WO2021217550A1 - 一种多相界面反应器 - Google Patents

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WO2021217550A1
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曾能
丁宏铃
侯晓刚
施本义
李建仓
杨耀华
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兰州兰石中科纳米科技有限公司
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Definitions

  • Nano particles have excellent properties and have been widely used in many fields.
  • nanoparticles have novel physical and chemical properties, have the advantages of large specific surface, high surface energy and high surface activity, and can be used as catalysts, additives, environmental protection treatment agents, etc. Therefore, it is necessary to provide a multiphase interface reactor for preparing nanoparticles to improve the efficiency and purity of the preparation of the nanoparticles and the uniformity and controllability of the size of the nanoparticles.
  • the purpose of this application is to provide a multiphase interface reactor to prepare nanoparticles with high purity, narrow particle size distribution and uniform size.
  • One aspect of the present application provides a multiphase interface reactor, including a reaction cylinder; at least one feed port, the at least one feed port opening in the reaction cylinder; a stirring device, at least a part of the stirring device is located In the reaction cylinder; at least one cylinder, the at least one cylinder includes a first cylinder and a second cylinder, wherein the reaction cylinder, the first cylinder and the second cylinder are in communication with each other An annulus is formed between the reaction cylinder and the second cylinder, which is used to make at least part of the reaction product enter the annulus from the reaction cylinder, and then enter the first cylinder from the annulus; And at least one discharge port, the at least one discharge port is arranged on the first cylinder.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder and the lower cylinder cover of the second cylinder body is 50-75 mm.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder and the lower cylinder cover of the second cylinder is 54-69 mm.
  • the height of the reaction cylinder is 70-120 mm.
  • the height of the reaction cylinder is 90-100 mm.
  • the diameter of the first cylinder is 100-150 mm; and the height of the first cylinder is 80-120 mm.
  • the diameter of the first cylinder is 110-140 mm; and the height of the first cylinder is 90-110 mm.
  • the diameter of the first cylinder is 126 mm; and the height of the first cylinder is 99 mm.
  • the stirring device includes: a first power component; at least one layer of stirring blades; and a transmission device, wherein the transmission device is used to drive the at least one layer based on the driving of the first power component. Stir the tablets in motion.
  • the stirring device further includes a coupling device for connecting the first power component and the transmission device.
  • the at least one layer of stirring blades includes at least one layer of stirring discs.
  • the distance from the outer circumference of the at least one layer of stirring disc to the inner surface of the cylinder wall of the reaction cylinder is 4-7 mm; and the distance between the at least one layer of stirring disc and the bottom surface of the reaction cylinder The distance is 70-90mm.
  • the distance from the outer periphery of the at least one layer of stirring disc to the inner surface of the cylinder wall of the reaction cylinder is 5-6 mm; and the distance between the at least one layer of stirring disc and the bottom surface of the reaction cylinder The distance is 75-80mm.
  • the distance from the outer periphery of the at least one layer of stirring disc to the inner surface of the cylinder wall of the reaction cylinder is 5.5 mm; and the distance from the at least one layer of stirring disc to the bottom surface of the reaction cylinder It is 78.5mm.
  • the at least one layer of stirring disc includes: at least one blister; and at least one opening, the at least one opening corresponds to the at least one blister one-to-one, and the at least one opening Each of the holes is located below its corresponding blister.
  • the number of the at least one blister is 10.
  • the reactor further includes a batching device, the batching device includes: at least one storage tank; at least one feed pipe, the at least one feed pipe is used to connect the at least one feed port and the At least one storage tank; and at least one second power component, the at least one second power component is used to provide power for transporting reactants from the at least one storage tank to the reaction cylinder.
  • a batching device includes: at least one storage tank; at least one feed pipe, the at least one feed pipe is used to connect the at least one feed port and the At least one storage tank; and at least one second power component, the at least one second power component is used to provide power for transporting reactants from the at least one storage tank to the reaction cylinder.
  • the batching device further includes: a second control component, at least for controlling the ratio and/or feeding sequence of the reactants.
  • the at least one storage tank includes: a batching tank for performing reaction pretreatment on at least part of the reactants and storing the pretreated reactants.
  • the at least one second power component includes a metering pump.
  • the distance between the at least one second power component and the at least one storage tank is smaller than the distance between the at least one second power component and the reaction cylinder.
  • the reactor further includes a flushing device, wherein at least one first cleaning port is provided on the first cylinder for connecting with the flushing device; and/or at least one cleaning port is provided on the second cylinder. A second cleaning port is used to connect the flushing device.
  • the washing device includes: a liquid supply module for providing cleaning liquid; and a waste liquid collection module for collecting waste liquid.
  • the liquid supply module further includes a third control component at least for controlling the supply flow rate of the cleaning liquid.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a partial cross-sectional structure of a multiphase interface reactor according to some embodiments of the present application
  • FIG. 2 is a schematic diagram of the overall cross-sectional structure of a multiphase interface reactor according to some embodiments of the present application
  • Fig. 3 is a schematic top view of the A-A cross-sectional structure of the multiphase interface reactor shown in Fig. 1;
  • Fig. 4A is a schematic diagram of an exemplary stirring disc according to some embodiments of the present application.
  • Fig. 4B is a schematic diagram of an exemplary push-type stirring blade according to some embodiments of the present application.
  • Fig. 4D is a front view and a top view of an exemplary disk turbine stirring blade according to some embodiments of the present application.
  • Figure 5 is a schematic structural diagram of another multiphase interface reactor according to some embodiments of the present application.
  • Fig. 6 is a schematic structural diagram of another multiphase interface reactor according to some embodiments of the present application.
  • Fig. 7 is a scanning electron microscope image of zinc oxide nanoparticles prepared according to some embodiments of the present application.
  • Fig. 9 is a scanning electron microscope image of copper oxide nanoparticles prepared according to some embodiments of the present application.
  • Fig. 10 is a scanning electron microscope image of ferrous sulfate nanoparticles prepared according to some embodiments of the present application.
  • One aspect of this application provides a multiphase interface reactor.
  • the stirring device for example, a stirring disc
  • the reactants are dispersed into a bubble liquid film
  • the bubbles are the dispersed phase
  • the liquid film is the continuous phase to form Nano reaction environment.
  • the reactants generate reaction products in the reaction cylinder, they are discharged through the annulus, and then processed by separation, washing, drying and/or roasting to obtain nanoparticles with high purity, uniform size, narrow particle size distribution and small particles.
  • Fig. 1 is a schematic partial cross-sectional structure diagram of an exemplary multiphase interface reactor according to some embodiments of the present application.
  • Fig. 3 is a schematic top view of the A-A cross-sectional structure of the multiphase interface reactor shown in Fig. 1.
  • the reactor 100 may include at least one feed port, a reaction cylinder 130, a stirring device 140, at least one cylinder and at least one discharge port.
  • At least a part of the stirring device 140 may be located in the reaction cylinder 130 for stirring the reactants and gases (which may be referred to as “gas-liquid mixture” or collectively referred to as “reactants”) entering the reaction cylinder 130 to make the gas
  • the liquid mixture is dispersed into a bubble liquid film (where the bubbles are the dispersed phase and the liquid film is the continuous phase) to provide a reaction environment for the nanoparticles.
  • the first cylinder 110, the second cylinder 120 and the reaction cylinder 130 may communicate with each other.
  • An annulus may be formed between the reaction cylinder 130 and the second cylinder 120, and at least part of the reaction product may enter the annulus from the reaction cylinder 130, and then enter the first cylinder 110 from the annulus.
  • At least one discharge port may be provided on at least one cylinder (for example, the first cylinder 110) for discharging at least part of the reaction product.
  • the number of the at least one discharge port may be determined according to the volume of the reaction product, so as to ensure that the volume of the undischarged reaction product is less than or equal to the volume of the first cylinder 110.
  • the reaction cylinder 130 may be at least partially located in the second cylinder 120.
  • the reaction cylinder 130 may be fixedly connected to the second cylinder 120.
  • the outer surface of the cylinder wall of the reaction cylinder 130 may be provided with a first connection member, and the reaction cylinder 130 may be fixedly connected to the inner surface of the cylinder wall of the second cylinder body 120 through the first connection member.
  • the fixed connection may include, for example, welding or the like.
  • the reaction cylinder 130 may be detachably connected to the second cylinder 120.
  • the outer surface of the cylinder wall of the reaction cylinder 130 may be provided with a second connector
  • the inner surface of the cylinder wall of the second cylinder 120 may be provided with a third connector
  • the second connector may be detachably connected to the third connector.
  • Exemplary detachable connections may include, for example, threaded connections and the like.
  • both the second connecting piece and the third connecting piece may be provided with internal threads, and the second connecting piece and the third connecting piece may be detachably connected by bolts.
  • the upper surface of the reaction cylinder 130 may be provided with an upper cylinder cover, and the upper cylinder cover of the reaction cylinder 130 may be integrally formed with the reaction cylinder 130.
  • the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 may be at least partially open.
  • the reaction cylinder 130 may communicate with the second cylinder 120 through the lower bottom surface of the reaction cylinder 130.
  • the outer surface of the cylinder wall of the reaction cylinder 130 and the inner surface of the cylinder wall of the second cylinder body 120 may form an annulus (also referred to as a “first annulus”), so that the reaction product enters the annulus from the inside of the reaction cylinder 130.
  • the size of the annulus is large, resulting in a slower rate of overflow of the reaction product from the annulus to the first cylinder 110, which in turn leads to a decrease in the production efficiency of nanoparticles.
  • the size of the annulus is small, resulting in a lower gas content of the reaction product overflowing into the annulus, which may lead to agglomeration of nanoparticles, which is not conducive to the existence of nanoparticles and reduces the purity of the reaction product. Therefore, the size of the annulus needs to meet the preset requirements.
  • the corresponding annulus size can be designed according to different experimental conditions, different reactants, and different requirements for reaction products.
  • the relative position of the reaction cylinder 130 and the second cylinder 120 may include that the upper surface of the reaction cylinder 130 is level with the upper surface of the second cylinder 120, and the upper surface of the reaction cylinder 130 is lower than the upper surface of the second cylinder 120. , The upper surface of the reaction cylinder 130 is higher than the upper surface of the second cylinder 120 and so on.
  • the lower bottom surface of the second cylinder body 120 may be provided with a lower cylinder cover, and the upper surface of the second cylinder body 120 may be at least partially open.
  • the second cylinder 120 can communicate with the first cylinder 110 through the upper surface of the second cylinder 120 so that the reaction product can enter the first cylinder 110 from the first annulus.
  • the termination of the nanoparticle reaction can be completed to form a uniform and stable reaction product (mineralized foam).
  • the lower bottom surface of the first cylinder 110 may be at least partially open.
  • the communication between the two can be achieved through the opening on the upper surface of the second cylinder 120 and the opening on the lower surface of the first cylinder 110.
  • the lower surface of the first cylinder 110 may be provided with a lower cylinder cover.
  • the lower cylinder cover of the first cylinder 110 may be connected to the outer wall of the second cylinder 120 in a sealed manner.
  • the sealed connection may include a fixed connection, a detachable connection, and the like.
  • Exemplary fixed connections may include, for example, welding, bonding, riveting, and the like.
  • Exemplary detachable connections may include, for example, flange connections and the like.
  • the second cylinder 120 may also be provided with at least one pH detection port 121. As shown in FIG. 3, at least one pH detection port 121 can be used to place a pH meter to monitor the pH value of the intermediate product during the reaction or the reaction product after the reaction is completed, so as to monitor the growth process of the nanoparticles.
  • the upper surface of the first cylinder 110 may be provided with an upper cylinder cover.
  • the upper cylinder cover of the first cylinder 110 may be fixedly connected with the first cylinder 110, such as by welding.
  • the upper cylinder cover of the first cylinder 110 can also be detachably connected with the first cylinder 110, such as a bolt connection, a snap connection, and the like.
  • the upper cylinder cover of the first cylinder 110 can also be integrally formed with the first cylinder 110.
  • at least one sampling port 112 may also be provided on the first cylinder 110. As shown in FIG. 3, at least one sampling port 112 can be used for real-time detection of reaction products.
  • the reaction cylinder 130 may be at least partially located in the first cylinder 110.
  • the upper cylinder cover of the first cylinder 110 may be provided with at least one opening corresponding to the at least one feeding port in a one-to-one correspondence. For each of the at least one opening, its size and/or location match the size and/or location of its corresponding feed port.
  • the upper surface of the reaction cylinder 130 may be flat with the upper surface of the second cylinder 120. In some embodiments, the upper surface of the reaction cylinder 130 may also be lower than the upper surface of the second cylinder 120. In some embodiments, the upper surface of the reaction cylinder 130 may also be higher than the upper surface of the second cylinder 120.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 needs to meet a preset condition to ensure the smooth discharge of the reaction product and increase the yield of the reaction product. If the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cover of the second cylinder body 120 is too small, it may cause the reaction product to overflow and block, so that the reaction product cannot overflow smoothly for discharge; however, if the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 If the distance from the lower cover of the second cylinder 120 is too large, it may cause a large amount of reaction products to accumulate in the second cylinder 120, preventing the reaction products from overflowing into the annulus, resulting in waste of reaction products, which is not conducive to improving the reaction.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 should be appropriate.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 40-80 mm.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 42-79 mm.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 44-78 mm.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 52-71 mm. In some embodiments, the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 53-70 mm. In some embodiments, the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 54-69 mm. In some embodiments, the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 55-68 mm.
  • the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 56-66 mm. In some embodiments, the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 58-64 mm. In some embodiments, the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 60-62 mm. In some embodiments, the distance between the lower bottom surface of the reaction cylinder 130 and the lower cylinder cover of the second cylinder body 120 may be 61 mm.
  • the size (for example, diameter, height) of the reaction cylinder 130 needs to meet preset conditions to meet the reaction conditions of the nanoparticles.
  • the diameter of the reaction cylinder 130 may be 50-100 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 52-98 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 54-96 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 56-94 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 58-92 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 60-90 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 62-88 mm.
  • the diameter of the reaction cylinder 130 may be 64-86 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 66-84 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 68-82 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 70-80 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 72-78 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 73-77 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 74-76 mm. In some embodiments, the diameter of the reaction cylinder 130 may be 75 mm.
  • the height of the reaction cylinder 130 may be 80-110 mm. In some embodiments, the height of the reaction cylinder 130 may be 82-108 mm. In some embodiments, the height of the reaction cylinder 130 may be 84-106 mm. In some embodiments, the height of the reaction cylinder 130 may be 86-104 mm. In some embodiments, the height of the reaction cylinder 130 may be 88-102 mm. In some embodiments, the height of the reaction cylinder 130 may be 90-100 mm. In some embodiments, the height of the reaction cylinder 130 may be 92-98 mm. In some embodiments, the height of the reaction cylinder 130 may be 94-96 mm. In some embodiments, the height of the reaction cylinder 130 may be 95 mm.
  • the size (for example, diameter, height) of the first cylinder 110 and/or the second cylinder 120 needs to meet preset conditions to ensure the smooth discharge of the reaction product.
  • the diameter of the first cylinder 110 may be 100-150 mm. In some embodiments, the diameter of the first cylinder 110 may be 102-148 mm. In some embodiments, the diameter of the first cylinder 110 may be 104-146 mm. In some embodiments, the diameter of the first cylinder 110 may be 106-144 mm. In some embodiments, the diameter of the first cylinder 110 may be 108-142 mm. In some embodiments, the diameter of the first cylinder 110 may be 110-140 mm.
  • the diameter of the second cylinder 120 may be 90-130 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 91-127 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 92-124 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 93-121 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 94-119 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 95-116 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 95.5-114 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 96-112 mm.
  • the diameter of the second cylinder 120 may be 96.5-110 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 97-108 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 97.5-106 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 98-104 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 98.5-102 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 99.5-101 mm. In some embodiments, the diameter of the second cylinder 120 may be 100 mm.
  • the height of the first cylinder 110 may be equal to the height of the second cylinder 120. In some embodiments, the height of the first cylinder 110 may be greater than the height of the second cylinder 120. In some embodiments, the height of the first cylinder 110 may be smaller than the height of the second cylinder 120. In some embodiments, the height of the first cylinder 110 may be 80-120 mm. In some embodiments, the height of the first cylinder 110 may be 82-118 mm. In some embodiments, the height of the first cylinder 110 may be 84-116 mm. In some embodiments, the height of the first cylinder 110 may be 86-114 mm. In some embodiments, the height of the first cylinder 110 may be 88-112 mm.
  • the height of the second cylinder 120 may be 124-156 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 126-154 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 128-152 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 130-150 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 132-148 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 134-146 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 136-145 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 138-144 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 140-143 mm. In some embodiments, the height of the second cylinder 120 may be 142 mm.
  • each of the at least one discharge port may be provided with a discharge pipe 111.
  • the size of the discharge pipe 111 and the size of the first cylinder 110 need to meet preset conditions to ensure that the reaction product is smoothly discharged from the first cylinder 110 (or the second annulus) through the discharge pipe 111.
  • the discharge port may be provided on the lower cylinder cover of the first cylinder 110.
  • the discharge port may also be provided at the connection between the lower cylinder cover of the first cylinder 110 and the cylinder wall of the first cylinder 110 to ensure that the reaction product is removed from the first cylinder. 110 (or the second annulus) is discharged through the discharge pipe 111.
  • the stirring device 140 may include a first power component, at least one layer of stirring blades, and a transmission device 143. One end of the transmission device 143 can be connected to the first power component, and the other end can be connected to at least one layer of stirring blades.
  • the first power component may be used to provide stirring power for at least one layer of stirring blades.
  • the first power component may include a motor and the like.
  • the transmission device 143 may be used to drive at least one layer of agitating blades to move based on the driving of the first power component, so that the reactants are fully mixed to form a bubble liquid film to provide a reaction environment for the nanoparticles.
  • the transmission device 143 may include a stirring shaft and the like.
  • the stirring device 140 may further include a shaft sleeve 146 for fixing and protecting the transmission device 143 (for example, a stirring shaft).
  • the number of layers of at least one stirring sheet may be one.
  • the number of layers of at least one stirring sheet may be one.
  • the stirring blades on different layers of the at least one layer of stirring blades may be the same or different.
  • the at least one layer of stirring blades may include stirring discs, propeller stirring blades, straight blade stirring blades, or disc turbine stirring blades.
  • the shape, structure and/or size of the upper stirring sheet and the lower stirring sheet may be the same or different.
  • the upper stirring blade may be a stirring disc
  • the lower stirring blade may be a propeller stirring blade or a straight blade stirring blade or a disc turbine stirring blade.
  • the stirring disc, the propeller stirring blade, the straight blade stirring blade or the disc turbine stirring blade please refer to Fig. 4A, Fig. 4B, Fig. 4C and Fig. 4D and related descriptions of this application.
  • the distance between the at least one layer of stirring disc 141 and the upper cover of the reaction cylinder 130 may be 10-24 mm. In some embodiments, the distance between the at least one layer of stirring disc 141 and the upper cover of the reaction cylinder 130 (for example, the distance from the center point of the uppermost stirring disc 141 to the upper cover of the reaction cylinder 130) may be 11-22 mm. In some embodiments, the distance between the at least one layer of stirring disc 141 and the upper cover of the reaction cylinder 130 (for example, the distance from the center point of the uppermost stirring disc 141 to the upper cover of the reaction cylinder 130) may be 12-20 mm.
  • the distance between the at least one layer of stirring disc 141 and the upper cover of the reaction cylinder 130 may be 13-18 mm. In some embodiments, the distance between the at least one layer of stirring disc 141 and the upper cover of the reaction cylinder 130 (for example, the distance from the center point of the uppermost stirring disc 141 to the upper cover of the reaction cylinder 130) may be 14-16 mm. In some embodiments, the distance between the at least one layer of stirring disc 141 and the upper cover of the reaction cylinder 130 (for example, the distance from the center point of the uppermost stirring disc 141 to the upper cover of the reaction cylinder 130) may be 15 mm.
  • FIGS. 1, 2 and 3 are only examples, and do not limit the specific shape and structure of the multiphase interface reactor 100. Those skilled in the art can make various modifications, improvements and amendments to this application without creative work, and these modifications, improvements and amendments all fall within the scope of this application.
  • Fig. 4A is a schematic diagram of an exemplary stirring disc according to some embodiments of the present application.
  • At least one layer of stirring disc 141 can be used to disperse the gas-liquid mixture in the first space, so that a large number of tiny bubbles are uniformly dispersed to form a bubble liquid film to form a nanoparticle reaction environment.
  • the reactants can react on the liquid film between the bubbles to generate reaction products.
  • the size and uniformity of the reaction product can be controlled by controlling the thickness of the liquid film.
  • the thickness of the liquid film can be 10 nm-100 nm. In some embodiments, the thickness of the liquid film may be 20 nm-90 nm. In some embodiments, the thickness of the liquid film may be 30 nm-80 nm.
  • the thickness of the liquid film may be 40 nm-70 nm. In some embodiments, the thickness of the liquid film may be 50 nm-60 nm. In some embodiments, the thickness of the liquid film may be 54 nm-56 nm.
  • the number of at least one blister 142 may be 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, and so on.
  • the blister 142 may include a portion of a hollow sphere.
  • the blister 142 may be a quarter of a hollow sphere.
  • the blister 142 may include a portion of a hollow cylinder.
  • the blister 142 may also include a portion of a hollow polyhedron.
  • the blister 142 may be part of a hollow tetrahedron.
  • the blister 142 may be a part of a hollow hexahedron.
  • the size of the opening 144 needs to meet a preset condition.
  • the stirring disc 141 can form a second space with the bottom surface of the reaction cylinder 130, and the gas-liquid mixture can pass through at least one bubble cap 142, and then through at least one opening 144, to reach the second space.
  • the bubble cap 142 and the opening 144 can be used to disperse the gas-liquid mixture to form a liquid film (where the bubbles are the dispersed phase and the liquid film is the continuous phase) to form a nanoparticle reaction environment.
  • the size of the opening 144 may be 3-8 mm. In some embodiments, the diameter of the opening 144 may be 3.5-7 mm. In some embodiments, the diameter of the opening 144 may be 4-6 mm. In some embodiments, the diameter of the opening 144 may be 4.5-5.5 mm. In some embodiments, the diameter of the opening 144 may be 5 mm.
  • Fig. 4B is a schematic diagram of an exemplary push-type stirring blade according to some embodiments of the present application.
  • the propeller stirring blade may include at least one propeller stirring blade 147.
  • the at least one propeller stirring blade 147 may be evenly distributed around the transmission device 143 (for example, a stirring shaft).
  • the number of at least one propeller stirring blade 147 may be 2, 3, 4, 5, etc.
  • the at least one propeller stirring blade 147 may be inclined toward the lower cover of the second cylinder 120.
  • the angle between the at least one propeller stirring blade 147 and the horizontal plane may be 40°-50°.
  • the angle between the at least one propeller stirring blade 147 and the horizontal plane may be 41°-49°.
  • the angle between the at least one propeller stirring blade 147 and the horizontal plane may be 42°-48°. In some embodiments, the angle between the at least one propeller stirring blade 147 and the horizontal plane may be 43°-47°. In some embodiments, the angle between the at least one propeller stirring blade 147 and the horizontal plane may be 44°-46°. In some embodiments, the angle between the at least one propeller stirring blade 147 and the horizontal plane may be 45°.
  • Fig. 4D is a front view and a top view of an exemplary disk turbine stirring blade according to some embodiments of the present application.
  • the disk turbine stirring blade 149 includes a horizontal disk 1491 and at least one turbine type stirring blade 1492.
  • At least one turbine-type stirring blade 1492 may be evenly distributed on the outer circumference of the horizontal disk 1491.
  • at least one turbine-type stirring blade 1492 may be perpendicular to the horizontal disc 1491 or the lower cover of the second cylinder 120.
  • the number of at least one turbine-type stirring blade 1492 may be 2, 3, 4, 5, 6, or the like.
  • at least one horizontal disk opening 1493 may be evenly distributed on the horizontal disk 1492.
  • Fig. 5 is a schematic structural diagram of another multiphase interface reactor according to some embodiments of the present application.
  • the reactor 100 may further include a batching device for supplying reactants and/or gases to the reaction cylinder 130.
  • the batching device may include at least one storage tank 151, at least one feed pipe 150 and at least one second power component 152.
  • At least one storage tank 151 may be used to store reactants and/or gases.
  • the at least one storage tank 151 may include a batching tank, and the batching tank may be used to preprocess at least part of the reactants and store the pretreated reactants.
  • the red phosphorus can be dispersed in the sodium hydroxide aqueous solution in the batching tank for dispersion treatment to obtain a suspension of ultra-fine red phosphorus ions, and the ultra-fine red phosphorus The suspension of ions is stored in the batching tank.
  • At least one feed pipe 150 may be used to connect at least one feed port and at least one storage tank 151 to provide a passage for transporting reactants in the at least one storage tank 151 to the reaction cylinder 130.
  • the at least one second power component 152 may be used to provide power to transport the reactants from the at least one storage tank 151 to the reaction cylinder 130.
  • the at least one second power component 152 may include a metering pump, a servo pump, and the like.
  • the distance between the at least one second power component 152 and the at least one storage tank 151 is less than at least The distance between a second power component 152 and the reaction cylinder 130.
  • the height of the inlet of the at least one second power component 152 may be lower than the height of the outlet of the at least one storage tank 151.
  • each feed pipe 150 may include a flow meter for controlling the feed flow rate of each reactant.
  • the flow meter may include an externally clamped ultrasonic flow meter, which is used to accurately control the flow rate of the reactant without affecting the transport of the reactant in the at least one feed pipe 150.
  • each feeding pipe 150 may include a solenoid valve for controlling the feeding sequence of the reactants.
  • each feed tube 150 may include a pressure sensor for monitoring the pressure in each feed tube 150.
  • each feed pipe 150 may include at least one filter for filtering and removing impurities from the reactants to purify the reactants. Further, the number of at least one filter may be two. In some embodiments, at least one filter may be filtered by a filter cloth to facilitate replacement. In some embodiments, at least one filter may be located in the upper part of the at least one storage tank 151, so that the reactant is filtered through the at least one filter, and then stored in the at least one storage tank 151.
  • the number of at least one storage tank 151, at least one feed pipe 150, and/or at least one second power component 152 may be determined according to the types of reactants and gases.
  • each storage tank 151 can store a kind of reactant or gas, and each storage tank 151 can be connected to a feed port through a feed pipe 150.
  • the dosing device may further include a second control component, and the second control component may be used at least to control the ratio of the reactants and the gas and/or the feeding sequence.
  • the second control component can control flow meters on different feed pipes 150 according to different reactions to control different ratios of reactants and gases.
  • the second control component may control solenoid valves on different feed pipes 150 according to different reactions to control the feeding sequence of different reactants and gases.
  • the second control component can also control the feed time of the reactants and gases.
  • the feeding time includes the start feeding time, the end feeding time, and the feeding time. It can be understood that the batching device of the present application can control the aforementioned batching and feeding process to ensure the uniformity of the gas-liquid mixture entering the reaction cylinder 130 to further ensure the uniformity of the generated nanoparticles.
  • Fig. 6 is a schematic structural diagram of another multiphase interface reactor according to some embodiments of the present application.
  • the reactor 100 may further include a flushing device for flushing the components of the reactor 100 (for example, the first cylinder 110, the second cylinder 120, and/or the reaction cylinder 130).
  • a flushing device for flushing the components of the reactor 100 (for example, the first cylinder 110, the second cylinder 120, and/or the reaction cylinder 130).
  • at least one first cleaning port 164 may be provided on the first cylinder 110 for connecting with a flushing device.
  • at least one first cleaning port 164 may be provided on the upper cylinder cover of the first cylinder 110.
  • at least one first cleaning port 164 may be provided on the barrel wall of the first barrel 110.
  • the number of the first cleaning ports 164 may be 1, 2, 3, 4, 5, etc.
  • the included angle between the first cleaning port 164 and the axial direction of the first cylinder 110 or the cylinder wall may be any angle.
  • the flushing device may include a liquid supply module and a waste liquid collection module.
  • the liquid supply module may be used to provide cleaning liquid to the components of the reactor 100 (for example, the first cylinder 110, the second cylinder 120, and/or the reaction cylinder 130), at least one filter, and/or the at least one storage tank 151 .
  • the cleaning solution can be determined according to the reactants and/or reaction products.
  • the cleaning liquid may include an inorganic cleaning agent and/or an organic cleaning agent.
  • Exemplary inorganic cleaning agents may include water, dilute hydrochloric acid and/or dilute sulfuric acid, and the like.
  • Exemplary organic cleaning agents may include chlorinated hydrocarbon cleaning agents and the like.
  • the at least one first cleaning port 164, at least one second cleaning port 163, at least one filter cleaning port, and/or at least one cleaning port of the storage tank 151 may be fan-shaped cleaning ports, which can be enlarged. Clean the area.
  • the third power component 162 may be used to transport the cleaning fluid from the storage tank 161 to at least one first cleaning port 164 and/or at least one second cleaning port 163, at least one filter cleaning port, and at least one storage tank 151.
  • the third power component 162 may include a motor or the like.
  • the liquid supply module may further include a third control component, which may be used at least to control the supply flow rate and/or supply time of the cleaning liquid.
  • the liquid supply pipe 160 may be provided with a flow control component, such as a first solenoid valve or a first flow meter 165.
  • the third control component can control the supply flow rate and/or supply time of the cleaning liquid by controlling the first solenoid valve or the first flow meter 165.
  • the third control component may also be used to control the third power component 162 to simultaneously control the components of the reactor 100 (for example, the first cleaning port 164) and the at least one second cleaning port 163.
  • the cylinder 110, the second cylinder 120 and/or the reaction cylinder 130) are cleaned.
  • the third control component can also be used to control the third power component 162 to control the components (for example, , The first cylinder 110, the second cylinder 120 and/or the reaction cylinder 130) are cleaned.
  • the third control component may first control the cleaning of the first cylinder 110 and/or the third cylinder 130 through the at least one first cleaning port 164, and then control the cleaning of the second cylinder 120 through the at least one second cleaning port 163. And/or the reaction cylinder 130 is cleaned.
  • the waste liquid collection module may be used to collect waste liquid.
  • the waste liquid may include cleaning liquid to clean the components of the reactor 100 (for example, the first cylinder 110, the second cylinder 120 and/or the reaction cylinder 130), at least one filter and/or at least one storage tank 151. Liquid.
  • the waste liquid collection module may include at least one waste liquid pipe 171 and at least one waste liquid collection tank 172. At least one waste liquid pipe 171 is used to connect at least one waste liquid collection tank 172 and at least one waste liquid collection port 170.
  • the at least one waste liquid collection port 170 may be provided at the lower cylinder cover of the second cylinder 120, the bottom of the at least one filter, and/or the bottom of the at least one storage tank 151.
  • the first cylinder 110 may also be provided with at least one waste liquid collection port.
  • the discharge pipe 111 may serve as a waste liquid collection port.
  • the number of waste liquid collection ports 170 may be 1, 2, 3, 4, 5, and so on.
  • the flushing device may further include a waste liquid processing module.
  • the waste liquid processing module can be used to process waste liquid.
  • the waste liquid treatment module may include at least one waste liquid treatment pipe, at least one waste liquid treatment component, and at least one fourth power component.
  • the waste liquid treatment pipeline may be used to connect at least one waste liquid treatment component and at least one waste liquid outlet.
  • at least one waste liquid pipe 171 may be used as at least one waste liquid processing pipe, and at least one waste liquid collection port 170 may be used as at least one waste liquid outlet.
  • at least one waste liquid pipe 171 may connect at least one waste liquid processing component and at least one waste liquid collection port 170.
  • the at least one fourth power component may be used to provide power to transport the waste liquid from the at least one waste liquid outlet to the at least one waste liquid treatment component.
  • the fourth power component may include a motor and the like.
  • the waste liquid treatment module may further include a fourth control component.
  • the fourth control component may be used at least to control the treatment flow rate of the waste liquid.
  • at least one flow-controlling component such as a second solenoid valve, a second flowmeter, etc., may be provided on at least one waste liquid treatment pipeline.
  • the fourth control component can control the treatment flow rate of the waste liquid by controlling the second solenoid valve or the second flow meter.
  • the reactants are prepared with distilled water, the reactants include a zinc sulfate solution with a concentration of 1mol/L, a sodium hydroxide solution with a concentration of 2mol/L, a sodium oleate solution with a concentration of 0.01mol/L, and a lemon with a concentration of 0.005mol/L Mixed solution of sodium solution.
  • start the multiphase interface reactor so that the reactants are passed into the multiphase interface reactor at a flow rate of 300 mL/min, and the at least one stirring disc is stirred at a speed of 4000 r/min, and the reactants start to react.
  • at least one layer of stirring discs can be self-priming stirring discs.
  • the pH of the reaction was detected through the pH detection port, and the pH was maintained at 10.
  • a zinc hydroxide foam slurry is generated.
  • the zinc hydroxide foam slurry is allowed to stand for 2 hours, and then washed with distilled water to obtain a zinc hydroxide filter cake.
  • the zinc hydroxide filter cake is put into a blast drying box and dried at 60° C. for 24 hours to obtain zinc hydroxide powder.
  • the zinc hydroxide powder is put into a muffle furnace, the heating rate of the muffle furnace is 2° C./min, the temperature is increased to 400° C. and the temperature is kept for 3 hours to obtain zinc oxide nanoparticles.
  • FIG. 7 is a scanning electron microscope image of zinc oxide nanoparticles prepared according to Example 1.
  • FIG. 7 It can be seen from Figure 7 that the zinc oxide nanoparticles are flakes, and the zinc oxide nanoparticles have a uniform particle size distribution and good monodispersity. After measurement, the thickness of zinc oxide nanoparticles is 40-50nm.

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Abstract

一种多相界面反应器，包括反应筒（130）；至少一个进料口，至少一个进料口开口于反应筒（130）内；搅拌装置（140），搅拌装置（140）的至少一部分位于反应筒（130）内；至少一个筒体，至少一个筒体包括第一筒体（110）和第二筒体（120），其中，反应筒（130）、第一筒体（110）和第二筒体（120）相互连通；反应筒（130）和第二筒体（120）之间形成环空，用于使至少部分反应产物从反应筒（130）进入环空，再由环空进入第一筒体（110）；以及至少一个出料口，至少一个出料口设置于第一筒体（110）上。

Description

一种多相界面反应器 技术领域
本申请涉及反应器，特别涉及一种可以适用于化学、化工、食品、医药、化妆品等领域的多相界面反应器。
背景技术
纳米粒子具有优异的性能，已广泛应用于多个领域。例如，纳米粒子具有新异的物理化学特性，具有比表面大、表面能高和表面活性高等优点，可以用作催化剂、添加剂、环保处理剂等。因此，有必要提供一种多相界面反应器，用于制备纳米粒子，以提高纳米粒子的制备效率、纯度以及纳米粒子尺寸的均一性和可控性。
发明内容
本申请的目的在于提供一种多相界面反应器，以制备纯度高、粒径分布窄、尺寸均一的纳米粒子。
本申请的一方面提供一种多相界面反应器，包括反应筒；至少一个进料口，所述至少一个进料口开口于所述反应筒内；搅拌装置，所述搅拌装置的至少一部分位于所述反应筒内；至少一个筒体，所述至少一个筒体包括第一筒体和第二筒体，其中，所述反应筒、所述第一筒体和所述第二筒体相互连通；所述反应筒和所述第二筒体之间形成环空，用于使至少部分反应产物从所述反应筒进入所述环空，再由所述环空进入所述第一筒体；以及至少一个出料口，所述至少一个出料口设置于所述第一筒体上。
在一些实施例中，所述反应筒通过所述反应筒的下底面与所述第二筒体连通；所述第二筒体的筒壁内表面与所述反应筒的筒壁外表面形成所述环空；以及所述第二筒体通过所述第二筒体的上表面与所述第一筒体连通。
在一些实施例中，所述反应筒的下底面与所述第二筒体下筒盖的距离为40-80mm。
在一些实施例中，所述反应筒的下底面与所述第二筒体下筒盖的距离为50-75mm。
在一些实施例中，所述反应筒的下底面与所述第二筒体下筒盖的距离为54-69mm。
在一些实施例中，所述反应筒的高度为70-120mm。
在一些实施例中，所述反应筒的高度为90-100mm。
在一些实施例中，所述第一筒体的直径为100-150mm；以及所述第一筒体的高度为80-120mm。
在一些实施例中，所述第一筒体的直径为110-140mm；以及所述第一筒体的高度为90-110mm。
在一些实施例中，所述第一筒体的直径为126mm；以及所述第一筒体的高度为99mm。
在一些实施例中，所述搅拌装置包括：第一动力部件；至少一层搅拌片；以及传动装置，其中，所述传动装置用于基于所述第一动力部件的驱动带动所述至少一层搅拌片运动。
在一些实施例中，所述搅拌装置还包括：联轴装置，用于连接所述第一动力部件和所述传动装置。
在一些实施例中，所述至少一层搅拌片包括至少一层搅拌圆盘。
在一些实施例中，所述至少一层搅拌圆盘外周到所述反应筒的筒壁内表面的距离为4-7mm；以及所述至少一层搅拌圆盘到所述反应筒的下底面的距离为70-90mm。
在一些实施例中，所述至少一层搅拌圆盘外周到所述反应筒的筒壁内表面的距离为5-6mm；以及所述至少一层搅拌圆盘到所述反应筒的下底面的距离为75-80mm。
在一些实施例中，所述至少一层搅拌圆盘外周到所述反应筒的筒壁内表面的距离为5.5mm；以及所述至少一层搅拌圆盘到所述反应筒的下底面的距离为78.5mm。
在一些实施例中，所述至少一层搅拌圆盘上包括：至少一个泡罩；以及至少一个开孔，所述至少一个开孔与所述至少一个泡罩一一对应，所述至少一个开孔的每一个位于其对应的泡罩下方。
在一些实施例中，所述至少一个泡罩的个数为10个。
在一些实施例中，所述至少一个泡罩为四分之一空心球体。
在一些实施例中，反应器还包括配料装置，所述配料装置包括：至少一个储料罐；至少一个进料管，所述至少一个进料管用于连接所述至少一个进料口和所述至少一个储料罐；以及至少一个第二动力部件，所述至少一个第二动力部件用于提供将反应物从所述至少一个储料罐运输至所述反应筒的动力。
在一些实施例中，所述配料装置还包括：第二控制部件，至少用于控制所述反应物的配比和/或进料顺序。
在一些实施例中，所述至少一个储料罐包括：配料罐，用于对至少部分所述反应物进行反应预处理，并存储预处理后的反应物。
在一些实施例中，所述至少一个第二动力部件包括计量泵。
在一些实施例中，所述至少一个第二动力部件与所述至少一个储料罐之间的距离小于所述至少一个第二动力部件与所述反应筒之间的距离。
在一些实施例中，反应器还包括冲洗装置，其中，所述第一筒体上设置至少一个第一清洗口，用于连接所述冲洗装置；和/或所述第二筒体上设置至少一个第二清洗口，用于连接所述冲洗装置。
在一些实施例中，所述冲洗装置包括：供液模块，用于提供清洗液；以及废液收集模块，用于收集废液。
在一些实施例中，所述供液模块包括：存储罐，用于存储所述清洗液；供液管道，用于连接所述存储罐与所述至少一个第一清洗口和/或所述至少一个第二清洗口；以及第三动力部件，用于提供将所述清洗液从所述存储罐运输至所述至少一个第一清洗口和/或所述至少一个第二清洗口的动力。
在一些实施例中，所述供液模块还包括第三控制部件，至少用于控制所述清洗液的供给流量。
在一些实施例中，所述废液收集模块包括：至少一个废液收集罐；以及至少一个废液管道，用于连接所述至少一个废液收集罐和至少一个废液收集口，其中，所述至少一个废液收集口设置于所述第二筒体上。
附图说明
本申请将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：
图1是根据本申请一些实施例所示的多相界面反应器的局部剖面结构示意图；
图2是根据本申请一些实施例所示的多相界面反应器的整体剖面结构示意图；
图3是图1所示的多相界面反应器的A-A剖面俯视结构示意图；
图4A是根据本申请一些实施例所示的示例性搅拌圆盘的示意图；
图4B是根据本申请一些实施例所示的示例性推进式搅拌片的示意图；
图4C是根据本申请一些实施例所示的示例性直叶桨式搅拌片的主视图和俯视图；
图4D是根据本申请一些实施例所示的示例性圆盘涡轮搅拌片的主视图和俯视图；
图5是根据本申请一些实施例所示的另一多相界面反应器的结构示意图；
图6是根据本申请一些实施例所示的又一多相界面反应器的结构示意图；
图7是根据本申请一些实施例制得的氧化锌纳米粒子的扫描电子显微镜图；
图8是根据本申请一些实施例制得的氧化锌纳米粒子的扫描电子显微镜图；
图9是根据本申请一些实施例制得的氧化铜纳米粒子的扫描电子显微镜图；以及
图10是根据本申请一些实施例制得的硫酸亚铁纳米粒子的扫描电子显微镜图。
图中，100为反应器，110为第一筒体，111为出料管，112为取样口，120为第二筒体，121为pH检测口，130为反应筒，140为搅拌装置，141为搅拌圆盘，142为泡罩，143为传动装置，144为开孔，145为联轴装置，146为轴套，147为至少一个推进式搅拌叶片，148为至少一个直叶桨式搅拌叶片，149为圆盘涡轮搅拌片，1491为水平圆盘，1492为至少 一个涡轮式搅拌叶片，1493为水平圆盘开孔，150为进料管，151为储料罐，152为第二动力部件，160为供液管道，161为存储罐，162为第三动力部件，163为第二清洗口，164为第一清洗口，165为第一流量计，170为废液收集口，171为废液管道，172为废液收集罐。
具体实施方式
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本申请应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。
如本申请和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。
本领域技术人员可以理解，本申请中的“第一”“第二”等术语仅用于区别不同设备、模块或参数等，既不代表任何特定技术含义，也不表示他们之间的必然逻辑顺序。
本申请涵盖任何由权利要求定义的在本申请的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本申请有更好的了解，在下文对本申请的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本申请。
本申请的一方面提供一种多相界面反应器，通过搅拌装置的特殊结构(例如，搅拌圆盘)，反应物被分散成气泡液膜，气泡为分散相，液膜为连续相，以形成纳米反应环境。反应物在反应筒内生成反应产物后，经由环空出料，再经分离、洗涤、干燥和/或焙烧等处理即可得到纯度高、尺寸均一、粒径分布窄且颗粒小的纳米粒子。
图1是根据本申请一些实施例所示的示例性多相界面反应器的局部剖面结构示意图。
图2是根据本申请一些实施例所示的示例性多相界面反应器的整体剖面结构示意图。
图3是图1所示的多相界面反应器的A-A剖面俯视结构示意图。
如图1所示，反应器100可以包括至少一个进料口、反应筒130、搅拌装置140、至少一个筒体和至少一个出料口。
至少一个进料口可以开口于反应筒130内，以将反应物和气体(为了描述方便，也可以统称为“反应物”)导入反应筒130内。至少一个进料口的数量可以根据反应所需的反应物和气体的种类确定。
搅拌装置140的至少一部分可以位于反应筒130内，用于对进入反应筒130内的反应物和气体(可称之为“气液混合物”或可统称为“反应物”)进行搅拌，使气液混合物分散成气泡液膜(其中气泡为分散相，液膜为连续相)，以提供纳米粒子的反应环境。
反应筒130可以提供纳米粒子的反应场所，使反应物可以在反应筒130内反应生成反应产物。
至少一个筒体可以和反应筒130相互连通，以完成纳米粒子反应的终止，形成均匀稳定的反应产物(可称为“矿化泡沫”)。具体地，至少一个筒体可以和反应筒130连通以形成环空，使至少部分反应产物可以从反应筒130进入环空，再由环空进入至少一个筒体。至少一个筒体的数量可以根据具体需要设定，本申请不做限定。例如，至少一个筒体可以包括第一筒体110和第二筒体120，其中，第一筒体110位于反应器100的上部，第二筒体120位于反应器100的下部。第一筒体110、第二筒体120和反应筒130之间可以相互连通。反应筒130和第二筒体120之间可以形成环空，至少部分反应产物可以从反应筒130进入环空，再由环空进入第一筒体110。
至少一个出料口可以设置于至少一个筒体(例如，第一筒体110)上，用于使至少部分反应产物出料。至少一个出料口的数量可以根据反应产物的体积确定，以保证未出料的反应产物的体积小于等于第一筒体110的容积。
本申请实施例中，筒体(例如，反应筒130、第一筒体110、第二筒体120)可以是两端开口的筒状结构。以反应筒130为例，下底面指反应筒130在重力方向上的最底端，上表面指反应筒130在重力方向的反方向上的最顶端。
在一些实施例中，反应筒130可以至少部分位于第二筒体120中。在一些实施例中，反应筒130可以与第二筒体120固定连接。例如，反应筒130的筒壁外表面可以设有第一连接件，反应筒130可以通过第一连接件与第二筒体120的筒壁内表面固定连接。固定连接可以包括例如焊接等。在一些实施例中，反应筒130可以与第二筒体120可拆卸连接。例如，反应筒130的筒壁外表面可以设有第二连接件，第二筒体120的筒壁内表面可以设有第三连接件，第二连接件可以与第三连接件可拆卸连接。示例性的可拆卸连接可以包括例如螺纹连接等。作为示例，第二连接件和第三连接件可以均设有内螺纹，可以通过螺栓将第二连接件与第三连接件可拆卸连接。
在一些实施例中，反应筒130的上表面可以设有上筒盖，反应筒130上筒盖可以与反应筒130一体成型。反应筒130的下底面可以至少部分开口。反应筒130可以通过反应筒130的下底面与第二筒体120连通。反应筒130的筒壁外表面与第二筒体120的筒壁内表面可以形成环空(也可以称为“第一环空”)，以使反应产物从反应筒130内部进入环空。如上所 述，可以使用第一连接件或者结合使用第二连接件和第三连接件，将反应筒130的筒壁外表面与第二筒体120的筒壁内表面连接，相应地，如图3所示，环空可以是除上述连接件之外的环形流通通道。在一些实施例中，环空的形状可以是中空柱体。例如，假设反应筒130的外径为a，第二筒体120的内径为b，反应筒130的下底面与第二筒体120的上表面的距离为h，则环空尺寸可以表示为π(b 2-a 2)h。
环空可以使反应产物(矿化泡沫)在溢流的过程中上浮，使反应产物(矿化泡沫)与副产物(主要为液体)分离，有利于提高反应产物的纯度，即有利于提高制得的纳米粒子的纯度。进一步地，反应产物(矿化泡沫)在环空内溢流的过程中，可以给纳米粒子前驱体或纳米粒子预留充分的生长时间，使其生长完整，以完成纳米粒子前驱体或纳米粒子反应的终止，减少纳米粒子前驱体或纳米粒子的缺陷，从而可以提高反应产物的收率。在一些实施例中，纳米粒子可以由纳米粒子前驱体经过处理(例如，焙烧等)得到。例如，氧化锌纳米粒子的前驱体可以是氢氧化锌或碱式碳酸锌等。氧化锌纳米粒子可以由氢氧化锌纳米粒子前驱体或碱式碳酸锌纳米粒子前驱体经过焙烧分解得到。然而，环空尺寸可能影响反应产物的溢流速度，进而影响反应产物的纯度、反应产物的收率等。例如，环空尺寸较大，导致反应产物从环空溢流至第一筒体110的速度较慢，进而导致纳米粒子生产效率降低。又例如，环空尺寸较小，导致溢流至环空的反应产物的含气量较低，进而可能导致纳米粒子的团聚，不利于纳米粒子的存在，降低反应产物的纯度。因此，环空尺寸需满足预设要求。可以根据不同的实验条件、不同的反应物、对反应产物的不同要求等，设计相应的环空尺寸。在一些实施例中，环空尺寸可以与反应筒130尺寸、第二筒体120尺寸、反应筒130与第二筒体120的相对位置等有关。例如，环空尺寸可以与反应筒130直径、反应筒130高度、反应筒130壁厚、第二筒体120直径、第二筒体120高度、第二筒体120壁厚、反应筒130与第二筒体120的相对位置有关。其中，反应筒130与第二筒体120的相对位置可以包括反应筒130的上表面与第二筒体120的上表面相平、反应筒130的上表面低于第二筒体120的上表面、反应筒130的上表面高于第二筒体120的上表面等。
进一步地，第二筒体120的下底面可以设有下筒盖，第二筒体120的上表面可以至少部分开口。第二筒体120可以通过第二筒体120的上表面与第一筒体110连通，使反应产物可以从第一环空进入第一筒体110。在一些实施例中，反应产物从第一环空进入第一筒体110的过程中，可以完成纳米粒子反应的终止，形成均匀稳定的反应产物(矿化泡沫)。在一些实施例中，第一筒体110的下底面可以至少部分开口，相应地，可以通过第二筒体120上表面的开口与第一筒体110下表面的开口实现二者之间的连通。在一些实施例中，除开口部分外，第一筒体110的下表面可以设置下筒盖。在一些实施例中，第一筒体110下筒盖可以与 第二筒体120的外壁密封连接。密封连接可以包括固定连接、可拆卸连接等。示例性的固定连接可以包括例如焊接、粘接、铆接等。示例性的可拆卸连接可以包括例如法兰连接等。在一些实施例中，第二筒体120上还可以设有至少一个pH检测口121。如图3所示，至少一个pH检测口121可以用于放置pH计，用于监测反应过程中的中间产物或反应完成后的反应产物的pH值，以监测纳米粒子的生长过程。
在一些实施例中，第一筒体110的上表面可以设有上筒盖。第一筒体110上筒盖可以与第一筒体110固定连接，例如焊接等。第一筒体110上筒盖还可以与第一筒体110可拆卸连接，例如螺栓连接、卡扣连接等。第一筒体110上筒盖还可以与第一筒体110一体成型。在一些实施例中，第一筒体110上还可以设有至少一个取样口112。如图3所示，至少一个取样口112可以用于对反应产物进行实时检测。
在一些实施例中，反应筒130可以至少部分位于第一筒体110内。相应地，第一筒体110上筒盖上可以设有至少一个开孔与至少一个进料口一一对应。对于至少一个开孔的每一个，其尺寸和/或位置与其对应的进料口尺寸和/或位置相匹配。
在一些实施例中，如图1所示，反应筒130的上表面可以与第二筒体120的上表面相平。在一些实施例中，反应筒130的上表面也可以低于第二筒体120的上表面。在一些实施例中，反应筒130的上表面也可以高于第二筒体120的上表面。
在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离需满足预设条件，以保证反应产物顺利出料及提高反应产物的收率。如果反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离过小，可能会导致反应产物溢流阻塞，使反应产物无法顺利溢流以出料；然而，如果反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离过大，则可能会导致大量反应产物累积在第二筒体120内，使反应产物无法溢流至环空，造成反应产物的浪费，不利于提高反应产物的收率。因此，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离要适当。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是40-80mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是42-79mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是44-78mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是46-77mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是48-76mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是50-75mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是51-73mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是52-71mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是53-70mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120 下筒盖的距离可以是54-69mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是55-68mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是56-66mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是58-64mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是60-62mm。在一些实施例中，反应筒130的下底面与第二筒体120下筒盖的距离可以是61mm。
在一些实施例中，反应筒130的尺寸(例如，直径、高度)需满足预设条件，以满足纳米粒子的反应条件。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是50-100mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是52-98mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是54-96mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是56-94mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是58-92mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是60-90mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是62-88mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是64-86mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是66-84mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是68-82mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是70-80mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是72-78mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是73-77mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是74-76mm。在一些实施例中，反应筒130的直径可以是75mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以小于第二筒体120。在一些实施例中，反应筒130的高度可以大于第二筒体120。在一些实施例中，反应筒130的高度可以与第二筒体120相当。作为示例，反应筒130的高度可以是70-120mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是72-118mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是74-116mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是76-114mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是78-112mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是80-110mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是82-108mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是84-106mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是86-104mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是88-102mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是90-100mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是92-98mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是94-96mm。在一些实施例中，反应筒130的高度可以是95mm。
在一些实施例中，第一筒体110和/或第二筒体120的尺寸(例如，直径、高度)需满足预设条件，以保证反应产物顺利出料。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是100-150mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是102-148mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是104-146mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是106-144mm。 在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是108-142mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是110-140mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是112-138mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是114-136mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是116-134mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是118-132mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是120-130mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是122-128mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是124-127mm。在一些实施例中，第一筒体110的直径可以是126mm。
在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是90-130mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是91-127mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是92-124mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是93-121mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是94-119mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是95-116mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是95.5-114mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是96-112mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是96.5-110mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是97-108mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是97.5-106mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是98-104mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是98.5-102mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是99.5-101mm。在一些实施例中，第二筒体120的直径可以是100mm。
在一些实施例中，第一筒体110的高度可以与第二筒体120的高度相等。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以大于第二筒体120的高度。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以小于第二筒体120的高度。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是80-120mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是82-118mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是84-116mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是86-114mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是88-112mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是90-110mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是92-108mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是94-106mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是96-104mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是97-102mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是98-100mm。在一些实施例中，第一筒体110的高度可以是99mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是120-160mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是122-158mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是124-156mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是126-154mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是128-152mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是130-150mm。在一些实 施例中，第二筒体120的高度可以是132-148mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是134-146mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是136-145mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是138-144mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是140-143mm。在一些实施例中，第二筒体120的高度可以是142mm。
仅作为示例，当第二筒体120的直径小于第一筒体110的直径且第二筒体120的上表面高于第一筒体110的下底面时，第二筒体120的筒壁外表面可以与第一筒体110的筒壁内表面形成环空(也称为“第二环空”)，以存储反应产物或作为反应产物出料的通道。第二环空尺寸可以与第一筒体110尺寸、第二筒体120尺寸、第一筒体110与第二筒体120的相对位置等有关。例如，第二环空尺寸可以与第一筒体110直径、第一筒体110高度、第一筒体110壁厚、第二筒体120直径、第二筒体120高度、第二筒体120壁厚、第一筒体110与第二筒体120的相对位置有关。其中，第一筒体110与第二筒体120的相对位置可以包括第一筒体110和第二筒体120的密封连接点(例如，焊接点)与第二筒体120上表面的距离等。如图2所示，第一筒体110和第二筒体120的密封连接点(例如，焊接点)可以是第一筒体110的下底面与第二筒体120的筒壁外表面的连接处。当其它条件(例如，第一筒体110尺寸、第二筒体120尺寸)相同时，第一筒体110和第二筒体120的密封连接点(例如，焊接点)与第二筒体120上表面的距离越大，第二环空尺寸越大。
在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面30-60mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面31-58mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面32-56mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面34-54mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面35-52mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面36-50mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面37-48mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面38-46mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面39-44mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面39.5-42mm。在一些实施例中，第二筒体120的上表面可以高于第一筒体110的下底面40mm。
在一些实施例中，至少一个出料口的每一个均可以设有出料管111。出料管111的尺寸与第一筒体110的尺寸需满足预设条件，以保证反应产物顺利从第一筒体110(或第二环空)经出料管111出料。在一些实施例中，出料口可以设置在第一筒体110的下筒盖上。在一些实施例中，如图2所示，出料口也可以设置在第一筒体110的下筒盖与第一筒体110的 筒壁的连接处，以保证反应产物从第一筒体110(或第二环空)经出料管111出料。在一些实施例中，出料管111可以与第一筒体110的轴向方向或第一筒体110的筒壁成预设夹角，以方便反应产物从出料管111出料。例如，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是0-30°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是1-28°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是2-26°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是3-24°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是4-22°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是5-20°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是6-18°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是7-16°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是8-14°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是9-12°。在一些实施例中，出料管111与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是10-11°。
在一些实施例中，搅拌装置140可以包括第一动力部件、至少一层搅拌片和传动装置143。传动装置143的一端可以连接第一动力部件，另一端可以连接至少一层搅拌片。在一些实施例中，第一动力部件可以用于为至少一层搅拌片提供搅拌的动力。第一动力部件可以包括电机等。在一些实施例中，传动装置143可以用于基于第一动力部件的驱动带动至少一层搅拌片运动，以使反应物充分混合，形成气泡液膜，以提供纳米粒子的反应环境。传动装置143可以包括搅拌轴等。在一些实施例中，搅拌装置140还可以包括轴套146，用于固定保护传动装置143(例如，搅拌轴)。
在一些实施例中，第一筒体110上筒盖上可以设有第一穿过孔，反应筒130上筒盖上可以设有第二穿过孔。第一穿过孔可以与第二穿过孔相匹配。例如，第一穿过孔的位置可以与第二穿过孔相对应，和/或第一穿过孔的尺寸可以与第二穿过孔的尺寸相当，以便传动装置143能够穿过第一筒体110上筒盖和反应筒130上筒盖，使至少一层搅拌片位于反应筒130内。
在一些实施例中，至少一层搅拌片的层数可以根据生成纳米粒子所需的反应条件和/或反应参数确定。例如，当生成纳米粒子的化学反应需要较长时间时，至少一层搅拌片的层数可以包括2层、3层、4层、5层等，可以使得搅拌更剧烈，纳米粒子的反应更充分，同时可以减少反应时间，提高纳米粒子的反应效率。作为示例，当采用FeCl 3-6H 2O、FeCl 2-6H 2O与氨水反应制备纳米Fe 3P 4时，至少一层搅拌片的层数可以是3层、4层或5层。又例如，当生成纳米粒子的反应需要时间较短时，至少一层搅拌片的层数可以是1层。作为示例，当采 用红磷制备超微红磷复合阻燃剂时，至少一层搅拌片的层数可以是1层。
在一些实施例中，至少一层搅拌片的不同层数上的搅拌片可以相同，也可以不同。在一些实施例中，至少一层搅拌片可以包括搅拌圆盘、推进式搅拌片、直叶桨式搅拌片或圆盘涡轮搅拌片等。作为示例，当至少一层搅拌片的层数为2层时，上层搅拌片和下层搅拌片的形状、结构和/或尺寸等可以相同，也可以不同。例如，上层搅拌片可以是搅拌圆盘，下层搅拌片可以是推进式搅拌片或直叶桨式搅拌片或圆盘涡轮搅拌片。关于搅拌圆盘、推进式搅拌片、直叶桨式搅拌片或圆盘涡轮搅拌片的具体描述可以参见本申请图4A、图4B、图4C和图4D及其相关描述。
至少一层搅拌片与反应筒130的上筒盖可以形成第一空间，在该空间内，反应物和气体混合形成一定气液比的气液混合物(也可以称为“气泡”)。气液比可以指进入反应筒130内的气体与液体的体积之比。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是2％-98％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是3％-94％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是4％-90％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是5％-86％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是6％-82％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是7％-78％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是8％-74％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是8.5％-70％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是9％-66％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是9.5％-63％。在一些实施例中，第一空间的气液混合物的气液比可以是10％-60％。同时，至少一层搅拌片与反应筒130的下底面可以形成第二空间，在该空间内，纳米粒子可以成核并生长。在一些实施例中，第二空间的体积(或至少一层搅拌片(例如最下层搅拌片)与反应筒130下底面之间的距离)可以影响纳米粒子的反应。例如，第二空间的体积越大(或至少一层搅拌片(例如最下层搅拌片)与反应筒130的下底面之间的距离较大)，纳米粒子的反应越充分。
在一些实施例中，搅拌装置140还可以包括联轴装置145，联轴装置145可以用于连接第一动力部件(图中未示出)和传动装置143。示例性的联轴装置145可以包括联轴器等。在一些实施例中，传动装置143(例如搅拌轴)深入联轴装置145的尺寸可以调节，使得至少一层搅拌片可以升降，即至少一层搅拌片到反应筒130上筒盖和/或反应筒130的下底面的距离(第一空间的体积或第二空间的体积)可以调节，进而可以控制反应过程。
在一些实施例中，搅拌片的形状可以包括圆形、方形或其他不规则形状等。下面将以搅拌片为圆形为例进行说明。至少一层搅拌片可以包括至少一层搅拌圆盘141。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141可以是自吸式搅拌盘。自吸式搅拌盘在高速运行时，气体可以 通过空心搅拌轴被带入反应器内，气体不断地被吸入到液相中并形成均匀的气液混合物。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141可以包括开孔，气液混合物可以沿开孔进入第二空间。
当气液混合物从第一空间经过至少一层搅拌圆盘141进入第二空间时，第一空间内可以瞬间形成负压空间，进而影响其真空度，影响气泡质量(例如，气泡数量、气泡大小、液膜的厚度)。因此，第一空间需满足预设条件，以保证气体和反应物混合均匀，保证气泡质量。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是5-30mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是7-28mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是9-26mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是10-24mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是11-22mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是12-20mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是13-18mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是14-16mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130上筒盖的距离(例如，最上层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130上筒盖的距离)可以是15mm。
进一步地，第二空间需满足预设条件，以保证纳米粒子反应环境。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是70-90mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是71-88mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是72-86mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是73-94mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是74-82mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反 应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是75-80mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是76-79.5mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是77-79mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141到反应筒130的下底面的距离(例如，最下层搅拌圆盘141的中心点到反应筒130的下底面的距离)可以是78.5mm。
在一些实施例中，为了防止气液混合物沿着搅拌片(例如，搅拌圆盘141)与反应筒130的筒壁内表面之间的间隙流入反应筒130的下部(例如，第二空间)，至少一层搅拌圆盘141外周到反应筒130的筒壁内表面的距离可以是4-7mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141外周到反应筒130的筒壁内表面的距离可以是4.5-6.5mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141外周到反应筒130的筒壁内表面的距离可以是5-6mm。在一些实施例中，至少一层搅拌圆盘141外周到反应筒130的筒壁内表面的距离可以是5.5mm。
需要注意的是，图1、图2和图3仅作为示例，并不对多相界面反应器100的具体形状和结构造成限定。本领域技术人员可以在不付出创造性劳动的前提下，对本申请进行各种修改、改进和修正，并且这些修改、改进和修正都属于本申请的范围内。
图4A是根据本申请一些实施例所示的示例性搅拌圆盘的示意图。至少一层搅拌圆盘141可以用于对第一空间内的气液混合物进行分散，使其分散均匀形成大量微小气泡，成为气泡液膜，以形成纳米粒子反应环境。其中，反应物可以在气泡间的液膜上进行反应生成反应产物。可以通过控制液膜的厚度控制反应产物的尺寸及其均一性。液膜的厚度可以是10nm-100nm。在一些实施例中，液膜的厚度可以是20nm-90nm。在一些实施例中，液膜的厚度可以是30nm-80nm。在一些实施例中，液膜的厚度可以是40nm-70nm。在一些实施例中，液膜的厚度可以是50nm-60nm。在一些实施例中，液膜的厚度可以是54nm-56nm。
如图4A所示，至少一层搅拌圆盘141上可以包括至少一个泡罩142和至少一个开孔144。其中，至少一个开孔144可以与至少一个泡罩142一一对应，至少一个开孔144的每一个位于其对应的泡罩142下方。在一些实施例中，至少一个泡罩142可以是弧形泡罩。在一些实施例中，至少一个泡罩142的个数可以根据需求设定。例如，至少一个泡罩142的个数可以根据搅拌圆盘141的尺寸确定。在搅拌圆盘141的尺寸一定的情况下，至少一个泡罩142的个数越多，气液混合物被分散得越充分，越易于制得纳米粒子，使得反应更充分。在一些实施例中，至少一个泡罩142的个数可以是20个、15个、10个、9个、8个、7个、6个、5个等。在一些实施例中，泡罩142可以包括空心球体的一部分。例如，泡罩142可以是四分 之一的空心球体。在一些实施例中，泡罩142可以包括空心柱体的一部分。在一些实施例中，泡罩142还可以包括空心多面体的一部分。例如，泡罩142可以是空心四面体的一部分。又例如，泡罩142可以是空心六面体的一部分。
在一些实施例中，开孔144的尺寸需满足预设条件。如上所述，搅拌圆盘141可以与反应筒130的下底面形成第二空间，气液混合物可以经过至少一个泡罩142，进而经过至少一个开孔144，到达第二空间。泡罩142和开孔144可以用于分散气液混合物，使其形成液膜(其中气泡为分散相，液膜为连续相)，以形成纳米粒子反应环境。如果开孔144的尺寸过大，则气液混合物经泡罩142和开孔144分散至第二空间的速度过快，可能导致分散不够充分，不利于纳米粒子成核和/或生长；然而，如果开孔144尺寸过小，则气液混合物被分散得速度过慢，可能导致反应速率降低。因此，开孔144尺寸需要适当。在一些实施例中，开孔144的直径可以是3-8mm。在一些实施例中，开孔144的直径可以是3.5-7mm。在一些实施例中，开孔144的直径可以是4-6mm。在一些实施例中，开孔144的直径可以是4.5-5.5mm。在一些实施例中，开孔144的直径可以是5mm。
图4B是根据本申请一些实施例所示的示例性推进式搅拌片的示意图。如图4B所示，推进式搅拌片可以包括至少一个推进式搅拌叶片147。至少一个推进式搅拌叶片147可以绕传动装置143(例如，搅拌轴)均匀分布。至少一个推进式搅拌叶片147的数量可以是2个、3个、4个或5个等。在一些实施例中，至少一个推进式搅拌叶片147可以向第二筒体120下筒盖倾斜。具体地，至少一个推进式搅拌叶片147与水平面的夹角可以是40°-50°。在一些实施例中，至少一个推进式搅拌叶片147与水平面的夹角可以是41°-49°。在一些实施例中，至少一个推进式搅拌叶片147与水平面的夹角可以是42°-48°。在一些实施例中，至少一个推进式搅拌叶片147与水平面的夹角可以是43°-47°。在一些实施例中，至少一个推进式搅拌叶片147与水平面的夹角可以是44°-46°。在一些实施例中，至少一个推进式搅拌叶片147与水平面的夹角可以是45°。
图4C是根据本申请一些实施例所示的示例性直叶桨式搅拌片的主视图和俯视图。如图4C所示，直叶桨式搅拌片包括至少一个直叶桨式搅拌叶片148。至少一个直叶桨式搅拌叶片148可以绕传动装置143(例如，搅拌轴)均匀分布。至少一个直叶桨式搅拌叶片148的数量可以是2个、3个、4个或5个等。在一些实施例中，至少一个直叶桨式搅拌叶片148可以与第二筒体120下筒盖垂直。
图4D是根据本申请一些实施例所示的示例性圆盘涡轮搅拌片的主视图和俯视图。如图4D所示，圆盘涡轮搅拌片149包括水平圆盘1491和至少一个涡轮式搅拌叶片1492。至少一个涡轮式搅拌叶片1492可以均匀分布在水平圆盘1491外周。在一些实施例中，至少一个 涡轮式搅拌叶片1492可以与水平圆盘1491或第二筒体120下筒盖垂直。至少一个涡轮式搅拌叶片1492的数量可以是2个、3个、4个、5个或6个等。在一些实施例中，水平圆盘1492上可以均匀分布至少一个水平圆盘开孔1493。
图5是根据本申请一些实施例所示的另一多相界面反应器的结构示意图。
在一些实施例中，反应器100还可以包括配料装置，用于向反应筒130供给反应物和/或气体。如图5所示，配料装置可以包括至少一个储料罐151、至少一个进料管150和至少一个第二动力部件152。
至少一个储料罐151可以用于存储反应物和/或气体。在一些实施例中，至少一个储料罐151可以包括配料罐，配料罐可以用于对至少部分反应物进行反应预处理，并存储预处理后的反应物。例如，在制备超微红磷复合阻燃剂时，可以先在配料罐中将红磷分散在氢氧化钠水溶液中进行分散处理，得到超微红磷离子的悬浮液，并将超微红磷离子的悬浮液存储在配料罐中。
至少一个进料管150可以用于连接至少一个进料口和至少一个储料罐151，以提供将至少一个储料罐151中的反应物运输至反应筒130的通路。
至少一个第二动力部件152可以用于提供将反应物从至少一个储料罐151运输至反应筒130的动力。在一些实施例中，至少一个第二动力部件152可以包括计量泵、伺服泵等。在一些实施例中，为了减少至少一个第二动力部件152(例如，计量泵或伺服泵)的吸入管路损失，至少一个第二动力部件152与至少一个储料罐151之间的距离小于至少一个第二动力部件152与反应筒130之间的距离。在一些实施例中，至少一个第二动力部件152的进料口高度可以低于至少一个储料罐151的出料口高度。
在一些实施例中，每个进料管150上均可以包括流量计，用于控制每个反应物的进料流量。例如，流量计可以包括外夹式超声波流量计，用于对反应物的流量进行精准控制，且不影响至少一个进料管150内的反应物输送。在一些实施例中，每个进料管150上均可以包括电磁阀，用于控制反应物的进料顺序。在一些实施例中，每个进料管150上均可以包括压力传感器，用于监控每个进料管150内的压力。
在一些实施例中，每个进料管150上均可以包括至少一个过滤器，用于对反应物进行过滤除杂，以净化反应物。进一步地，至少一个过滤器的数量可以是两个。在一些实施例中，至少一个过滤器可以采用滤布过滤，以方便进行更换。在一些实施例中，至少一个过滤器可以位于至少一个储料罐151的上部，使反应物先经过至少一个过滤器进行过滤后，再存储于至少一个储料罐151中。
在一些实施例中，至少一个储料罐151、至少一个进料管150和/或至少一个第二动力 部件152的数量可以根据反应物和气体的种类确定。例如，每个储料罐151可以存储一种反应物或气体，每个储料罐151均可以通过一个进料管150连接进料口。
在一些实施例中，配料装置还可以包括第二控制部件，第二控制部件可以至少用于控制反应物和气体的配比和/或进料顺序。例如，第二控制部件可以根据不同的反应，控制不同进料管150上的流量计，以控制反应物和气体的不同配比。又例如，第二控制部件可以根据不同的反应，控制不同进料管150上的电磁阀，以控制不同反应物和气体的进料顺序。又例如，第二控制部件还可以控制反应物和气体的进料时间。其中，进料时间包括开始进料时刻、结束进料时刻、进料时间等。可以理解，本申请配料装置可以通过控制上述配料和进料过程，以保证进入反应筒130内的气液混合物的均匀性，以进一步保证生成的纳米粒子的均一性。
图6是根据本申请一些实施例所示的又一多相界面反应器的结构示意图。
在一些实施例中，反应器100还可以包括冲洗装置，用于对反应器100的组件(例如，第一筒体110、第二筒体120和/或反应筒130)进行冲洗。在一些实施例中，第一筒体110上可以设置至少一个第一清洗口164，用于连接冲洗装置。例如，如图6所示，至少一个第一清洗口164可以设置于第一筒体110上筒盖上。又例如，至少一个第一清洗口164可以设置于第一筒体110的筒壁上。在一些实施例中，第一清洗口164的个数可以是1个、2个、3个、4个、5个等。在一些实施例中，第一清洗口164与第一筒体110的轴向方向或筒壁的夹角可以是任意角度。
在一些实施例中，第二筒体120上还可以设置至少一个第二清洗口163，用于连接冲洗装置。例如，如图6所示，至少一个第二清洗口163可以设置于第二筒体120下筒盖上，用于将清洗液从第二清洗口163向上喷淋以对反应器100进行清洗。又例如，至少一个第二清洗口163可以设置于第二筒体120的筒壁上。在一些实施例中，第二清洗口163的个数可以是1个、2个、3个、4个、5个等。
在一些实施例中，冲洗装置可以包括供液模块和废液收集模块。供液模块可以用于向反应器100的组件(例如，第一筒体110、第二筒体120和/或反应筒130)、至少一个过滤器和/或至少一个储料罐151提供清洗液。清洗液可以根据反应物和/或反应产物确定。例如，清洗液可以包括无机清洗剂和/或有机清洗剂等。示例性的无机清洗剂可以包括清水、稀盐酸和/或稀硫酸等。示例性的有机清洗剂可以包括氯代烃清洗剂等。在一些实施例中，供液模块可以包括存储罐161、供液管道160和第三动力部件162。存储罐161可以用于存储清洗液。供液管道160可以用于连接存储罐161与至少一个第一清洗口164和/或至少一个第二清洗口163、至少一个过滤器的清洗口、至少一个储料罐151的清洗口，以提供将清洗液从存储罐161运输至反应器100的组件(例如，第一筒体110、第二筒体120和/或反应筒130)、至少一个 过滤器和/或至少一个储料罐151的通路。在一些实施例中，至少一个第一清洗口164、至少一个第二清洗口163、至少一个过滤器的清洗口和/或至少一个储料罐151的清洗口可以是扇形清洗口，可以增大清洗面积。第三动力部件162可以用于提供将清洗液从存储罐161运输至至少一个第一清洗口164和/或至少一个第二清洗口163、至少一个过滤器的清洗口、至少一个储料罐151的清洗口的动力。示例性的，第三动力部件162可以包括电机等。
在一些实施例中，供液模块还可以包括第三控制部件，至少可以用于控制清洗液的供给流量和/或供给时间。例如，供液管道160上可以设有控制流量的部件，如第一电磁阀或第一流量计165等。第三控制部件可以通过控制第一电磁阀或第一流量计165以控制清洗液的供给流量和/或供给时间。在一些实施例中，第三控制部件还可以用于控制第三动力部件162，以通过至少一个第一清洗口164和至少一个第二清洗口163同时对反应器100的组件(例如，第一筒体110、第二筒体120和/或反应筒130)进行清洗。在一些实施例中，第三控制部件还可以用于控制第三动力部件162，以控制通过至少一个第一清洗口164和至少一个第二清洗口163在不同时段对反应器100的组件(例如，第一筒体110、第二筒体120和/或反应筒130)进行清洗。例如，第三控制部件可以先控制通过至少一个第一清洗口164对第一筒体110和/或第三筒体130进行清洗，再控制通过至少一个第二清洗口163对第二筒体120和/或反应筒130进行清洗。又例如，根据反应器100的组件的清洁程度，第三控制部件可以控制通过至少一个第一清洗口164和/或至少一个第二清洗口163对反应器100的组件进行清洗的清洗时间，或者第三控制部件可以控制通过至少一个第一清洗口164和/或至少一个第二清洗口163的清洗液的供给时间。其中，供给时间包括开始供给时刻、结束供给时刻、供给时间等。在一些实施例中，第三控制部件还可以用于控制第三动力部件162，对至少一个过滤器和/或至少一个储料罐151进行清洗。例如，第三控制部件可以控制至少一个过滤器和/或至少一个储料罐151的清洗时间和清洗液的供给流量等。
在一些实施例中，废液收集模块可以用于收集废液。其中，废液可以包括清洗液清洗反应器100的组件(例如，第一筒体110、第二筒体120和/或反应筒130)、至少一个过滤器和/或至少一个储料罐151之后的液体。在一些实施例中，废液收集模块可以包括至少一个废液管道171和至少一个废液收集罐172。至少一个废液管道171用于连接至少一个废液收集罐172和至少一个废液收集口170。在一些实施例中，至少一个废液收集口170可以设置于第二筒体120的下筒盖、至少一个过滤器的底部和/或至少一个储料罐151的底部。在一些实施例中，第一筒体110上也可以设有至少一个废液收集口。作为示例，出料管111可以作为废液收集口。在一些实施例中，废液收集口170的个数可以是1个、2个、3个、4个、5个等。
在一些实施例中，冲洗装置还可以包括废液处理模块。废液处理模块可以用于处理废液。在一些实施例中，废液处理模块可以包括至少一个废液处理管道、至少一个废液处理部件和至少一个第四动力部件。废液处理管道可以用于连接至少一个废液处理部件和至少一个废液出口。在一些实施例中，至少一个废液管道171可以作为至少一个废液处理管道，至少一个废液收集口170可以作为至少一个废液出口。相应地，至少一个废液管道171可以连接至少一个废液处理部件和至少一个废液收集口170。至少一个第四动力部件可以用于提供将废液从至少一个废液出口运输至至少一个废液处理部件的动力。第四动力部件可以包括电机等。在一些实施例中，废液处理模块还可以包括第四控制部件。第四控制部件可以至少用于控制废液的处理流量。例如，至少一个废液处理管道上可以设置至少一个控制流量的部件，如第二电磁阀、第二流量计等。第四控制部件可以通过控制第二电磁阀或第二流量计控制废液的处理流量。
实施例1
采用蒸馏水配制反应物，反应物包括浓度为1mol/L的硫酸锌溶液、浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.01mol/L的油酸钠溶液与浓度为0.005mol/L的柠檬酸钠溶液的混合溶液。启动多相界面反应器使反应物均以300mL/min的流量通入多相界面反应器中，且使至少一层搅拌圆盘以4000r/min的速度进行搅拌，反应物开始反应。其中，至少一层搅拌圆盘可以是自吸式搅拌盘。在反应过程中，通过pH检测口检测反应pH，维持pH为10。反应结束后，生成氢氧化锌泡沫浆料。将氢氧化锌泡沫浆料静置2小时，再用蒸馏水洗涤，得到氢氧化锌滤饼。将氢氧化锌滤饼放入鼓风干燥箱内，在60℃下干燥24小时，得到氢氧化锌粉体。将氢氧化锌粉体放入马弗炉中，马弗炉的升温速率为2℃/min，升温至400℃并保温3小时，得到氧化锌纳米粒子。
根据实施例1制得的氧化锌纳米粒子的纯度为98％。图7是根据实施例1制得的氧化锌纳米粒子的扫描电子显微镜图。从图7可以看出，氧化锌纳米粒子为片状，氧化锌纳米粒子粒径分布均匀，单分散性较好。经测量，氧化锌纳米粒子的厚度为40-50nm。
实施例2
采用蒸馏水配制反应物，反应物包括浓度为0.8mol/L的硫酸锌溶液、浓度为1mol/L的碳酸钠溶液、浓度为0.008mol/L的油酸钠溶液与浓度为0.004mol/L的柠檬酸钠溶液的混合溶液。启动多相界面反应器使反应物均以300mL/min的流量通入多相界面反应器中，且使至少一层搅拌圆盘以4000r/min的速度进行搅拌，反应物开始反应。其中，至少一层搅拌圆盘可以是自吸式搅拌盘。在反应过程中，通过pH检测口检测反应pH，维持pH为9。反应结束后，生成ZnCO 3·3Zn(OH) 2泡沫浆料。将ZnCO 3·3Zn(OH) 2泡沫浆料静置2小时，再用蒸馏 水洗涤，得到ZnCO 3·3Zn(OH) 2滤饼。将ZnCO 3·3Zn(OH) 2滤饼放入鼓风干燥箱内，在60℃下干燥24小时，得到ZnCO 3·3Zn(OH) 2粉体。将ZnCO 3·3Zn(OH) 2粉体放入马弗炉中，马弗炉的升温速率为2℃/min，升温至600℃并保温3小时，得到氧化锌纳米粒子。
根据实施例2制得的氧化锌纳米粒子的纯度为98％。图8是根据实施例2制得的氧化锌纳米粒子的扫描电子显微镜图。从图8可以看出，氧化锌纳米粒子近似球形，氧化锌纳米粒子粒径分布均匀，单分散性较好。经测量，氧化锌纳米粒子的粒径为50-70nm。
实施例3
采用蒸馏水配制反应物，反应物包括浓度为0.4mol/L的硫酸铜溶液、浓度为0.6mol/L的碳酸钠溶液、浓度为0.004mol/L的油酸钠溶液与浓度为0.002mol/L的柠檬酸钠溶液的混合溶液。启动多相界面反应器使反应物均以300mL/min的流量通入多相界面反应器中，且使至少一层搅拌圆盘以4000r/min的速度进行搅拌，反应物开始反应。其中，至少一层搅拌圆盘可以是自吸式搅拌盘。在反应过程中，通过pH检测口检测反应pH，维持pH为9。反应结束后，生成Cu 2(OH) 2CO 3泡沫浆料。将Cu 2(OH) 2CO 3泡沫浆料静置2小时，再用蒸馏水洗涤，得到Cu 2(OH) 2CO 3滤饼。将Cu 2(OH) 2CO 3滤饼放入鼓风干燥箱内，在60℃下干燥24小时，得到Cu 2(OH) 2CO 3粉体。将Cu 2(OH) 2CO 3粉体放入马弗炉中，马弗炉的升温速率为2℃/min，升温至600℃并保温3小时，得到氧化铜纳米粒子。
根据实施例3制得的氧化铜纳米粒子的纯度为98％。图9是根据实施例3制得的氧化铜纳米粒子的扫描电子显微镜图。从图9可以看出，氧化铜纳米粒子近似球形，氧化铜纳米粒子粒径分布均匀，单分散性较好。经测量，氧化铜纳米粒子的粒径为300nm。
实施例4
采用蒸馏水配制反应物，反应物包括浓度为1mol/L的硫酸亚铁溶液、浓度为1g/L的抗坏血酸溶液、浓度为0.67mol/L的磷酸溶液、浓度为2mol/L的氢氧化钠溶液、浓度为0.018mol/L的油酸钠溶液与浓度为0.009mol/L的柠檬酸钠溶液的混合溶液。启动多相界面反应器使反应物均以300mL/min的流量通入多相界面反应器中，使高纯氮气(纯度大于99.99％)以0.2mL/min的流量通入多相界面反应器中，且使至少一层搅拌圆盘以4000r/min的速度进行搅拌，反应物开始反应。在反应过程中，通过pH检测口检测反应pH，维持pH为10。反应结束后，生成Fe 3(PO 4) 2·8H 2O泡沫浆料。将Fe 3(PO 4) 2·8H 2O泡沫浆料静置0.5小时，再用蒸馏水洗涤，得到Fe 3(PO 4) 2·8H 2O滤饼。将Fe 3(PO 4) 2·8H 2O滤饼放入真空干燥箱内，在60℃下干燥12小时，得到磷酸亚铁纳米粒子。
根据实施例4制得的磷酸亚铁纳米粒子的纯度为98％。图10是根据实施例4制得的磷酸亚铁纳米粒子的扫描电子显微镜图。从图10可以看出，磷酸亚铁纳米粒子为片状，磷酸 亚铁纳米粒子粒径分布均匀，单分散性较好。经测量，磷酸亚铁纳米粒子的厚度为100nm。
需要说明的是，本申请反应器100的组件(例如，第一筒体110、第二筒体120、反应筒130、搅拌装置140)的尺寸及各组件间的位置关系的数值仅仅作为示例，并不对本申请构成任何限定。本领域技术人员可能会对上述数值进行各种改进，例如，将上述数值进行等比例或近似等比例的缩小或放大，该类改进仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
本申请实施例可能带来的有益效果包括但不限于：(1)本申请搅拌装置中传动装置深入联轴装置的尺寸可以调节，使得至少一层搅拌片可以升降，至少一层搅拌片到反应筒上筒盖和/或反应筒的下底面的距离可以调节，进而可以控制纳米反应过程，以提高纳米粒子纯度；(2)本申请配料装置可以通过控制配料和进料过程，以保证进入反应筒内的气液混合物的均匀性，以进一步保证生成的纳米粒子的均一性；(3)本申请冲洗装置可以对反应器进行清洗，且可以基于反应不同制定不同的清洗方案。需要说明的是，不同实施例可能产生的有益效果不同，在不同的实施例里，可能产生的有益效果可以是以上任意一种或几种的组合，也可以是其他任何可能获得的有益效果。
上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本申请的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本申请进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本申请中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本申请示范实施例的精神和范围。
同时，本申请使用了特定词语来描述本申请的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本申请至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本申请的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。
应当注意的是，为了简化本申请披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本申请实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本申请对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。
一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的 方法。尽管本申请一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。
针对本申请引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本申请作为参考。与本申请内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本申请权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本申请中的)也除外。需要说明的是，如果本申请附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本申请所述内容有不一致或冲突的地方，以本申请的描述、定义和/或术语的使用为准。
最后，应当理解的是，本申请中所述实施例仅用以说明本申请实施例的原则。其他的变形也可能属于本申请的范围。因此，作为示例而非限制，本申请实施例的替代配置可视为与本申请的教导一致。相应地，本申请的实施例不仅限于本申请明确介绍和描述的实施例。

Claims (29)

  1. 一种多相界面反应器，包括：
    反应筒；
    至少一个进料口，所述至少一个进料口开口于所述反应筒内；
    搅拌装置，所述搅拌装置的至少一部分位于所述反应筒内；
    至少一个筒体，所述至少一个筒体包括第一筒体和第二筒体，其中，
    所述反应筒、所述第一筒体和所述第二筒体相互连通；
    所述反应筒和所述第二筒体之间形成环空，用于使至少部分反应产物从所述反应筒进入所述环空，再由所述环空进入所述第一筒体；以及
    至少一个出料口，所述至少一个出料口设置于所述第一筒体上。
  2. 如权利要求1所述的反应器，其中，
    所述反应筒通过所述反应筒的下底面与所述第二筒体连通；
    所述第二筒体的筒壁内表面与所述反应筒的筒壁外表面形成所述环空；以及
    所述第二筒体通过所述第二筒体的上表面与所述第一筒体连通。
  3. 如权利要求2所述的反应器，其中，所述反应筒的下底面与所述第二筒体下筒盖的距离为40-80mm。
  4. 如权利要求2或权利要求3所述的反应器，其中，所述反应筒的下底面与所述第二筒体下筒盖的距离为50-75mm。
  5. 如权利要求2至权利要求4任意一项所述的反应器，其中，所述反应筒的下底面与所述第二筒体下筒盖的距离为54-69mm。
  6. 如权利要求1至权利要求5任意一项所述的反应器，其中，所述反应筒的高度为70-120mm。
  7. 如权利要求1至权利要求6任意一项所述的反应器，其中，所述反应筒的高度为90-100mm。
  8. 如权利要求1至权利要求7任意一项所述的反应器，其中，
    所述第一筒体的直径为100-150mm；以及
    所述第一筒体的高度为80-120mm。
  9. 如权利要求1至权利要求8任意一项所述的反应器，其中，
    所述第一筒体的直径为110-140mm；以及
    所述第一筒体的高度为90-110mm。
  10. 如权利要求1至权利要求9任意一项所述的反应器，其中，
    所述第一筒体的直径为126mm；以及
    所述第一筒体的高度为99mm。
  11. 如权利要求1至权利要求10任意一项所述的反应器，其中，所述搅拌装置包括：
    第一动力部件；
    至少一层搅拌片；以及
    传动装置，其中，所述传动装置用于基于所述第一动力部件的驱动带动所述至少一层搅拌片运动。
  12. 如权利要求11所述的反应器，其中，所述搅拌装置还包括：
    联轴装置，用于连接所述第一动力部件和所述传动装置。
  13. 如权利要求11或权利要求12所述的反应器，其中，所述至少一层搅拌片包括至少一层搅拌圆盘。
  14. 如权利要求13所述的反应器，其中，
    所述至少一层搅拌圆盘外周到所述反应筒的筒壁内表面的距离为4-7mm；以及
    所述至少一层搅拌圆盘到所述反应筒的下底面的距离为70-90mm。
  15. 如权利要求13或权利要求14所述的反应器，其中，
    所述至少一层搅拌圆盘外周到所述反应筒的筒壁内表面的距离为5-6mm；以及
    所述至少一层搅拌圆盘到所述反应筒的下底面的距离为75-80mm。
  16. 如权利要求13至权利要求15任意一项所述的反应器，其中，
    所述至少一层搅拌圆盘外周到所述反应筒的筒壁内表面的距离为5.5mm；以及
    所述至少一层搅拌圆盘到所述反应筒的下底面的距离为78.5mm。
  17. 如权利要求13至权利要求16任意一项所述的反应器，其中，所述至少一层搅拌圆盘上包括：
    至少一个泡罩；以及
    至少一个开孔，所述至少一个开孔与所述至少一个泡罩一一对应，所述至少一个开孔的每一个位于其对应的泡罩下方。
  18. 如权利要求17所述的反应器，其中，所述至少一个泡罩的个数为10个。
  19. 如权利要求17或权利要求18所述的反应器，其中，所述至少一个泡罩为四分之一空心球体。
  20. 如权利要求1至权利要求19任意一项所述的反应器，还包括配料装置，所述配料装置包括：
    至少一个储料罐；
    至少一个进料管，所述至少一个进料管用于连接所述至少一个进料口和所述至少一个储料罐；以及
    至少一个第二动力部件，所述至少一个第二动力部件用于提供将反应物从所述至少一个储料罐运输至所述反应筒的动力。
  21. 如权利要求20所述的反应器，其中，所述配料装置还包括：
    第二控制部件，至少用于控制所述反应物的配比和/或进料顺序。
  22. 如权利要求20或权利要求21所述的反应器，其中，所述至少一个储料罐包括：
    配料罐，用于对至少部分所述反应物进行反应预处理，并存储预处理后的反应物。
  23. 如权利要求20至权利要求22任意一项所述的反应器，其中，所述至少一个第二动力部件包括计量泵。
  24. 如权利要求20至权利要求23任意一项所述的反应器，其中，所述至少一个第二动力部件与所述至少一个储料罐之间的距离小于所述至少一个第二动力部件与所述反应筒之间的距离。
  25. 如权利要求1至权利要求24任意一项所述的反应器，还包括冲洗装置，其中，
    所述第一筒体上设置至少一个第一清洗口，用于连接所述冲洗装置；和/或
    所述第二筒体上设置至少一个第二清洗口，用于连接所述冲洗装置。
  26. 如权利要求25所述的反应器，其中，所述冲洗装置包括：
    供液模块，用于提供清洗液；以及
    废液收集模块，用于收集废液。
  27. 如权利要求26所述的反应器，其中，所述供液模块包括：
    存储罐，用于存储所述清洗液；
    供液管道，用于连接所述存储罐与所述至少一个第一清洗口和/或所述至少一个第二清洗口；以及
    第三动力部件，用于提供将所述清洗液从所述存储罐运输至所述至少一个第一清洗口和/或所述至少一个第二清洗口的动力。
  28. 如权利要求26或权利要求27所述的反应器，其中，所述供液模块还包括第三控制部件，至少用于控制所述清洗液的供给流量。
  29. 如权利要求26至权利要求28任意一项所述的反应器，其中，所述废液收集模块包括：
    至少一个废液收集罐；以及
    至少一个废液管道，用于连接所述至少一个废液收集罐和至少一个废液收集口，其中，所述至少一个废液收集口设置于所述第二筒体上。
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