專利名稱：苛化制堿反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬苛化制堿反應(yīng)器。
在本實(shí)用新型作出以前，苛化制堿的反應(yīng)器為一般化學(xué)反應(yīng)釜，多由鋼鐵、搪瓷或塑料制成。其形狀為封閉的鍋爐式結(jié)構(gòu)，采用高溫蒸汽加熱，能承受300℃溫度和一定的壓力，其內(nèi)表面耐堿腐蝕。反應(yīng)釜內(nèi)一般裝有攪拌器，攪拌器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其攪拌葉片為釘耙式葉片，攪拌時(shí)阻力大，一方面要求攪拌器電動機(jī)必須是大功率電機(jī)，一般為數(shù)千瓦，另一方面要求攪拌軸和耙齒必須具備一定強(qiáng)度。反應(yīng)時(shí)以預(yù)先制成的冷的石灰水和12％左右的冷的碳酸鈉水溶液為反應(yīng)物，故反應(yīng)時(shí)需要加熱，需加熱到90℃～100℃。一般用蒸汽加熱，需要配備鍋爐，必須燒煤或使用其他能源。此外，現(xiàn)有設(shè)備需要耐腐蝕泵、過濾裝置、真空泵、離心分離器等。因而，這套反應(yīng)釜設(shè)備投資大、造價(jià)高，反應(yīng)釜容積為1m3的反應(yīng)器需花費(fèi)上萬元，框架式過濾器每臺需6～7千元，離心分離器每臺1萬多元。
針對現(xiàn)有苛化制堿反應(yīng)器的上述不足之處，本實(shí)用新型提供一種新型苛化制堿反應(yīng)器，旨在集原苛化制堿成套設(shè)備的各功能于反應(yīng)器一身，省去鍋爐加熱設(shè)備、過濾分離設(shè)備等，簡化設(shè)備，降低成本；同時(shí)，使苛化反應(yīng)更為合理、徹底，操作簡便。
本實(shí)用新型的目的是通過下述方案實(shí)現(xiàn)的。
苛化制堿反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體、攪拌裝置等。反應(yīng)器主體由磚和水泥制成。其形狀為上部開口、下部封底的圓柱形桶，在該圓柱形桶的側(cè)壁中有一個(gè)L形的取液軟管通道，該L形通道的豎道內(nèi)側(cè)無側(cè)壁，該豎道與圓柱形桶的內(nèi)腔相通。L形通道下部橫端開口在反應(yīng)器主體外壁，L形通道上部豎端向上垂直開口在反應(yīng)器主體上端開口環(huán)形端面上。反應(yīng)器主體側(cè)壁下部底面上有一個(gè)出渣口水平橫向貫穿反應(yīng)器主體側(cè)壁，導(dǎo)通反應(yīng)器內(nèi)外。在L形通道及出渣口內(nèi)口通過同一個(gè)自上而下貫穿反應(yīng)器側(cè)壁內(nèi)側(cè)的插板槽，自下而上依次重疊插有一塊下插板和一塊上插板。
反應(yīng)器主體內(nèi)有一個(gè)金屬網(wǎng)兜，它略小于反應(yīng)器主體，同樣為上部開口、下部封底的圓筒體，其開口處有一個(gè)鐵質(zhì)網(wǎng)兜口環(huán)，此環(huán)能安裝于反應(yīng)器主體的上口環(huán)形端面上，從而使該金屬網(wǎng)兜懸空掛置于反應(yīng)器主體內(nèi)中央。金屬網(wǎng)兜上有鋼筋骨架，骨架上鋪以鐵絲網(wǎng)或其他金屬網(wǎng)，其網(wǎng)眼密度為50～100目。金屬網(wǎng)兜使用時(shí)裝在反應(yīng)器主體內(nèi)。
反應(yīng)器主體側(cè)壁內(nèi)的L形通道中，有一條取液軟管貫穿L形通道，取液軟管一端從L通道上部橫道口伸出、置于地面，其另一端從L通道上部豎道口伸出。與自動取液頭相連通。自動取液頭由下而上由取液軟管、浮子、濾液罩和浮調(diào)重物構(gòu)成。浮子為泡沫塑料立方體，取液軟管由外向內(nèi)穿過浮子并與濾液罩內(nèi)腔相通，濾液罩四周壁上有濾液孔，濾液罩上底有座槽，浮調(diào)重物自由地放置在該座槽內(nèi)。浮調(diào)重物在自動取液頭上為分離部件，并為具有不同重量的系列部件，使用中根據(jù)不同批次的不同比重反應(yīng)液所產(chǎn)生的對自動取液頭的不同浮力，可以更換不同重量的浮調(diào)重物，以使自動取液頭的濾液孔能浸入反應(yīng)液并能將上部取液軟管壓入反應(yīng)液為準(zhǔn)。取液時(shí)自動取液頭在浮子的作用下能始終漂浮在反應(yīng)器內(nèi)的反應(yīng)液面上并隨液面自動升降。自動取液頭和取液軟管、控制插板一起構(gòu)成反應(yīng)器的取液裝置。
攪拌器置于反應(yīng)器的中心，它依靠攪拌器上端的支架懸掛在反應(yīng)器上口圓環(huán)端面上。攪拌器支架由一個(gè)十字鋼架以及位于十字鋼架中心的立方體形的傳動器支架構(gòu)成。轉(zhuǎn)動傳動器位于傳動器支架立方體的中間。攪拌軸上部為正棱柱形，可以為正三棱柱或正四棱柱形，下部可以為同上部一樣的正棱柱形，也可以為圓柱形。攪拌軸上部從中心穿過轉(zhuǎn)動傳動器，并與轉(zhuǎn)動傳動器中心正棱柱形孔相互嵌合，當(dāng)傳動器轉(zhuǎn)動時(shí)可以帶動攪拌軸轉(zhuǎn)動。攪拌軸能在傳動器中自由升降。攪拌軸上端有一個(gè)防脫銷，能防止攪拌軸從攪拌器支架上脫落。攪拌葉片有三支，位于攪拌軸的中下部，三支葉片處于同一平面并以攪拌軸為中心呈輻射狀固定連接在攪拌軸上，每兩支葉片相互間的夾角為120°。每一支攪拌葉片的橫截面均為三角形，該三角形的一邊均與攪拌軸的軸線平行，三角形的該邊所對應(yīng)的角均位于攪拌軸旋轉(zhuǎn)時(shí)葉片的前進(jìn)方向。攪拌器的下端有一個(gè)下滑速度控制器，它由上下兩塊圓鐵板及夾在其中的一塊一樣大小的圓柱形泡沫塑料圓餅構(gòu)成。攪拌軸垂直貫穿該圓餅中心并與之固定連接。從該圓餅中心向周圍輻射狀分布有三個(gè)長條形透液孔，每兩個(gè)透液孔之間的夾角為120°，每一個(gè)透液孔在同一位置同時(shí)貫穿鐵板和泡沫塑料，其橫截面均為一個(gè)橫向放置的燕尾形。
以下結(jié)合附圖說明，詳述本實(shí)用新型的實(shí)施例及工作原理。


圖1.苛化制堿反應(yīng)器結(jié)構(gòu)圖。
圖2.反應(yīng)器主體透視及中心垂直剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖3.反應(yīng)器主體上口俯視圖。
圖4.反應(yīng)器主體下部橫截面圖。
圖5.反應(yīng)器主體底部橫截面圖。
圖6.插板正視及側(cè)視圖。
圖7.金屬網(wǎng)兜結(jié)構(gòu)圖。
圖8.攪拌器立體結(jié)構(gòu)及垂直剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖9.自動取液頭垂直剖面結(jié)構(gòu)圖。
圖中序號含義(1)反應(yīng)器主體，(2)攪拌器，(3)L形通道，(4)上插板，(5)取液軟管，(6)金屬網(wǎng)兜，(7)下插板，(8)出渣口，(9)反應(yīng)器底面，(10)金屬網(wǎng)兜底面，(11)下滑速度控制器，(12)攪拌葉片，(13)攪拌軸，(14)反應(yīng)器主體開口端面，(15)攪拌器支架，(16)傳動器，(17)防下脫銷，(18)金屬網(wǎng)兜口環(huán)，(19)插板槽，(20)反應(yīng)器主體側(cè)壁，(21)下插板坑，(22)插板提手，(23)金屬網(wǎng)兜口，(24)金屬網(wǎng)兜骨架，(25)金屬網(wǎng)兜壁，(26)傳動器支架(27)十字鋼架，(28)透液孔，(29)圓鐵板，(30)泡沫塑料圓餅，(31)浮調(diào)重物，(32)浮調(diào)重物座槽，(33)濾液罩，(34)濾液孔，(35)浮子，(36)中心空腔。
苛化制堿反應(yīng)器各部分尺寸范圍為反應(yīng)器主體(1)高90～100cm，外徑92～104cm，內(nèi)徑80～90cm，壁厚6～7cm，L形通道(3)內(nèi)徑3～4cm，出渣口(8)內(nèi)徑3～4cm。插板物厚1～1.4cm，寬4.5～4.8cm，上插板(4)長60cm，下插板(7)長30～40cm；插板槽(19)寬5cm，厚1～1.5cm，金屬網(wǎng)兜(23)高88～98cm，內(nèi)徑78～88cm；金屬網(wǎng)兜口環(huán)(18)厚0.5cm，外徑100～110cm；攪拌器支架(15)外徑100～110cm；傳動器支架(27)寬15～20cm，高10cm；攪拌軸(13)長110～120cm；攪拌葉片(12)長30～35cm，寬3cm，厚0.2～0.3cm；它在軸上與下滑速度控制器(11)之間的距離為20～30cm。
實(shí)施例1反應(yīng)器主體(圖2、圖3、圖4、圖4、圖5、圖6)。直接在地面上以磚和水泥壘制而成，呈圓柱桶形，高100cm，壁厚7cm，內(nèi)徑85cm。L形通道(3)內(nèi)徑4cm，L形通道(3)壁厚也為7cm，通道長60cm插板槽(19)寬5cm，厚1.5cm。出渣口(8)內(nèi)徑4cm。插板槽(19)與反應(yīng)器內(nèi)腔相通處寬3.5cm。下插板坑(21)深cm，上插板(4)長60cm，寬4.8cm，厚1.4cm；下插板(7)長40cm，寬4.8cm，厚1.4cm；上、下插板均為矩形，插板提手(22)為一塊固定在插板上端內(nèi)側(cè)上的棱臺，其下底面積為2.5×2.5cm，上底面積為2×2cm，高1cm，上底面與插板相連接。兩塊插板均用鐵板制成，也可用塑料板制成。
實(shí)施例2金屬網(wǎng)兜(見圖7)。
金屬網(wǎng)兜口環(huán)(18)用鐵板制成，內(nèi)徑83cm，外徑110cm，厚0.5cm。金屬網(wǎng)兜(6)高98cm，直徑83cm，其口與口環(huán)(18)內(nèi)圈連接。網(wǎng)兜骨架(24)用0.4cm直徑的鋼筋制作，呈大方格形，連接于口環(huán)(18)上。大方格尺寸為10×10cm。骨架上鋪以市售鐵絲網(wǎng)，網(wǎng)眼密度為80目。
實(shí)施例3攪拌器(圖8)。
攪拌器十字鋼架(27)長110cm，用普通槽鋼制作。傳動器支架(26)為立方體形，用普通角鋼制作，上下底面為厚0.3cm的鐵板，底邊為40×40cm，高10cm。傳動器為皮帶輪、直徑為50cm。攪拌軸(13)用鋼棒制成，直徑3.5cm，全長115cm，其上部50cm長的一段作成正三棱柱形，在正三棱柱段上部，有一顆防脫銷(17)裝配后位于攪拌支架上方，它可以防止攪拌軸從支架上脫落。防脫銷直徑0.5cm。攪拌軸上部的棱柱結(jié)構(gòu)能夠和皮帶輪中心的三角形孔貫穿嵌合，并能在孔中自由升降，可以保證攪拌軸(13)隨著傳動器一齊轉(zhuǎn)動。攪拌軸(13)的下端連有一個(gè)下滑速度控制器(11)，直徑60cm，其中的上下兩塊鐵板均厚0.2cm，中間的泡沫塑料厚3cm，三個(gè)透液孔(28)均長25cm，從攪拌向外輻射排列，相互夾角為120°，其橫截面呈橫向燕尾形，燕尾上支長5cm，下支長3.5cm。在下滑速度控制器(11)的上方30cm處，在攪拌軸(13)上的同一個(gè)平面上與攪拌軸固定連接有三支攪拌葉片(12)，葉片相互夾角均為120°。每支葉片長30cm，其橫截面為三角形，三角形的一邊垂直地面，垂直邊長0.3cm，其于兩邊均長3cm，垂直邊對角處于攪拌軸旋轉(zhuǎn)的前進(jìn)方向。
實(shí)施例4自動取液頭(圖9)。
浮子(35)用泡沫塑料制成，為一立方體，其體積為30×40×5cm。取液軟管(5)從其邊長為40cm的一邊伸入浮子(35)的中心空腔(36)固定連接。中心空腔(36)上罩有塑料制作的濾液罩(33)，濾液罩為立方形，其邊高為15×20×4cm，其下部每邊有均勻分布的處于同一水平面上的一排5個(gè)濾液孔(34)，每個(gè)濾液孔直徑為1cm。濾液罩(33)上底面有一個(gè)凹坑式浮調(diào)重物座槽(32)，其尺寸為10×10×1cm。浮調(diào)重物(31)為普通稱砣或鐵塊。取液軟管直徑為3.5cm。
實(shí)施例5苛化制堿反應(yīng)器結(jié)構(gòu)(圖1)。
金屬網(wǎng)兜(6)和反應(yīng)器主體(1)之間不是固定連接，它們是分離部件，使用時(shí)只要將金屬網(wǎng)兜口環(huán)(18)放置在反應(yīng)器主體(1)的開口端面(14)上即可，不用時(shí)隨即取下。同樣，攪拌器(2)和反應(yīng)器主體(1)及金屬網(wǎng)兜(6)也為分離部件，使用時(shí)只需將攪拌器支架十字鋼架(27)放置在反應(yīng)器主體(1)的開口端面(14)上即可，不用時(shí)隨即取下。取液軟管(5)與L形通道(3)的下部橫道開口處之間為橡膠圈套密封結(jié)構(gòu)，取液軟管(5)始終置于L形通道之中，其上端從通道中伸出與自動取液頭連接。插板(4)、(7)與反應(yīng)器主體(1)上的插板槽(19)之間緊密嵌合。不取液時(shí)，插上插板，將自動取液頭放置在反應(yīng)器外邊，需取液時(shí)，拔出上插板，將自動取液頭放在反應(yīng)液面上，放上適當(dāng)重的浮調(diào)重物，反應(yīng)上清液即可從濾液罩(33)周圍的濾液孔(34)進(jìn)入中心空腔(36)，并自動沿L形通道中的取液軟管(5)流出反應(yīng)器。由于自動取液頭始終漂浮在反應(yīng)液面上，因而，這一取液裝置可保證始終抽取表面液體，并從上到下將反應(yīng)上清液抽取干凈。當(dāng)要取出反應(yīng)器底部的反應(yīng)沉淀時(shí)，拔出下插板，即可將沉淀從出渣口(8)排出。因而，本實(shí)用新型完全不用通常的過濾和分離裝置。各操作步驟在一個(gè)反應(yīng)器中一氣完成。
操作中，取出攪拌器(2)，放上金屬網(wǎng)兜(6)，插上上、下插板，向反應(yīng)器主體(1)中注入水，或前一輪反應(yīng)的較稀的燒堿溶液，然后向金屬網(wǎng)兜(6)中放入石灰。石灰和水迅速反應(yīng)產(chǎn)生溫度約60℃的CaOH懸濁液，原石灰中的雜物、石頭和CaCO8等固體塊不能反應(yīng)而留在金屬網(wǎng)兜(6)中，待石灰和水反應(yīng)結(jié)束，取出金屬網(wǎng)兜(6)棄去其中的雜物，石頭和CaCO8等物。向反應(yīng)器中放入攪拌器(2)，石灰水中趁熱加入固體純堿，邊加邊攪拌。反應(yīng)中；由于下滑速度控制器(11)的浮力作用，能始終保持?jǐn)嚢杵?2)避開反應(yīng)器底部的CaCO3沉淀在反應(yīng)液中攪拌；并且，由于透液孔(34)的作用，可促使反應(yīng)液在攪拌軸(13)的周圍上下回流，反應(yīng)液在貼近攪拌軸(13)四周上升至液面，然后又從遠(yuǎn)離攪拌軸(13)的貼近反應(yīng)器四壁處下降，形成回流，從而，增加反應(yīng)物的接觸面和碰撞次數(shù)，使其反應(yīng)徹底。待純堿和石灰水反應(yīng)完畢，澄清后，拔出上插板(4)將反應(yīng)器外的自動取液頭放在上清液液面上，開始自動取液(即NaOH溶液初產(chǎn)品)。取完上清液后，拔出下插板(7)，從出渣口(8)排出沉淀物(CaCO3)，又可開始下一輪反應(yīng)。日產(chǎn)液堿10噸時(shí)，攪拌器使用電機(jī)功率為0.1瓩。
本實(shí)用新型具有如下特點(diǎn)1.使用本實(shí)用新型制堿，后步反應(yīng)可以及時(shí)充分地利用前步反應(yīng)的反應(yīng)熱能，無需加熱，無需使用燃料，且攪拌器耗電少，因而節(jié)約能源，并省去了一般設(shè)置中的鍋爐等高溫蒸汽加熱裝置。
2.反應(yīng)中，固液混合，反應(yīng)物直接進(jìn)行反應(yīng)，無需反應(yīng)物的單獨(dú)溶解預(yù)處理過程，金屬網(wǎng)兜兼有過濾、保護(hù)反應(yīng)器主體、保證熱能能及時(shí)充分利用和防止反應(yīng)中結(jié)塊的作用，加之自動取液頭的使用，因而，本實(shí)用新型省去了一般苛化制堿設(shè)備中的溶解池、過濾器、離心機(jī)、反應(yīng)釜、耐堿泵等一系列昂貴設(shè)備，集溶解、反應(yīng)、過濾、分離于一體，設(shè)備簡化，省時(shí)省料。
3.由于攪拌葉片和透液孔能使反應(yīng)液形成回流、反應(yīng)物接觸充分，因而，反應(yīng)合理、徹底、收得率高。
4.反應(yīng)器主體用磚和水泥制造，其他部件取材普通易得，制作簡單、成本低廉；并且體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，易于上馬。
5.本實(shí)用新型生產(chǎn)能力、適用范圍廣泛，同時(shí)具有間歇使用和連續(xù)使用的能力，工廠規(guī)模，大小皆宜，生產(chǎn)能力可達(dá)日產(chǎn)12～19％的NaOH溶液初產(chǎn)品12噸，年產(chǎn)3～4千噸。
權(quán)利要求1.苛化制堿反應(yīng)器，包括反應(yīng)器主體、攪拌裝置、取液裝置，其特征在于反應(yīng)器有一個(gè)金屬網(wǎng)兜，攪拌器上端有防脫銷，攪拌葉片在攪拌軸中下部，攪拌器下端有一個(gè)下滑速度控制器，取液裝置由能漂浮在反應(yīng)液面上、隨液面自動升降的自動取液頭、取液軟管和控制插板構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征是攪拌器攪拌軸的上部為能在傳動器中自由升降的正三棱柱或正四棱柱形，攪拌軸上端有能防止攪拌軸從攪拌器支架上脫落的防脫銷，攪拌葉片有三支，其橫截面均為三角形，攪拌器下端的下滑速度控制器由上下兩塊圓鐵板及夾在其中的一塊一樣大小的圓柱形泡沫塑料圓餅構(gòu)成，從該圓餅中心向周圍輻射狀分布有三個(gè)長條形透液孔，該透液孔的橫截面為橫向燕尾形。
3.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征是所說的金屬網(wǎng)兜為上部開口、下部封底的圓筒體，金屬網(wǎng)兜的網(wǎng)眼密度為50～100目，金屬網(wǎng)兜裝在反應(yīng)器主體內(nèi)。
4.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征是所說的取液裝置的自動取液頭由下而上由取液軟管、浮子、濾液罩和浮調(diào)重物構(gòu)成。浮子為泡沫塑料立方體，取液軟管由外向內(nèi)穿過浮子并與濾液罩內(nèi)腔相通，濾液罩四周壁上有濾液孔，濾液罩上底有座槽、浮調(diào)重物自由地放置在該座槽內(nèi)。
5.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)器，其特征是反應(yīng)器主體由磚和水泥制成，其形狀為上部開口、下部封底的圓柱形桶，在該圓柱形桶的側(cè)壁中有一個(gè)L形取液軟管通道，該L形通道的下端開口在反應(yīng)器主體外壁，L形通道上端向上垂直開口在反應(yīng)器主體上端開口環(huán)形端面上，反應(yīng)器主體下部底面上有一個(gè)出渣口水平衡向貫穿反應(yīng)器主體側(cè)壁，導(dǎo)通反應(yīng)器內(nèi)外，在L形通道及出渣口內(nèi)口通過同一個(gè)自上而下貫穿反應(yīng)器側(cè)壁內(nèi)側(cè)的插板槽，自下而上依次重疊插有一塊下插板和一塊上插板。
專利摘要苛化制堿反應(yīng)器，由反應(yīng)器主體、金屬網(wǎng)兜、攪拌器和取液裝置構(gòu)成，反應(yīng)器主體用磚和水泥制成，攪拌器上有防脫銷和下滑速度控制器，取液裝置上有能自動從反應(yīng)器中取液的自動取液頭。用本實(shí)用新型制堿無需加熱、耗電少，節(jié)約能源；不用溶解池、過濾器、離心機(jī)、泵和反應(yīng)釜等設(shè)備，集溶解、反應(yīng)、過濾和分離于一體，反應(yīng)徹底，結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，操作簡便，適用面廣。一臺反應(yīng)器可年產(chǎn)12～19％的NaOH溶液3～4千噸。
文檔編號C01D1/22GK2105485SQ91230329
公開日1992年5月27日 申請日期1991年12月13日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月13日
發(fā)明者王升全, 黃自軍 申請人:王升全, 黃自軍