一種超重力錯流高壓全相反應釜的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種超重力錯流高壓全相反應釜，至少包括釜體和內膽，所述內膽位于釜體的內部，所述的釜體的中部設有隔板架，隔板架上設置有呈碗狀的倒扣的導流罩，導流罩上均勻分布有通孔，所述導流罩將釜體分為上下兩個腔室，內膽安裝于上腔室中；所述的釜體的頂部設有加壓進料器，內膽中豎向設置有一根進料導管，所述進料導管的上段和下段上均設有均勻分布的通孔，進料導管的頂端伸出于釜體并與加壓進料器連接，進料導管的底端向下延伸至導流罩內；所述的下腔室的底部設有攪拌器、內槽牙壁和外槽牙壁。本實用新型提供的超重力錯流高壓全相反應釜解決了現(xiàn)有技術中超重力反應—水熱偶合法制備納米氫氧化鋁中的缺陷。
【專利說明】一種超重力錯流高壓全相反應釜

【技術領域】
[0001]本實用新型提供了一種反應釜，尤其涉及一種用于制備納米氧化鋁的超重力錯流高壓全相反應釜，屬于化工裝置【技術領域】。

【背景技術】
[0002]納米三氧化二鋁是納米材料中的“大米”，來源多用途廣。無論在材料領域、化工領域、還是日用化工領域都顯現(xiàn)了驚人的作用，其應用前景巨大。但各種制備方法，在生產(chǎn)設備、生產(chǎn)工藝、以及產(chǎn)品性能上都具有許多不盡人意的缺陷。不同形態(tài)的納米氧化鋁制備技術已成為發(fā)達國家競相開發(fā)的熱點。
[0003]最新型的超重力旋轉床反應器可以滿足作為反應成核區(qū)的要求，但至今只能實現(xiàn)鋁酸鈉溶液與二氧化碳氣一液相的中和與分解，必須安裝昂貴的轉子。使納米氧化鋁制備的生產(chǎn)工藝復雜，產(chǎn)品分離難，中間物循環(huán)以及熱化學反應產(chǎn)生的污染、腐蝕、毒害等問題，導致產(chǎn)品性能降低、環(huán)境污染和成本很高。


【發(fā)明內容】

[0004]本實用新型為了解決現(xiàn)有技術中超重力反應一水熱偶合法制備納米氫氧化鋁中的缺陷，提供了一種用于制備納米氧化鋁的超重力錯流高壓全相反應釜。
[0005]實現(xiàn)本實用新型上述目的所采用的技術方案是:
[0006]一種用于制備納米氧化鋁的超重力錯流高壓全相反應釜，至少包括釜體和內膽，所述內膽位于釜體的內部，所述的釜體的中部設有隔板架，隔板架上設置有呈碗狀的倒扣的導流罩，導流罩上均勻分布有通孔，所述導流罩將釜體分為上下兩個腔室，內膽安裝于上腔室中，且內膽呈圓筒狀并覆蓋在導流罩上；所述的釜體的頂部設有加壓進料器，內膽中豎向設置有一根進料導管，所述進料導管的上段和下段上均設有均勻分布的通孔，進料導管的頂端伸出于釜體并與加壓進料器連接，進料導管的底端向下延伸至導流罩內；所述的下腔室的底部設有攪拌器，攪拌器的轉動軸由釜體的底部伸出并與電機的輸出軸連接，并在電機的帶動下轉動；所述的下腔室內還設有內槽牙壁和外槽牙壁，所述的內槽牙壁和外槽牙壁均呈圓筒狀，內槽牙壁位于外槽牙壁的內部，外槽牙壁的外側設置有進水噴嘴，攪拌器位于內槽牙壁中；所述的內膽的外壁上設置有緊貼在其上的補水導管，所述補水導管環(huán)繞在內膽的外壁上；所述的釜體上還設置有氣體入口、氣體出口以及出料口、進水口，所述的出料口連接在內膽的中部，并伸出于釜體外部，所述進水口位于釜體的頂部，且與上腔室連通，所述的氣體入口位于釜體的底部，與下腔室連通；所述氣體出口位于釜體的頂部，與上腔室連通。
[0007]所述的釜體的外壁上設置有液位器，用于顯示內膽中的液位。
[0008]所述的釜體上設有用于測量上腔室溫度的上溫度計和用于測量下腔室溫度的下溫度計。
[0009]所述的釜體上設有用于測量上腔室壓力的上壓力表和用于測量下腔室壓力的下壓力表。
[0010]所述的釜體的底部設置有與下腔室連接的清洗口。
[0011]所述的進料導管與釜體之間設有第一密封圈，攪拌器的轉動軸與釜體之間設有第二密封圈。
[0012]所述的釜體中部的側壁上設置有觀察窗。
[0013]所述的釜體的上部安裝有上夾罩，釜體的下部安裝有下夾套。
[0014]本實用新型中應用超重力形成有效錯流，利用反應物自生能形成恒溫高壓環(huán)境，運用機件組合實現(xiàn)氣、液、固全相優(yōu)性中和、分解、合成反應；尤其能使單質鋁粒與水在此反應釜中快速、穩(wěn)定、規(guī)?；厣尚螒B(tài)單一，分布均勻的納米氫氧化鋁和超純氫氣。本實用新型提供的反應釜克服了現(xiàn)有超重力水熱偶合法中只能應用于氣一液的中和與分解的局限，提供了一種結構簡單、制作方便、應用效果好的超重力錯流高壓全相反應釜合成裝置，因此能夠使類似鋁水反應與溶劑快速穩(wěn)定熱合成同步進行，從而實現(xiàn)類似鋁水反應物的單一化和產(chǎn)物超細、超精化以及設備工藝的超簡化，降低生產(chǎn)成本，保證產(chǎn)物友好，促進類似鋁水反應制備納米材料的產(chǎn)業(yè)化。
[0015]與現(xiàn)有技術相比，本實用新型提供的超重力錯流高壓全相反應釜有以下優(yōu)點:1、本實用新型中不需要任何方式的加熱，如電加熱、水加熱、導熱油循環(huán)加熱、遠紅外加熱、夕卜(內)盤管加熱等。即能使補水與釜中恒溫高壓環(huán)境相融，促進反應進行；
[0016]2、本實用新型不需要任何方式的冷卻降溫。如夾套冷卻或釜底盤管冷卻等。即能隨機開啟補水泵，由一個止回閥使補水導管中補水不反向流動即可。
[0017]3、本實用新型中不需要使用轉子。由于常規(guī)超重力機想要提高產(chǎn)能，轉子直徑就要增大，其機械強度、加工精度、設備費用等都會大幅度地增加。而在本實用新型中應用傳統(tǒng)攪拌器與成本低廉的內外槽牙壁以及導流罩結合，形成錯流超重力場腔體，不需要復雜的空心軸，還解決了固一液相的分解合成。
[0018]4、本實用新型中使用了導流罩，把類似鋁水反應生成的超細前驅體成核與水熱反應完成晶體長大兩個階段于一體完美結合，從而達到不耗能、不添加設備、無泄漏，減少工序和產(chǎn)品不被污染的目的。
[0019]5、本實用新型中合理有效的利用反應物自生能解決產(chǎn)品分離，沒有中間循環(huán)物，提高了傳熱效率，使熱損失降至最低限度。
[0020]6、本實用新型讓承受了壓力和溫度的反應釜，獲得了自產(chǎn)自用的功效。減少常規(guī)中的許多設施和工藝流程，降低生產(chǎn)成本，便于制造和操作。適用于工業(yè)化、規(guī)模化生產(chǎn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型提供的超重力錯流高壓全相反應釜的整體結構示意圖；
[0022]圖中:1-電機，2-第二密封圈，3-攪拌器，4-外槽牙壁，5-內槽牙壁，6-進水噴嘴，7-補水導管，8-出料口，9-觀察窗，10-上壓力表，11-氣體出口，12-加壓進料器，13-第一密封圈，14-上溫度計，15-進水口，16-液位器，17-進料導管，18-上夾罩，19-導流罩，20-隔板架，21-下壓力表，22-下溫度計，23-下夾套，24-氣體入口，25-清洗口。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖及具體實施例對本實用新型做詳細具體的說明，但是本實用新型的保護范圍并不局限于以下實施例。
[0024]本實用新型提供的超重力錯流高壓全相反應釜的整體結構如圖1所示，整體由不銹鋼制成。該裝置包括釜體和內膽，所述內膽位于釜體的內部，釜體中部的側壁上設置有觀察窗9，用于觀察釜體內的反應狀況。所述的釜體的上部安裝有上夾罩18，釜體的下部安裝有下夾套23。所述的釜體的底部設置有與下腔室連接的清洗口 25。
[0025]所述的釜體的中部設有隔板架20，隔板架20上設置有呈碗狀的倒扣的導流罩19，導流罩19上均勻分布有直徑為3mm的通孔，所述導流罩19將釜體分為上下兩個腔室，內膽安裝于上腔室中，且內膽呈圓筒狀并覆蓋在導流罩19上；所述的釜體上設有用于測量上腔室溫度的上溫度計14和用于測量下腔室溫度的下溫度計22。釜體上還設有用于測量上腔室壓力的上壓力表10和用于測量下腔室壓力的下壓力表22。
[0026]所述的釜體的頂部設有加壓進料器12，內膽中豎向設置有一根進料導管17，所述進料導管17的上段和下段上均設有均勻分布的直徑為3mm的通孔，進料導管17的頂端伸出于釜體并與加壓進料器12連接，所述的進料導管與釜體之間設有用于密封的第一密封圈13。進料導管17的底端向下延伸至導流罩19內，并與隔板架20連接。所述的下腔室的底部設有攪拌器3，攪拌器3的轉動軸由釜體的底部伸出并與電機I的輸出軸連接，并在電機I的帶動下轉動，所述攪拌器的轉動軸與釜體之間設有用于密封的第二密封圈2。所述的下腔室內還設有內槽牙壁5和外槽牙壁4，所述的內槽牙壁5和外槽牙壁4均呈圓筒狀，內槽牙壁5位于外槽牙壁4的內部，外槽牙壁4的外側設置有進水噴嘴6，攪拌器3位于內槽牙壁5中。
[0027]所述的內膽的外壁上設置有緊貼在其上的補水導管7，所述補水導管7呈環(huán)繞在內膽的外壁上；所述的釜體上還設置有氣體入口 24、氣體出口 11以及出料口 8、進水口 15，所述的出料口 8連接在內膽的中部，并伸出于釜體外部。所述進水口 15位于釜體的頂部，且與上腔室連通。所述的氣體入口 24位于釜體的底部，與下腔室連通，所述氣體出口 11位于釜體的頂部，與上腔室連通。所述的釜體的外壁上設置有液位器16，用于顯示內膽中的液位。
[0028]本實施例提供的超重力錯流高壓全相反應釜在工作時，工作溫度< 300°C ;工作壓力:< 4.5mpa(表壓);補水流量:< 2000L/h。
[0029]本實用新型所提供的超重力錯流高壓全相反應釜的工作原理如下:本實用新型中應用超重力和錯流使反應物在高分散、高湍動、強混合以及界面急速更新的狀態(tài)下，使氣、液、固體不斷被撕裂成納米膜、絲和滴，讓微觀混合和傳質過程得到極大強化，使成核過程在微觀均勻的環(huán)境中進行，使成核過程可控，粒度分布窄化；利用反應物自生能形成恒溫高壓，讓反應物和生產(chǎn)物獲得充分釋放和有序快速結合穩(wěn)定生長的環(huán)境，有助于調控材料的結構與活性，使生成的材料有序結構；利用導流罩、內外槽牙壁與變壓進料系統(tǒng)的結合，實現(xiàn)氣-液-固全相中和、分解、合成成核與產(chǎn)物生長和有序分離，并使程序優(yōu)化。
【權利要求】
1.一種超重力錯流高壓全相反應釜，至少包括釜體和內膽，所述內膽位于釜體的內部，其特征在于:所述的釜體的中部設有隔板架，隔板架上設置有呈碗狀的倒扣的導流罩，導流罩上均勻分布有通孔，所述導流罩將釜體分為上下兩個腔室，內膽安裝于上腔室中，且內膽呈圓筒狀并覆蓋在導流罩上；所述的釜體的頂部設有加壓進料器，內膽中豎向設置有一根進料導管，所述進料導管的上段和下段上均設有均勻分布的通孔，進料導管的頂端伸出于釜體并與加壓進料器連接，進料導管的底端向下延伸至導流罩內；所述的下腔室的底部設有攪拌器，攪拌器的轉動軸由釜體的底部伸出并與電機的輸出軸連接，并在電機的帶動下轉動；所述的下腔室內還設有內槽牙壁和外槽牙壁，所述的內槽牙壁和外槽牙壁均呈圓筒狀，內槽牙壁位于外槽牙壁的內部，外槽牙壁的外側設置有進水噴嘴，攪拌器位于內槽牙壁中；所述的內膽的外壁上設置有緊貼在其上的補水導管，所述補水導管環(huán)繞在內膽的外壁上；所述的釜體上還設置有氣體入口、氣體出口以及出料口、進水口，所述的出料口連接在內膽的中部，并伸出于釜體外部，所述進水口位于釜體的頂部，且與上腔室連通，所述的氣體入口位于釜體的底部，與下腔室連通；所述氣體出口位于釜體的頂部，與上腔室連通。
2.根據(jù)權利要求1所述的超重力錯流高壓全相反應釜，其特征在于:所述的釜體的外壁上設置有液位器，用于顯示內膽中的液位。
3.根據(jù)權利要求1所述的超重力錯流高壓全相反應釜，其特征在于:所述的釜體上設有用于測量上腔室溫度的上溫度計和用于測量下腔室溫度的下溫度計。
4.根據(jù)權利要求1所述的超重力錯流高壓全相反應釜，其特征在于:所述的釜體上設有用于測量上腔室壓力的上壓力表和用于測量下腔室壓力的下壓力表。
5.根據(jù)權利要求1所述的超重力錯流高壓全相反應釜，其特征在于:所述的釜體的底部設置有與下腔室連接的清洗口。
6.根據(jù)權利要求1所述的超重力錯流高壓全相反應釜，其特征在于:所述的進料導管與釜體之間設有第一密封圈，攪拌器的轉動軸與釜體之間設有第二密封圈。
7.根據(jù)權利要求1所述的超重力錯流高壓全相反應釜，其特征在于:所述的釜體中部的側壁上設置有觀察窗。
8.根據(jù)權利要求1所述的超重力錯流高壓全相反應釜，其特征在于:所述的釜體的上部安裝有上夾罩，釜體的下部安裝有下夾套。
【文檔編號】C01F7/42GK203944353SQ201420343076
【公開日】2014年11月19日 申請日期:2014年6月24日 優(yōu)先權日:2014年6月24日
【發(fā)明者】龔光波, 龔毅 申請人:武漢晶諾納米科技有限公司