导热或冷冻液体充分与物料接触，提升纤维素预处理和酯化反应效果。另外，螺旋形导流板222可以使该通道形成涡流，实现转动轴的导热或冷冻液体快进快出进入搅拌桨。

所述第一区域的顶部与所述第二区域的顶部连通，转动轴21的导热或者冷冻介质流入第一区域并且从螺旋导流板底部流到顶部，再从第二区域的顶部流到底部汇集到转动轴21空心区域，所述第二区域的液体流出口设置单向阀223，该单向阀的作用使导热或冷冻液体只能从桨叶流入转动轴21中。需要说明的是，所述第一区域及第二区域的底部指的是靠近转动轴21的一端，其顶部指的是远离转动轴21的一端。

夹套装置设置于釜体20外侧，夹套内用于通入导热或冷冻液体，夹套内通过冷冻盐水带走反应体系放出的热量。

驱动装置，用于驱动转轴转动而带动所述釜体20旋转。

所述驱动装置包括机架10和电机(图中未示出)，所述釜体20可转动地且水平安装在所述机架10上。

所述机架10包括第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架与所述第二支撑架相对且间隔设置，所述转动轴21的一端与所述第一支撑架可转动连接，另一端与所述第二支撑架可转动连接并与所述电机的输出端连接。值得一提的是，所述转动轴可以通过传动机构与所述电机的输出端连接，以便于转动轴的端部通入或流出导热或者冷冻介质，传动机构可以为齿轮、皮带等常用的传动零件，此为现有技术，此不赘述。在一个具体实施例中，也可采用两电机对转动轴进行驱动，即两电机分别与转动轴的两端可转动连接。

进一步地，所述第一支撑架及所述第二支撑架上均设有轴承(图中未示出)，所述转动轴21的两端向外延伸并与所述第一支撑架上的轴承、所述第二支撑架上的轴承可转动连接。

所述釜体20内设有温度传感器，通过温度传感器监测物料的反应的温度。

所述搅拌桨22的桨叶的形状为楔形以有利于将高粘体系物料撕扯开。在图1、图2所示实施例中，第一桨叶2201、第二桨叶2202和第三桨叶2203的形状为楔形。

本实用新型的工作原理如下：

通过转动轴21带动釜体20转动，使其内的物料翻滚，混合均匀；同时，转动轴21的一端通入导热或者冷冻介质并从另一端流出，转动轴21上等间距设置搅拌桨，转动轴21的导热或者冷冻介质流入搅拌桨内第一区域并且从螺旋导流板底部流到顶部，再从第二区域的顶部流到底部汇集到转动轴21空心区域，这样，通过搅拌桨叶22直接与物料充分接触能够充分带走物料的热量。

本设备能将纤维素预处理和醋化两个过程集合于一个设备中，实现纤维素预处理和醋化两个主要功能，该设备在开展预处理工艺时，固定在设备转动轴上的多个三叉型搅拌桨充分混合搅拌纤维素，同时三叉型搅拌桨里通入一定温度的导热介质，提高纤维素预处理效果。在预处理完之后，该设备内加入纤维素酯化试剂、催化剂、溶剂等，继续开展纤维素酯化反应，固定在设备转动轴上的多个三叉型搅拌桨充分混合搅拌纤维素物料，搅拌效果均匀，同时三叉型搅拌桨里通入一定温度的冷冻液体，搅拌桨充分和物料接触，快速带走纤维素酯化放出的热量，提高了物料温度均一性，显著提升了产品质量。

上述相关说明以及对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些内容做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述相关说明以及对实施例的描述，本领域的技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种在线式双功能的卧式反应器，其特征在于，包括：

釜体，所述釜体内中间设有转动轴，所述转动轴为中空结构，所述转动轴的一端通入导热或者冷冻介质并从另一端流出，所述转动轴上等间距设置搅拌桨，所述搅拌桨内部空心且与所述转动轴的腔体连通，所述搅拌桨的空心区域中间设有隔离板，所述隔离板将所述搅拌桨的空心区域分隔第一区域和第二区域，所述第一区域及所述第二区域均设有螺旋形导流板，所述第一区域的顶部与所述第二区域的顶部连通，所述转动轴的导热或者冷冻介质流入第一区域并且从螺旋导流板底部流到顶部，再从第二区域的顶部流到底部汇集到转动轴空心区域，所述第二区域的液体流出口设置单向阀；

夹套装置，设置于所述釜体外侧，用于往其中通入导热或冷冻液体；

驱动装置，连接驱动所述转动轴进而带动所述釜体旋转。

2.根据权利要求1所述的卧式反应器，其特征在于，所述驱动装置包括机架和电机，所述釜体可转动地且水平安装在所述机架上，所述机架包括第一支撑架和第二支撑架，所述第一支撑架与所述第二支撑架相对且间隔设置，所述转动轴的一端与所述第一支撑架可转动连接，另一端与所述第二支撑架可转动连接并与所述电机的输出端连接。

3.根据权利要求2所述的卧式反应器，其特征在于，所述第一支撑架及所述第二支撑架上均设有轴承，所述转动轴的两端向外延伸并与所述第一支撑架上的轴承、所述第二支撑架上的轴承可转动连接。

4.根据权利要求1所述的卧式反应器，其特征在于，所述釜体为圆筒结构。

5.根据权利要求1所述的卧式反应器，其特征在于，所述釜体内设有温度传感器。

6.根据权利要求1所述的卧式反应器，其特征在于，所述搅拌桨的桨叶形状为楔形以有利于将高粘体系物料撕扯开。

7.根据权利要求1所述的卧式反应器，其特征在于，所述搅拌桨为三叉型。

8.根据权利要求7所述的卧式反应器，其特征在于，所述搅拌桨包括第一桨叶、第二桨叶和第三桨叶，所述第一桨叶、所述第二桨叶和所述第三桨叶沿所述转动轴的周壁圆周方向等间隔设置。

9.根据权利要求8所述的卧式反应器，其特征在于，所述第一桨叶、所述第二桨叶和所述第三桨叶位于同一平面内，彼此间隔120°夹角。