專利名稱：用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于高壓化工設(shè)備和電磁鐵分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及ー種用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑的反應(yīng)釜。
背景技術(shù)：
反應(yīng)釜是ー種在密封的反應(yīng)環(huán)境下，通過提高反應(yīng)溫度、壓カ和混合度進而增加反應(yīng)速率，提高目標產(chǎn)物生產(chǎn)效率的ー種裝置，廣泛應(yīng)用于石油化工、醫(yī)藥化工等化工行業(yè)，用于完成聚合、縮合、硫化、烴化、氫化、酯化等化學反應(yīng)。為了提高化學反應(yīng)中目標產(chǎn)物的生產(chǎn)效率和選擇性，催化劑被廣泛應(yīng)用于不同的化學反應(yīng)中，不僅提高了化學反應(yīng)中目標產(chǎn)物的收率和選擇性，還降低了反應(yīng)溫度、壓カ和時間等反應(yīng)條件，進而降低反應(yīng)成本。但是當催化劑在反應(yīng)釜中用于催化固-液混合相反應(yīng)時，催化劑和固-液混合相的分離成為了制約催化劑在反應(yīng)釜內(nèi)應(yīng)用的難題。目前用于固-液混合相反應(yīng)的現(xiàn)有反應(yīng)釜主要為CN2183813Y公開的ー種磁力攪拌反應(yīng)釜，CN 2503977Y公開的高溫高壓磁力攪拌反應(yīng)釜，以及CN 2163002Y公開的自潤滑高速磁力攪拌釜，但以上反應(yīng)釜都不能對反應(yīng)釜中的催化劑進行分離。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，結(jié)合本申請人的專利CN 101920205A公開的ー種磁性固體催化劑的制備及應(yīng)用，成功解決了現(xiàn)有反應(yīng)釜不能對反應(yīng)釜內(nèi)催化劑回收再利用的難題。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的一種用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，包括反應(yīng)釜體和密封蓋，其特征在于在反應(yīng)釜體的反應(yīng)釜壁外纏繞有反應(yīng)釜線圏。當反應(yīng)釜線圈通直流電后，作為電磁鐵芯的反應(yīng)釜壁產(chǎn)生單向磁場，通過設(shè)定線圈電流大小，可以使磁性催化劑吸附在反應(yīng)釜內(nèi)壁上，使其與固-液混合相分離。其中，還包括導(dǎo)磁體和軸線圈；所述導(dǎo)磁體穿過所述密封蓋，并與密封蓋之間密封連接；位于反應(yīng)釜體外的導(dǎo)磁體穿過軸線圏。當軸線圈通交流電時，導(dǎo)磁體產(chǎn)生磁極方向反復(fù)交替的磁場，反復(fù)交替的磁場和反應(yīng)釜壁由于通有直流電的反應(yīng)釜線圈產(chǎn)生的單向磁場相互作用，可使反應(yīng)釜內(nèi)的磁性催化劑懸浮且震動以促進反應(yīng)。其中，導(dǎo)磁體包括磁芯和鐵芯，所述鐵芯穿過所述密封蓋，并與密封蓋之間密封連接；所述磁芯穿過軸線圈并與鐵芯連接。其中，位于反應(yīng)釜內(nèi)的鐵芯上具有1-20個葉片。其中，磁芯位于磁軸內(nèi)，所述軸線圈纏繞在磁軸上。其中，反應(yīng)釜體的反應(yīng)釜壁外有導(dǎo)熱壁，所述導(dǎo)熱壁中有環(huán)繞反應(yīng)釜體的導(dǎo)線孔，所述反應(yīng)釜線圈穿過導(dǎo)線孔。[0014]其中，導(dǎo)熱壁的材料為氧化鋁陶瓷材料。其中，反應(yīng)釜線圈和軸線圈為C7521型銅線，所述反應(yīng)釜線圈和軸線圈為50-1000匝。其中，反應(yīng)釜線圈接直流電，所述直流電大小為1-20安培；所述軸線圈接交流電，所述交流電大小為1-10安培。其中，反應(yīng)釜體和密封蓋之間使用螺栓連接,并使用密封墊片密封。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型具有如下優(yōu)點 I、該反應(yīng)爸可以通過改變反應(yīng)爸線圈直流電大小,使反應(yīng)爸內(nèi)的磁性催化劑在反應(yīng)釜壁上吸附或脫落，解決了現(xiàn)有反應(yīng)釜不能分離固-液相中催化劑的問題。2、反應(yīng)爸對軸線圈通交流電時,磁芯、鐵芯產(chǎn)生磁極方向反復(fù)交替的磁場，反復(fù)交替的磁場和反應(yīng)釜壁的單向磁場相互作用，可使反應(yīng)釜內(nèi)的磁性催化劑懸浮且震動以促進反應(yīng)，明顯降低了攪拌所需的能量。3、反應(yīng)釜內(nèi)的反應(yīng)結(jié)束后，可以增大反應(yīng)釜壁的磁場強度，將磁性催化劑吸附在反應(yīng)釜壁上，當該催化劑再次使用時，可以直接加入固-液反應(yīng)原料和反應(yīng)釜內(nèi)的催化劑混合并進行反應(yīng)，明顯提高了反應(yīng)效率，降低了生產(chǎn)成本，具有較好的市場應(yīng)用前景。

圖I為本實用新型實施例結(jié)構(gòu)圖；圖2是圖I的A-A視圖；圖3為圖I的B-B視圖；圖4為圖I的C-C視圖。圖中1-導(dǎo)熱壁；2_導(dǎo)線孔；3_反應(yīng)釜線圈；4_反應(yīng)釜壁；5_冷凝管；6_密封墊片；7_密封蓋；8-鐵芯；9-磁軸；10_軸線圈；11_磁芯；12_氣體收集ロ ；13_緊カ螺栓；14-螺母；15-測壓引出管；16_測溫引出管。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進ー步的說明，但不以任何方式對本實用新型加以限制，基于本實用新型教導(dǎo)所作的任何變換，均落入本實用新型的保護范圍。實施例I如圖I所示反應(yīng)爸裝置設(shè)計反應(yīng)爸容積為500毫升,反應(yīng)爸壁厚度為I厘米，材料為302型不銹鋼制成；導(dǎo)熱壁I罩在反應(yīng)釜外面，厚度為I厘米，材料為氧化鋁陶瓷制成；導(dǎo)熱壁I中有環(huán)繞反應(yīng)釜的導(dǎo)線孔2，反應(yīng)釜線圈3穿過導(dǎo)線孔2纏繞在反應(yīng)釜壁4タト，反應(yīng)釜線圈3為100匝，材料為C7521型銅線。反應(yīng)爸體和密封蓋7之間使用螺栓連接,并使用密封墊片6密封,密封墊片6為石墨墊片，墊片厚度為O. 2毫米；反應(yīng)釜壁4開ロ端和密封蓋7通過緊カ螺栓13和螺母14密封，相鄰螺孔中心線之間的圓心角α為60°，材料為302型不銹鋼制成。鐵芯8穿過所述密封蓋7，并與密封蓋7之間密封連接；磁芯11穿過軸線圈10并與鐵芯8連接，磁芯11位于磁軸9內(nèi)，所述軸線圈10纏繞在磁軸9上。軸線圈10為50匝，材料為C7521型銅線；位于反應(yīng)釜內(nèi)的鐵芯8上的葉片數(shù)為2個；磁芯11體積為外徑X內(nèi)徑X高=6厘米X3厘米XlO厘米，材料為302型不銹鋼制成。密封蓋7上還設(shè)有氣體收集ロ 12，測壓引出管15和測溫引出管16穿過密封蓋與外部檢測裝置連接。本實施例反應(yīng)釜用于纖維素水解制備葡萄糖反應(yīng)反應(yīng)釜條件設(shè)定將CaFe204型磁性催化劑顆粒和纖維素粉末按質(zhì)量比I : I制成均勻混合物，稱取50g混合物后，加入300毫升純水制成固-液勻漿液，將固-液勻漿液倒入反應(yīng)釜內(nèi)，通過旋緊6棵緊カ螺栓密封反應(yīng)釜。設(shè)定反應(yīng)釜線圈為I安培直流電，軸線圈電流為I安培交流電，設(shè)定反應(yīng)釜溫度300°C，反應(yīng)O. I小吋。反應(yīng)結(jié)束后增加反應(yīng)釜線 圈直流電至3安培，反應(yīng)釜內(nèi)的CaFe204顆粒被吸附在反應(yīng)釜內(nèi)壁上，將反應(yīng)釜內(nèi)未水解完全的纖維素和水溶液倒出后，固-液混合相中的催化劑被分離以備再次利用。實施例2反應(yīng)釜內(nèi)磁性催化劑回收后，再次用于纖維素水解制備葡萄糖反應(yīng)，反應(yīng)釜裝置設(shè)計與實施例I相同。反應(yīng)釜條件設(shè)定實施例I所述的纖維素水解制備葡萄糖反應(yīng)結(jié)束后，稱取25g纖維素，加入300毫升純水制成固-液勻漿液，將固-液勻漿液與反應(yīng)釜內(nèi)的CaFe204顆?；旌希ㄟ^旋緊6棵緊カ螺栓密封反應(yīng)釜。設(shè)定反應(yīng)釜線圈為I安培直流電，軸線圈電流為I安培交流電，設(shè)定反應(yīng)釜溫度300°C，反應(yīng)O. I小吋。反應(yīng)結(jié)束后増加反應(yīng)釜線圈直流電至3安培，反應(yīng)釜內(nèi)的CaFe204顆粒被吸附在反應(yīng)釜內(nèi)壁上，將反應(yīng)釜內(nèi)未水解完全的纖維素和水溶液倒出后，固-液混合相中的催化劑被分離以備第三次利用。實施例3反應(yīng)釜用于菜籽油和甲醇制備生物柴油反應(yīng)，反應(yīng)釜裝置設(shè)計與實施例I相同。反應(yīng)釜條件設(shè)定將菜籽油和甲醇按質(zhì)量比I : 5制成均勻混合物300g，稱取CaFe204型磁性固體催化劑50g，加入到均勻混合物制成勻漿液，將勻漿液倒入反應(yīng)釜體內(nèi)，通過旋緊6棵緊カ螺栓密封反應(yīng)釜。設(shè)定反應(yīng)釜線圈為10安培直流電，軸線圈電流為10安培交流電，設(shè)定反應(yīng)釜溫度120°C，反應(yīng)3小吋。反應(yīng)結(jié)束后増加反應(yīng)釜線圈直流電至20安培，反應(yīng)釜內(nèi)的CaFe204顆粒被吸附在反應(yīng)釜內(nèi)壁上，將反應(yīng)釜內(nèi)生物柴油倒出后，固-液混合相中的催化劑被分離以備再次利用。實施例4反應(yīng)釜內(nèi)磁性催化劑回收后，再次用于制備生物柴油反應(yīng)，反應(yīng)釜裝置設(shè)計與實施例I相同。反應(yīng)釜條件設(shè)定實施例3所述的生物柴油制備反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜內(nèi)生物柴油倒出后，固-液混合相中的催化劑被吸附在反應(yīng)釜內(nèi)壁上，再將菜籽油和甲醇按質(zhì)量比I 5制成均勻混合物300g，加入反應(yīng)釜中與反應(yīng)釜內(nèi)壁吸附的磁性催化劑混合，通過旋緊6棵緊カ螺栓密封反應(yīng)釜。設(shè)定反應(yīng)釜線圈為10安培直流電，軸線圈電流為10安培交流電，設(shè)定反應(yīng)釜溫度120°C，反應(yīng)3小吋。反應(yīng)結(jié)束后增加反應(yīng)釜線圈直流電至20安培，反應(yīng)釜內(nèi)的CaFe204顆粒被吸附在反應(yīng)釜內(nèi)壁上，將反應(yīng)釜內(nèi)生物柴油倒出后，固-液混合相中的催化劑被分離以備第三次利用。
權(quán)利要求1.一種用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，包括反應(yīng)釜體和密封蓋，其特征在于在反應(yīng)釜體的反應(yīng)釜壁外纏繞有反應(yīng)釜線圏。
2.如權(quán)利要求I所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在于還包括導(dǎo)磁體和軸線圈；所述導(dǎo)磁體穿過所述密封蓋，并與密封蓋之間密封連接；位于反應(yīng)釜體外的導(dǎo)磁體穿過軸線圏。
3.如權(quán)利要求2所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在于所述導(dǎo)磁體包括磁芯和鐵芯，所述鐵芯穿過所述密封蓋，并與密封蓋之間密封連接；所述磁芯穿過軸線圈并與鐵芯連接。
4.如權(quán)利要求3所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在于所述位于反應(yīng)釜內(nèi)的鐵芯上具有1-20個葉片。
5.如權(quán)利要求3所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在于所述磁芯位于磁軸內(nèi)，所述軸線圈纏繞在磁軸上。
6.如權(quán)利要求I所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在干所述反應(yīng)釜體的反應(yīng)釜壁外有導(dǎo)熱壁，所述導(dǎo)熱壁中有環(huán)繞反應(yīng)釜體的導(dǎo)線孔，所述反應(yīng)釜線圈穿過導(dǎo)線孔。
7.如權(quán)利要求6所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在于所述導(dǎo)熱壁的材料為氧化鋁陶瓷材料。
8.如權(quán)利要求I或2所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在于所述反應(yīng)釜線圈和軸線圈為C7521型銅線，所述反應(yīng)釜線圈和軸線圈為50-1000匝。
9.如權(quán)利要求2所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在于所述反應(yīng)釜線圈接直流電，所述直流電大小為1-20安培；所述軸線圈接交流電，所述交流電大小為1-10安培。
10.如權(quán)利要求I所述的用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑反應(yīng)釜，其特征在于所述反應(yīng)釜體和密封蓋之間使用螺栓連接，并使用密封墊片密封。
專利摘要本實用新型屬于高壓化工設(shè)備和電磁鐵分離設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于生物燃料制備的可分離回收磁性催化劑的反應(yīng)釜。本實用新型包括反應(yīng)釜體和密封蓋，在反應(yīng)釜體的反應(yīng)釜壁外纏繞有反應(yīng)釜線圈。當反應(yīng)釜線圈通直流電后，作為電磁鐵芯的反應(yīng)釜壁產(chǎn)生單向磁場，通過設(shè)定線圈電流大小，可以使磁性催化劑吸附在反應(yīng)釜內(nèi)壁上，使其與固-液混合相分離。解決了現(xiàn)有反應(yīng)釜不能分離固-液相中催化劑的問題。
文檔編號C10G3/00GK202447042SQ20122003872
公開日2012年9月26日 申請日期2012年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月7日
發(fā)明者張帆, 方真 申請人:中國科學院西雙版納熱帶植物園