專利名稱：一種氣固反應(yīng)釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在固定容器內(nèi)具有旋轉(zhuǎn)攪拌裝置的混合機(jī)，更具體地說，是一種用于氣固反應(yīng)的反應(yīng)釜。
CN2376327Y公開了一種帶有整體擋板的攪拌容器，該容器本體內(nèi)側(cè)壁間隔設(shè)置有與容器本體一體成型的搪玻璃擋板，且所述擋板沿本體內(nèi)側(cè)壁圓周均勻布置。
CN2149962Y披露了一種帶折流板的搪玻璃反應(yīng)罐，該反應(yīng)罐罐體的內(nèi)壁設(shè)有兩層或三層折流板，且每層折流板均沿圓周方向均勻布置。該反應(yīng)罐可提高物料混合的均勻度，使混合時(shí)間縮短。
綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中尚未涉及可連續(xù)操作的密閉式的氣固反應(yīng)釜。
本發(fā)明所提供的反應(yīng)釜主要包括以下部件反應(yīng)釜主體12、固體加料口3、尾氣排出口4、攪拌軸5、攪拌槳葉6、錐臺(tái)型固體卸料器7、倒錐型氣體分布器8、螺桿輸送機(jī)9、氣封滑閥10以及擋板11；其中，反應(yīng)釜主體12的上部為圓桶狀，下部呈圓錐狀；反應(yīng)釜頂部設(shè)有固體物料加料口3和尾氣排出口4；攪拌軸5垂直設(shè)置并位于反應(yīng)釜的中心軸線上，攪拌槳槳葉6固定在攪拌軸上；反應(yīng)釜的內(nèi)壁設(shè)置一層或多層擋板11；錐臺(tái)型固體卸料器7位于反應(yīng)釜的下部；倒錐型氣體分布器8位于錐臺(tái)型固體卸料器7的下端面中間，該分布器的錐面上均勻開孔；反應(yīng)釜的底部與螺桿輸送機(jī)9相連通，氣封滑閥10設(shè)置在螺桿輸送機(jī)的卸料管上。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在以下方面1、本發(fā)明所提供的反應(yīng)釜?dú)夤虄上嗄嫦蛄鲃?dòng)，并伴以適當(dāng)?shù)臄嚢?，可改善傳質(zhì)條件，使反應(yīng)物料得到充分利用，提高設(shè)備工作效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度。假設(shè)固體物料中的A組分和氣體物料中的B組分是主要的反應(yīng)物，在反應(yīng)釜頂端A組分濃度為最大值而B組分濃度達(dá)到最低，而在倒錐型氣體分布器附近，A組分的濃度逐漸減少到最低，此時(shí)B組分的濃度則是最高值，因此，對(duì)于整個(gè)反應(yīng)釜，反應(yīng)的推動(dòng)力沿軸向是幾乎相等的，這種反應(yīng)形式使反應(yīng)更加均勻，物料利用率和設(shè)備空間利用率都比較高。適當(dāng)?shù)臄嚢杩梢云扑榈瑰F型氣體分布器噴出的反應(yīng)氣體在床層內(nèi)形成的氣泡，也可以防止那些顆粒分布不均、流動(dòng)性較差的固體在流動(dòng)過程中的架橋現(xiàn)象。
2、本發(fā)明所采用的倒錐型氣體分布器呈360°給出反應(yīng)氣體，在反應(yīng)釜底部使氣體分布更均勻。
3、本發(fā)明通過調(diào)整錐臺(tái)型卸料器與倒錐型氣體分布器之間的縫隙可以調(diào)整反應(yīng)物料的停留時(shí)間，從而達(dá)到控制反應(yīng)時(shí)間的目的。此外，錐臺(tái)型卸料器可使倒錐型氣體分布器更好地分散氣體，使氣體能沿徑向均勻分布，減少氣體分布和固體卸料的死區(qū)，同時(shí)延緩固體滑落速度，延長固體物料的停留時(shí)間。
4、反應(yīng)過程中，會(huì)有少量氣體隨固體夾帶出料，另外，由于氣體向上運(yùn)動(dòng)壓降較大，因此，會(huì)有部分氣體向下走短路隨固體排出，為了封住這部分氣體，本發(fā)明在出料口設(shè)置了氣封滑閥，在出料的同時(shí)可以封住氣體。這樣不僅有效地減少了物料損失，還可以避免溢出的氣體物料對(duì)人員以及環(huán)境的污染。
5、本發(fā)明采用折葉或翼式攪拌系統(tǒng)，在氣固反應(yīng)中伴以攪拌能有效改善氣體分布，減少架橋現(xiàn)象，從而使反應(yīng)更均勻。
6、本發(fā)明在氣固反應(yīng)釜內(nèi)設(shè)置一層或多層擋板。攪拌槳葉轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，與擋板形成剪切力，可打碎反應(yīng)釜內(nèi)的氣泡，并防止固體物料架橋，使氣固兩相充分混合。
圖2是本發(fā)明所提供反應(yīng)釜的A-A視圖。
本發(fā)明所提供的氣固反應(yīng)釜的主體12由上部的圓桶和下部的圓錐兩部分組成，這兩部分可以是焊接在一起的，也可以在加工過程中一次鑄造成型。該反應(yīng)釜的高徑比為1∶1～5，優(yōu)選1∶2～4。該反應(yīng)釜的圓錐部分的底角為45～120°，優(yōu)選60～115°。
在反應(yīng)釜頂部設(shè)有固體物料加料口3和尾氣排出口4。加料口3可以和撓性輸送機(jī)相連，定量加入固體物料。為防止加料時(shí)揚(yáng)塵，可在加料口下游設(shè)置進(jìn)料管，并將進(jìn)料管插入到固體床層內(nèi)部。排出口4與尾氣風(fēng)機(jī)相連，排出反應(yīng)后的氣體，也可以使反應(yīng)釜內(nèi)略呈副壓，以減少氣體泄漏。
反應(yīng)釜頂部還可設(shè)有攪拌馬達(dá)1和減速箱2，用以帶動(dòng)反應(yīng)釜內(nèi)的攪拌軸5以及固定在攪拌軸上的攪拌槳葉6。攪拌軸最好垂直設(shè)置并位于反應(yīng)釜的中心軸線上。攪拌槳葉6可以是折葉式，也可以是翼式。槳葉的直徑和反應(yīng)釜內(nèi)徑比為0.400～0.625；折葉與水平方向的夾角為5～45°；攪拌槳的轉(zhuǎn)速最好是連續(xù)可調(diào)。
在反應(yīng)釜的內(nèi)壁設(shè)置一層或多層擋板11，優(yōu)選兩層或三層；擋板11的設(shè)置應(yīng)不影響攪拌槳葉的轉(zhuǎn)動(dòng)。每層擋板包括2～8片擋板片，優(yōu)選4～6片，且各擋板片在同一水平面上沿圓周方向均勻布置。
在反應(yīng)釜的下部設(shè)有錐臺(tái)型固體卸料器7。該固體卸料器的上端面可焊接或鉸接在反應(yīng)釜圓柱部分內(nèi)側(cè)，上端面的外徑與反應(yīng)釜圓柱部分的內(nèi)徑相同；該固體卸料器的下端面與反應(yīng)釜的圓柱部分和圓錐部分的結(jié)合面在同一水平面上，下端面的直徑與反應(yīng)釜內(nèi)徑之比為0.05～0.80；該錐臺(tái)型固體卸料器的圓臺(tái)底角為30～60°。
倒錐型氣體分布器8位于錐臺(tái)型固體卸料器7的下端面中間，該分布器的下端面直徑和反應(yīng)釜內(nèi)徑之比為0.05～0.20，錐頂角度為30～120°；該分布器的錐面上均勻開孔，開孔面積與錐面面積之比為1∶2～10；該分布器可在反應(yīng)釜底部呈360°分布?xì)怏w。該分布器的垂直高度可在一定范圍內(nèi)沿反應(yīng)釜的中心軸向進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而改變倒錐型氣體分布器和錐臺(tái)型固體卸料器之間的間隙、調(diào)節(jié)反應(yīng)后固體物料的質(zhì)量流率。
在該反應(yīng)釜的底部與螺桿輸送機(jī)9相連通，螺桿輸送機(jī)的卸料管上安裝有氣封滑閥10。氣封滑閥10的轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯一般由8～12個(gè)葉片組成，閥芯的直徑和卸料管的直徑比為1.0～1.5，閥芯的轉(zhuǎn)動(dòng)由馬達(dá)帶動(dòng)，其轉(zhuǎn)速可根據(jù)出料量決定。
本發(fā)明所提供氣固反應(yīng)釜的工作流程如下如

圖1所示，固體物料通過加料口3進(jìn)入該反應(yīng)釜內(nèi)，氣體物料經(jīng)倒錐型氣體分布器8在該反應(yīng)釜的底部均勻分散。上述固體物料和氣體物料在反應(yīng)釜內(nèi)相互混合，并進(jìn)行所需要的反應(yīng)。攪拌馬達(dá)帶動(dòng)攪拌軸和攪拌槳葉在反應(yīng)釜內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以促進(jìn)上述兩股物料的充分混合。反應(yīng)后的物料通過倒錐型氣體分布器和錐臺(tái)型固體卸料器之間的間隙后進(jìn)一步下行，并最終進(jìn)入螺桿輸送機(jī)9中。外部電機(jī)帶動(dòng)螺桿輸送機(jī)內(nèi)部螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)，反應(yīng)后的固體物料經(jīng)螺桿輸送機(jī)送至卸料管，并由卸料管卸出。卸料管上的氣封滑閥10使得氣體物料不會(huì)與固體物料一道由卸料管卸出。
下面的實(shí)施例將對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步的說明，但本發(fā)明并不因此而受到任何限制。
實(shí)施例1本實(shí)施例說明采用本發(fā)明所提供的反應(yīng)釜進(jìn)行氣固反應(yīng)，可以得到較為理想的反應(yīng)效率。
按照本發(fā)明的描述制造一臺(tái)氣固反應(yīng)釜。反應(yīng)釜的圓桶部分高度為1.0m，直徑為0.3m；圓桶部分的高度為1.0m，圓錐部分的高度為0.15m；倒錐型氣體分布器頂角60°，端面直徑0.03m，開孔率為20％；錐臺(tái)型固體卸料器底角45°，下端面直徑0.22m；攪拌槳采用單層翼型兩葉槳葉，槳葉長度為0.08m，操作時(shí)轉(zhuǎn)速控制在5～10rpm。安裝時(shí)倒錐型氣體分布器的端面和錐臺(tái)型固體卸料器的下端面在同一平面上；采用單螺桿輸送機(jī)，出口氣封滑閥為8葉滑閥。
參與反應(yīng)的固體物料為干燥后的Y型分子篩，氣體物料為干燥空氣和SiCl4的混合物，其中，干燥空氣作為載體，SiCl4的加量為等量反應(yīng)。反應(yīng)時(shí)從反應(yīng)釜的頂部以每分鐘2kg的速度加料，氣體從底部噴入，取尾氣進(jìn)行分析未能檢出SiCl4，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析，完全符合工藝要求。經(jīng)過計(jì)算，該反應(yīng)釜的反應(yīng)效率約為1700kg/hr·m3，物料的平均停留時(shí)間14分鐘。
對(duì)比例1本對(duì)比例說明采用現(xiàn)有的氣固反應(yīng)釜進(jìn)行實(shí)施例1所述氣固反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)效率。
一臺(tái)工業(yè)裝置，其基本構(gòu)造為圓桶型，水平放置，圓桶中間安裝有軸，通過馬達(dá)帶動(dòng)軸的運(yùn)轉(zhuǎn)可以使反應(yīng)釜旋轉(zhuǎn)。圓桶直徑1.5m，長度2.0m，裝料量200kg，反應(yīng)為間歇操作。通入等量SiCl4氣體后，旋轉(zhuǎn)反應(yīng)釜2小時(shí)后出料。
通過分析，產(chǎn)品符合工藝要求，且在釜內(nèi)氣體中未能檢出SiCl4。通過計(jì)算，該反應(yīng)釜的反應(yīng)效率為56.6kg/hr·m3。
權(quán)利要求
1.一種氣固反應(yīng)釜，其特征在于該反應(yīng)釜主要包括以下部件反應(yīng)釜主體(12)、固體加料口(3)、尾氣排出口(4)、攪拌軸(5)、攪拌槳葉(6)、錐臺(tái)型固體卸料器(7)、倒錐型氣體分布器(8)、螺桿輸送機(jī)(9)、氣封滑閥(10)以及擋板(11)；其中，反應(yīng)釜主體(12)的上部為圓桶狀，下部呈圓錐狀；反應(yīng)釜頂部設(shè)有固體物料加料口(3)和尾氣排出口(4)；攪拌軸(5)垂直設(shè)置并位于反應(yīng)釜的中心軸線上，攪拌槳葉(6)固定在攪拌軸上；反應(yīng)釜的內(nèi)壁設(shè)置一層或多層擋板(11)；錐臺(tái)型固體卸料器(7)位于反應(yīng)釜的下部；倒錐型氣體分布器(8)位于錐臺(tái)型固體卸料器(7)的下端面中間，該分布器的錐面上均勻開孔；反應(yīng)釜的底部與螺桿輸送機(jī)(9)相連通，氣封滑閥(10)設(shè)置在螺桿輸送機(jī)的卸料管上。
2.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)釜，其特征在于該反應(yīng)釜的高徑比為1∶1～5，且圓錐部分的底角為45～120°。
3.按照權(quán)利要求2的反應(yīng)釜，其特征在于該反應(yīng)釜的高徑比為1∶2～4，且圓錐部分的底角為60～115°。
4.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)釜，其特征在于所述固體加料口(3)的下游設(shè)置進(jìn)料管，并將進(jìn)料管插入到固體床層內(nèi)部。
5.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)釜，其特征在于該反應(yīng)釜頂部設(shè)有與攪拌軸(5)相連接的攪拌馬達(dá)(1)和減速箱(2)。
6.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)釜，其特征在于所述攪拌槳葉(6)為折葉式或翼式；槳葉的直徑和反應(yīng)釜內(nèi)徑的比值為0.400～0.625。
7.按照權(quán)利要求6的反應(yīng)釜，其特征在于所述槳葉(6)采用折葉式時(shí)，折葉與水平方向的夾角為5～45°。
8.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)釜，其特征在于反應(yīng)釜的內(nèi)壁設(shè)置兩層或三層擋板(11)；每層擋板包括2～8片擋板片，且各擋板片在同一水平面上沿圓周方向均勻布置。
9.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)釜，其特征在于所述錐臺(tái)型固體卸料器(7)的上端面可焊接或鉸接在反應(yīng)釜圓柱部分內(nèi)側(cè)，上端面的外徑與反應(yīng)釜圓柱部分的內(nèi)徑相同；其下端面與反應(yīng)釜的圓柱部分和圓錐部分的結(jié)合面在同一水平面上，下端面的直徑與反應(yīng)釜內(nèi)徑之比為0.05～0.80；該錐臺(tái)型固體卸料器的圓臺(tái)底角為30～60°。
10.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)釜，其特征在于所述倒錐型氣體分布器(8)的下端面直徑和反應(yīng)釜內(nèi)徑之比為0.05～0.20，錐頂角度為30～120°；該分布器的開孔面積與錐面面積之比為1∶2～10。
11.按照權(quán)利要求1的反應(yīng)釜，其特征在于所述氣封滑閥(10)的轉(zhuǎn)動(dòng)閥芯一般由8～12個(gè)葉片組成，閥芯的直徑和卸料管的直徑比為1.0～1.5。
全文摘要
一種氣固反應(yīng)釜，主要包括以下部件反應(yīng)釜主體(12)、固體加料口(3)、尾氣排出口(4)、攪拌軸(5)、攪拌槳葉(6)、錐臺(tái)型固體卸料器(7)、倒錐型氣體分布器(8)、螺桿輸送機(jī)(9)、氣封滑閥(10)以及擋板(11)；其中，反應(yīng)釜主體(12)的上部為圓桶狀，下部呈圓錐狀；反應(yīng)釜頂部設(shè)有固體物料加料口(3)和尾氣排出口(4)；攪拌軸(5)垂直設(shè)置并位于反應(yīng)釜的中心軸線上，攪拌槳葉(6)固定在攪拌軸上；反應(yīng)釜的內(nèi)壁設(shè)置一層或多層擋板(11)；錐臺(tái)型固體卸料器(7)位于反應(yīng)釜的下部；倒錐型氣體分布器(8)位于錐臺(tái)型固體卸料器(7)的下端面中間，該分布器的錐面上均勻開孔；反應(yīng)釜的底部與螺桿輸送機(jī)(9)相連通，氣封滑閥(10)設(shè)置在螺桿輸送機(jī)的卸料管上。
文檔編號(hào)B01F3/00GK1448211SQ0211628
公開日2003年10月15日 申請(qǐng)日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月29日
發(fā)明者周健, 田志鴻, 呂廬峰, 李學(xué)鋒 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油化工科學(xué)研究院