本發(fā)明屬于化工生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種水溶性聚合物水處理劑生產(chǎn)用管式合成系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
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磷是所有生物生命所必須的元素，它的作用不能被任何其他養(yǎng)分所替代，但是磷本身也是污染源之一，水體中磷含量過(guò)高會(huì)造成水體中生物富營(yíng)養(yǎng)化，容易引起藻類(lèi)及其他浮游生物迅速繁殖，水體溶解氧量下降，水質(zhì)惡化，魚(yú)類(lèi)及其他生物大量死亡，赤潮、紅潮等海洋生態(tài)異?，F(xiàn)象出現(xiàn)的重要原因之一就是水體中生物富營(yíng)養(yǎng)化，而水體中磷含量過(guò)高是水體中生物富營(yíng)養(yǎng)化重要原因。因此，在水處理凈化領(lǐng)域，國(guó)家環(huán)保政策要求采用低磷、無(wú)磷水處理劑對(duì)水體進(jìn)行凈化。

水溶性聚合物水處理劑如：更新丙烯酸/馬來(lái)酸、丙烯酸/丙烯酸羥烷酯等二元共聚物，這類(lèi)共聚物除抑制碳酸鈣外，還有優(yōu)異的抑制磷酸鈣的能力，復(fù)合制劑增加強(qiáng)極性基團(tuán)的二元共聚物，如苯乙烯磺酸/馬來(lái)酸共聚物、丙烯酸/2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸等共聚物配伍，不僅能抑制碳酸鈣、磷酸鈣垢，而且對(duì)鋅離子有著穩(wěn)定作用，對(duì)氧化鐵和粘泥也有很好的分散性能，加強(qiáng)新型三元共聚物或四元共聚物，如丙烯酸/烯磺酸/丙烯酰胺等的開(kāi)發(fā)。

因此，在水處理凈化領(lǐng)域，水溶性聚合物水處理劑被大量的需求，但是，目前水溶性聚合物水處理劑的生產(chǎn)主要采用的是搪玻璃反應(yīng)釜間歇式生產(chǎn)模式，搪玻璃反應(yīng)釜間歇式生產(chǎn)主要采用人工投料，勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下，原料投放比例控制不精確、溫度控制不精確，無(wú)法保證產(chǎn)品質(zhì)量，既費(fèi)時(shí)又有安全風(fēng)險(xiǎn)。間歇反應(yīng)釜系統(tǒng)生產(chǎn)升溫、降溫頻繁、間歇生產(chǎn)生產(chǎn)效率低下，無(wú)法滿(mǎn)足市場(chǎng)需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
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綜上所述，為了克服現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題的不足，本發(fā)明提供了一種水溶性聚合物水處理劑生產(chǎn)用管式合成系統(tǒng)，它是通過(guò)計(jì)量泵精確控制投料比例，同時(shí)利用多級(jí)換熱設(shè)備，精確控制合成溫度，巧妙利用換熱和反應(yīng)為一體的管式反應(yīng)器完成聚合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)水溶性聚合物水處理劑的生產(chǎn)，循環(huán)反應(yīng)，連續(xù)生產(chǎn)，具有生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，副反應(yīng)少，產(chǎn)品收率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，無(wú)排放等優(yōu)點(diǎn)。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種水溶性聚合物水處理劑生產(chǎn)用管式合成系統(tǒng)，其中：包括多個(gè)原料儲(chǔ)罐，多個(gè)原料儲(chǔ)罐中的一個(gè)通過(guò)原料泵Ⅰ連通換熱器Ⅰ，換熱器Ⅰ的出料口分別連通原料混合釜Ⅱ的進(jìn)料口及混料槽，所述的原料混合釜Ⅱ下端的出料口連通原料泵Ⅰ的進(jìn)料口，換熱器Ⅰ的出料口與混料槽之間的連接管路上設(shè)置有流量計(jì)Ⅰ及混料閥門(mén)Ⅰ，引發(fā)劑儲(chǔ)罐連通高位滴加罐，高位滴加罐的出料口連通原料混合釜Ⅱ上端的物料滴加口，高位滴加罐的出料口與原料混合釜Ⅱ的物料滴加口之間的連接管路上設(shè)置有滴加閥門(mén)，儲(chǔ)水罐通過(guò)計(jì)量泵Ⅰ連通原料混合釜Ⅱ上端的加水口，儲(chǔ)水罐通過(guò)計(jì)量泵Ⅱ連通原料混合釜Ⅰ上端的加水口，多個(gè)原料儲(chǔ)罐中的一個(gè)通過(guò)原料泵Ⅱ連通原料混合釜Ⅰ的進(jìn)料口，原料混合釜Ⅰ下端的出料口連通原料泵Ⅱ的進(jìn)料口，原料泵Ⅱ的出料口分別連通原料混合釜Ⅰ的進(jìn)料口及混料槽，原料泵Ⅱ的出料口與混料槽之間的連接管路上設(shè)置有流量計(jì)Ⅱ，所述的混料槽下端的出料口通過(guò)循環(huán)泵連通反應(yīng)器的進(jìn)料口，反應(yīng)器的出料口分別連通混料槽及保溫釜，保溫釜連通成品儲(chǔ)罐，所述的反應(yīng)器上連接有內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的反應(yīng)器為盤(pán)管式反應(yīng)器包括管道混合器、管道式夾套換熱器及連接彎頭，兩個(gè)管道混合器及一個(gè)管道式夾套換熱器組成一個(gè)基本反映單元，管道式夾套換熱器設(shè)置在兩個(gè)管道混合器之間，多個(gè)基本反應(yīng)單元之間通過(guò)連接彎頭連通，組成盤(pán)繞的管式反應(yīng)器。

本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的管道混合器包括不銹鋼管道及設(shè)置在不銹鋼管道內(nèi)壁上的混料絞龍Ⅰ。

本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的管道式夾套換熱器包括不銹鋼內(nèi)管、不銹鋼外管及混料絞龍Ⅱ，不銹鋼外管套裝在不銹鋼內(nèi)管外，混料絞龍Ⅱ螺旋盤(pán)繞設(shè)置在不銹鋼內(nèi)管的內(nèi)壁上，所述的不銹鋼外管與不銹鋼內(nèi)管之間形成冷卻流道，冷卻流道連通內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)。

本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)包括內(nèi)循環(huán)水槽、內(nèi)循環(huán)水泵及內(nèi)循環(huán)換熱器，內(nèi)循環(huán)水槽內(nèi)存儲(chǔ)有冷卻水，所述的內(nèi)循環(huán)換熱器的出液口連通反應(yīng)器的冷卻流道的進(jìn)水口，反應(yīng)器的冷卻流道的出水口連通內(nèi)循環(huán)水槽的回水口，內(nèi)循環(huán)水槽的出水口通過(guò)內(nèi)循環(huán)水泵連通內(nèi)循環(huán)換熱器的進(jìn)液口。

本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的外循環(huán)換熱系統(tǒng)包括外循環(huán)水槽、外循環(huán)水泵及外循環(huán)換熱器，外循環(huán)水槽內(nèi)存儲(chǔ)有冷卻水，所述的外循環(huán)換熱器的出水口連通內(nèi)循環(huán)換熱器的冷卻水進(jìn)口，內(nèi)循環(huán)換熱器的冷卻水出口連通外循環(huán)水槽，外循環(huán)水槽通過(guò)外循環(huán)水泵連通外循環(huán)換熱器的進(jìn)水口。

本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的儲(chǔ)水罐內(nèi)存儲(chǔ)的水為一次水。

本發(fā)明的技術(shù)方案還可以是這樣實(shí)現(xiàn)的：所述的外循環(huán)水槽內(nèi)的冷卻水為一次水。

本發(fā)明的有益效果為：

1、本發(fā)明是通過(guò)計(jì)量泵精確控制投料比例，同時(shí)利用多級(jí)換熱設(shè)備，精確控制合成溫度，巧妙利用換熱和反應(yīng)為一體的管式反應(yīng)器完成聚合反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)水溶性聚合物水處理劑的生產(chǎn)，循環(huán)反應(yīng)，連續(xù)生產(chǎn)，具有生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低，副反應(yīng)少，產(chǎn)品收率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，無(wú)排放等優(yōu)點(diǎn)。

2、本發(fā)明設(shè)置內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)，內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)控制反應(yīng)器18內(nèi)的反應(yīng)物料的反應(yīng)溫度，使反應(yīng)溫度保持恒定，外循環(huán)換熱系統(tǒng)控制內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)的換熱介質(zhì)的溫度，使內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)內(nèi)的換熱介質(zhì)溫度保持恒定，能夠很好的控制系統(tǒng)的反應(yīng)溫度，使本發(fā)明可連續(xù)恒溫穩(wěn)定運(yùn)行，精確控制合成溫度，很好的克服現(xiàn)有的反應(yīng)設(shè)備升溫、降溫頻繁的缺陷，保持設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

3、本發(fā)明的反應(yīng)器采用盤(pán)管式反應(yīng)器，盤(pán)管式反應(yīng)器占地面積小，反應(yīng)流程長(zhǎng)，逆反應(yīng)少，聚合反應(yīng)過(guò)程中產(chǎn)生的熱量被及時(shí)移走，能夠很好的將反應(yīng)溫度恒定在極小的范圍內(nèi)，有利于反應(yīng)溫度的控制，保證產(chǎn)品的合成效率，減少次品的出現(xiàn)。

附圖說(shuō)明：

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的反應(yīng)器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明的管道混合器的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明的管道式夾套換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

如圖1~4所示，一種水溶性聚合物水處理劑生產(chǎn)用管式合成系統(tǒng)，包括多個(gè)原料儲(chǔ)罐1，多個(gè)原料儲(chǔ)罐1中的一個(gè)通過(guò)原料泵Ⅰ2連通換熱器Ⅰ3，換熱器Ⅰ3為風(fēng)冷換熱器，換熱器Ⅰ3的出料口分別連通原料混合釜Ⅱ4的進(jìn)料口及混料槽5，所述的原料混合釜Ⅱ4下端的出料口連通原料泵Ⅰ2的進(jìn)料口，換熱器Ⅰ3的出料口與混料槽5之間的連接管路上設(shè)置有流量計(jì)Ⅰ6及混料閥門(mén)Ⅰ7，引發(fā)劑儲(chǔ)罐8連通高位滴加罐9，高位滴加罐9的出料口連通原料混合釜Ⅱ4上端的物料滴加口，高位滴加罐9的出料口與原料混合釜Ⅱ4的物料滴加口之間的連接管路上設(shè)置有滴加閥門(mén)10，儲(chǔ)水罐11內(nèi)存儲(chǔ)的水為一次水，儲(chǔ)水罐11通過(guò)計(jì)量泵Ⅰ12連通原料混合釜Ⅱ4上端的加水口，儲(chǔ)水罐11通過(guò)計(jì)量泵Ⅱ13連通原料混合釜Ⅰ14上端的加水口，多個(gè)原料儲(chǔ)罐1中的一個(gè)通過(guò)原料泵Ⅱ15連通原料混合釜Ⅰ14的進(jìn)料口，原料混合釜Ⅰ14下端的出料口連通原料泵Ⅱ15的進(jìn)料口，原料泵Ⅱ15的出料口分別連通原料混合釜Ⅰ14的進(jìn)料口及混料槽5，原料泵Ⅱ15的出料口與混料槽5之間的連接管路上設(shè)置有流量計(jì)Ⅱ16，所述的混料槽5下端的出料口通過(guò)循環(huán)泵17連通反應(yīng)器18的進(jìn)料口，反應(yīng)器18的出料口分別連通混料槽5及保溫釜19，保溫釜19連通成品儲(chǔ)罐20，所述的反應(yīng)器18上連接有內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)及外循環(huán)換熱系統(tǒng)。所述的反應(yīng)器18為盤(pán)管式反應(yīng)器18包括管道混合器181、管道式夾套換熱器182及連接彎頭183，兩個(gè)管道混合器181及一個(gè)管道式夾套換熱器182組成一個(gè)基本反映單元，管道式夾套換熱器182設(shè)置在兩個(gè)管道混合器181之間，多個(gè)基本反應(yīng)單元之間通過(guò)連接彎頭183連通，組成盤(pán)繞的管式反應(yīng)器18。所述的管道混合器181包括不銹鋼管道1811及設(shè)置在不銹鋼管道1811內(nèi)壁上的混料絞龍Ⅰ1812。所述的管道式夾套換熱器182包括不銹鋼內(nèi)管1821、不銹鋼外管1822及混料絞龍Ⅱ1823，不銹鋼外管1822套裝在不銹鋼內(nèi)管1821外，混料絞龍Ⅱ1823螺旋盤(pán)繞設(shè)置在不銹鋼內(nèi)管1821的內(nèi)壁上，所述的不銹鋼外管1822與不銹鋼內(nèi)管1821之間形成冷卻流道1824，冷卻流道1824連通內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)。內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)包括內(nèi)循環(huán)水槽21、內(nèi)循環(huán)水泵22及內(nèi)循環(huán)換熱器23，內(nèi)循環(huán)水槽21內(nèi)存儲(chǔ)有冷卻水，

所述的內(nèi)循環(huán)換熱器23的出液口連通反應(yīng)器18的冷卻流道1824的進(jìn)水口，反應(yīng)器18的冷卻流道1824的出水口連通內(nèi)循環(huán)水槽21的回水口，內(nèi)循環(huán)水槽21的出水口通過(guò)內(nèi)循環(huán)水泵22連通內(nèi)循環(huán)換熱器23的進(jìn)液口。所述的外循環(huán)換熱系統(tǒng)包括外循環(huán)水槽24、外循環(huán)水泵25及外循環(huán)換熱器26，外循環(huán)水槽24內(nèi)存儲(chǔ)有冷卻水，該冷卻水為一次水，所述的外循環(huán)換熱器26的出水口連通內(nèi)循環(huán)換熱器23的冷卻水進(jìn)口，內(nèi)循環(huán)換熱器23的冷卻水出口連通外循環(huán)水槽24，外循環(huán)水槽24通過(guò)外循環(huán)水泵25連通外循環(huán)換熱器26的進(jìn)水口。

使用時(shí)，以二元共聚物生產(chǎn)為例，引發(fā)劑A存入引發(fā)劑儲(chǔ)罐8中，將二元共聚物反應(yīng)所需的原料B存入與原料泵Ⅰ2連接的原料儲(chǔ)罐1中，將原料C存入與原料泵Ⅱ15連通的原料儲(chǔ)罐1中。

啟動(dòng)原料泵Ⅰ2，先將原料B泵入原料混合釜Ⅱ4中，同時(shí)啟動(dòng)計(jì)量泵Ⅰ12，將一次水定量加入到原料混合釜Ⅱ4，在原料混合釜Ⅱ4原料B與一次水充分混合攪拌，并在原料泵Ⅰ2的作用下，與水混合后的原料B在換熱器Ⅰ3及原料混合釜Ⅱ4內(nèi)循環(huán)，使原料B升溫，當(dāng)原料B的溫度維持在60℃時(shí)，啟動(dòng)滴加閥門(mén)10，將引發(fā)劑A高位滴加進(jìn)原料混合釜Ⅱ4，在原料混合釜Ⅱ4內(nèi)與原料B及一次水混合攪拌。

啟動(dòng)原料泵Ⅱ15，在常溫狀態(tài)下，將原料C泵入原料混合釜Ⅰ14中，啟動(dòng)計(jì)量泵Ⅱ13，將一次水定量加入原料混合釜Ⅰ14，啟動(dòng)原料混合釜Ⅰ14，原料C在原料泵Ⅱ15及原料混合釜Ⅰ14內(nèi)混合攪拌均勻。

在混料槽5事先加入100kg二元共聚物成品，啟動(dòng)循環(huán)泵17及反應(yīng)器18，在內(nèi)循環(huán)反應(yīng)系統(tǒng)的內(nèi)循環(huán)水槽21內(nèi)補(bǔ)入純水，在外循環(huán)換熱系統(tǒng)的外循環(huán)水槽24內(nèi)補(bǔ)入一次水，啟動(dòng)內(nèi)循環(huán)水泵22及外循環(huán)水泵25，向內(nèi)循環(huán)水槽21內(nèi)通入蒸汽，使內(nèi)循環(huán)水溫升溫至90℃。

再次啟動(dòng)原料泵Ⅰ2，按比例將原料B泵入原料混合釜Ⅱ4，按比例向原料混合釜Ⅱ4中滴加引發(fā)劑A，原料B與引發(fā)劑A及一次水充分混合攪拌后，送入混料槽5。同時(shí)，原料混合釜Ⅰ14中與一次水混合攪拌均勻后的C料被泵入混料槽5。然后，混料槽5內(nèi)的原料被送入反應(yīng)器18內(nèi)進(jìn)行聚合反應(yīng)。

反應(yīng)器18工作過(guò)程中，內(nèi)循環(huán)水槽21內(nèi)的水經(jīng)過(guò)內(nèi)循環(huán)水泵22送入內(nèi)循環(huán)換熱器23，然后再次被送入反應(yīng)器18的管道式夾套換熱器182的冷卻流道1824內(nèi)，將聚合反應(yīng)溫度控制在90±1℃范圍內(nèi)，外循環(huán)水泵25將外循環(huán)水槽24內(nèi)的一次水經(jīng)外循環(huán)換熱器26后送入內(nèi)循環(huán)換熱器23內(nèi)，對(duì)內(nèi)循環(huán)換熱器23進(jìn)行冷卻降溫，使內(nèi)循環(huán)換熱器23內(nèi)的水溫度控制在85±1℃范圍內(nèi)，內(nèi)循環(huán)換熱系統(tǒng)對(duì)反應(yīng)器18內(nèi)物料進(jìn)行冷卻降溫，使反應(yīng)溫度恒定，外循環(huán)換熱系統(tǒng)對(duì)內(nèi)循環(huán)換熱器23內(nèi)的水進(jìn)行冷卻降溫，使水保持溫度恒定，雙換熱系統(tǒng)，保證反應(yīng)溫度恒定。

反應(yīng)器18內(nèi)生產(chǎn)的二元聚合物成品進(jìn)入混料槽5內(nèi)，與混料槽5內(nèi)的物料一起再次參與聚合反應(yīng)，循環(huán)生產(chǎn)，當(dāng)混料槽5內(nèi)的成品達(dá)到容積上線(xiàn)后，可將反應(yīng)器18與保溫釜19之間的出料控制閥打開(kāi)，反應(yīng)器18的出料口連通保溫釜19，二元聚合物成品物料輸送至保溫釜19中保溫，最后送入成品儲(chǔ)罐20保存。

要說(shuō)明的是，以上所述實(shí)施例是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的說(shuō)明而非限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域普通技術(shù)人員的等同替換或者根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)而做的其它修改，只要沒(méi)超出本發(fā)明技術(shù)方案的思路和范圍，均應(yīng)包含在本發(fā)明所要求的權(quán)利范圍之內(nèi)。