專利名稱：立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型名為“立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器”，屬于化工反應(yīng)技術(shù)裝備。
對于在液相和液固相體系中進(jìn)行的反應(yīng)以及反應(yīng)沉淀或結(jié)晶等過程，反應(yīng)器中的混合狀況，尤其是分子尺度上的混合即微觀混合有重要影響。工業(yè)上廣泛用于這類過程的傳統(tǒng)裝置是攪拌槽反應(yīng)器(簡記為STR)。這種反應(yīng)器通常是在一個高度與直徑大致相等的容器中，依靠轉(zhuǎn)動的單層或多層攪拌槳帶動流體旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使流團(tuán)之間和液固相之間產(chǎn)生相對運(yùn)動，從而發(fā)生混合。由于這種方式產(chǎn)生的流團(tuán)間和液—固相間相對運(yùn)動不夠劇烈，混合、尤其是微觀混合狀況不理想，因而液相和液固相中進(jìn)行的上述過程效率不高；同時，旋轉(zhuǎn)引起的離心力使得攪拌槳輸入的機(jī)械能大部分消耗在流體與器壁碰撞上，能量利用率不高。伍沅研發(fā)并已獲得專利的“浸沒循環(huán)撞擊流反應(yīng)器”(ZL00 2 30326.4)改善了微觀混合狀況，并具有全混流—無混合流串聯(lián)循環(huán)的特殊流動結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)需要任意設(shè)置反應(yīng)時間，可以間歇、也可以連續(xù)操作，以及可以提供換熱條件等特性和優(yōu)點(diǎn)。為消除反應(yīng)容器的平面壁，以便容易制造能在加壓或真空下操作的設(shè)備，伍沅等進(jìn)而研發(fā)了“立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器”，并已獲得專利(ZL03 2 35518.1)。然而，該反應(yīng)器還存在下列不足(1)當(dāng)螺旋槳操作轉(zhuǎn)速較高時，其帶動工質(zhì)液體或懸浮體作旋轉(zhuǎn)流動產(chǎn)生的離心力導(dǎo)致液面形成凹形彎月面，近壁處高、中心導(dǎo)流筒附近很低，操作不夠穩(wěn)定；(2)該反應(yīng)器底部為半圓形(鍋形)，一方面，鍋形底本身制造比較困難，同時它也給保證導(dǎo)流筒、螺旋槳軸同心的加工和安裝增加一定的難度(3)只安排一根進(jìn)料管，靈活性不夠。
本實(shí)用新型的目的是克服上述不足，通過加裝內(nèi)件和適當(dāng)改變結(jié)構(gòu)，提供一種保持立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器的優(yōu)點(diǎn)和性能，在高轉(zhuǎn)速下也能穩(wěn)定操作，進(jìn)料安排更靈活，又便于制造的反應(yīng)技術(shù)裝備。


圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1中標(biāo)號1至12表示的零部件的作用、相互關(guān)系，標(biāo)號IZ表示的撞擊區(qū)的意義，以及整個裝置的工作原理和實(shí)施方法，都和實(shí)用新型專利“立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器”(專利號ZL032 35518.1)說明書記載的內(nèi)容完全相同，主要由一個下部裝工藝介質(zhì)、上部保持為氣相空間的圓筒型容器1，垂直同軸地安裝在容器1中的上、下兩個導(dǎo)流筒2和同軸分別安裝在上、下兩個導(dǎo)流筒中、螺旋方向相反、分別從上部和下部推動流體經(jīng)導(dǎo)流筒向容器部流動的上、下兩個螺旋槳3和4組成。
本實(shí)用新型作了下述改進(jìn)(1)在容器1內(nèi)上部側(cè)壁出料管7下沿高度處安裝園環(huán)形擋板13；(2)原來反應(yīng)容器的半球形底改為錐形底14；(3)在下部導(dǎo)流筒2下方加裝下部進(jìn)料管15，它與錐形底連接的部位無特殊限制，但管出口高度應(yīng)盡可能靠近下導(dǎo)流筒2的下沿、軸向位置應(yīng)在螺旋槳4的軸與下導(dǎo)流筒2的壁之間。
本實(shí)用新型增加或改進(jìn)上述零部件的作用是(1)園環(huán)形擋板13限制液面，阻止近壁處液面上升，即使在螺旋槳操作轉(zhuǎn)速很高、以致帶動工質(zhì)流體強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)流動產(chǎn)生很大離心力的情況下，也可以保證反應(yīng)器中液面較平，從而可以穩(wěn)定操作。(2)反應(yīng)容器底部改成錐形后加工比較容易，且在與相關(guān)零部件連接時比較容易保證螺旋槳3、導(dǎo)流筒2和容器1的同心度。(3)增加下部進(jìn)料管15使得進(jìn)料安排更靈活，適應(yīng)更多工藝體系的要求。
與立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器(ZL03 2 35518.1)相比，本實(shí)用新型“立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器”保持了前者的一切功能和優(yōu)越特性，例如，可以任意設(shè)置平均停留時間，可以密閉、加壓或真空、加熱或冷卻、連續(xù)或間歇操作，微觀混合強(qiáng)烈和特殊流動結(jié)構(gòu)，容易設(shè)計(jì)和制造成在受壓條件下工作的設(shè)備等；同時在下述幾方面比前者更優(yōu)越(1)操作更穩(wěn)定，適應(yīng)螺旋槳轉(zhuǎn)速更高的操作范圍；(2)更容易制造，較容易保證螺旋槳及相關(guān)部件的同心度；進(jìn)料安排更靈活，對不同工藝體系的適應(yīng)范圍更寬。
權(quán)利要求1.立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器，主要由一個下部裝工藝介質(zhì)、上部保持為氣相空間的圓筒型容器(1)，垂直同軸地安裝在容器(1)中的上、下兩個導(dǎo)流筒(2)和同軸分別安裝在上、下兩個導(dǎo)流筒中、螺旋方向相反、分別從上部和下部推動流體經(jīng)導(dǎo)流筒向容器部流動的上、下兩個螺旋槳(3)和(4)組成，其特征在于容器(1)內(nèi)上部側(cè)壁出料管(7)下沿高度處安裝園環(huán)形擋板(13)；容器(1)底為錐形。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器，其特征在于下部導(dǎo)流筒(2)下方加裝下部進(jìn)料管(15)，它與錐形底連接的部位無特殊限制，但管出口高度應(yīng)盡可能靠近下導(dǎo)流筒(2)的下沿、軸向位置應(yīng)在螺旋槳(4)的軸與下導(dǎo)流筒(2)的壁之間。
專利摘要立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器，屬化工反應(yīng)技術(shù)裝備。它保持原實(shí)用新型專利“立式循環(huán)撞擊流反應(yīng)器”(ZL03235518.1)的所有功能和優(yōu)越特性，如強(qiáng)烈的微觀混合、全混流一無混合流串連循環(huán)的特殊流動結(jié)構(gòu)、可任意設(shè)置停留時間、可換熱、可間歇、半連續(xù)或連續(xù)、加壓或負(fù)壓操作等；同時對后者進(jìn)行了若干改進(jìn)，使性能更優(yōu)越。所作改進(jìn)是(1)在側(cè)壁出料口下沿處安裝圓環(huán)形擋板，避免螺旋槳高轉(zhuǎn)速下強(qiáng)離心力造成高差很大的凹月面影響操作穩(wěn)定性；(2)反應(yīng)容器用錐形底代替原來的半球形底以方便制造和保證同心度；(3)增設(shè)下部進(jìn)料管使進(jìn)料安排更靈活，對不同工藝過程適應(yīng)范圍更廣。
文檔編號B01F7/22GK2810740SQ20052009481
公開日2006年8月30日 申請日期2005年1月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年1月5日
發(fā)明者伍沅, 周玉新 申請人:武漢化工學(xué)院