本發(fā)明涉及化工反應(yīng)設(shè)備，具體涉及一種加氫釜攪拌機(jī)構(gòu)及攪拌方法，用于提高加氫反應(yīng)的效率和質(zhì)量。

背景技術(shù)：

1、加氫反應(yīng)是化工生產(chǎn)中常見的一種反應(yīng)，它是指在一定的溫度、壓力和催化劑的作用下，將氫氣與有機(jī)物或無機(jī)物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使其加入氫原子或還原。加氫反應(yīng)的效率和質(zhì)量很大程度上取決于氫氣與反應(yīng)物料的接觸和混合情況，因此，加氫反應(yīng)通常需要在加氫釜中進(jìn)行攪拌，以促進(jìn)氫氣與反應(yīng)物料的充分接觸和混合。

2、現(xiàn)有的加氫釜攪拌機(jī)構(gòu)一般采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的攪拌葉來攪拌釜內(nèi)的反應(yīng)物料，同時(shí)通過氣泵向釜內(nèi)輸送氫氣。這種加氫釜攪拌機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)是，氫氣的輸送和噴射是平緩勻速的，不能形成高壓高速的氫氣流，導(dǎo)致氫氣與反應(yīng)物料的接觸和混合不夠充分，影響加氫反應(yīng)的效率和質(zhì)量。另外，這種加氫釜攪拌機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不便，維護(hù)成本高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種加氫釜攪拌機(jī)構(gòu)及其方法，能夠?qū)崿F(xiàn)周期性地向釜內(nèi)噴射高壓高速的氫氣流，提高氫氣與反應(yīng)物料的接觸和混合效果，從而提高加氫反應(yīng)的效率和質(zhì)量，同時(shí)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，方便操作，降低維護(hù)成本。

2、本發(fā)明的上述技術(shù)目的是通過以下技術(shù)方案得以實(shí)現(xiàn)的：一種加氫釜攪拌機(jī)構(gòu)，包括電機(jī)、設(shè)于所述電機(jī)動(dòng)力輸出端上的轉(zhuǎn)軸、同軸心連接在所述轉(zhuǎn)軸端部的攪拌柱、設(shè)于所述攪拌柱外表面的若干攪拌葉以及轉(zhuǎn)動(dòng)連接于所述攪拌柱另一端的底座，所述攪拌柱為空心結(jié)構(gòu)，其側(cè)壁上設(shè)有單向氣閥，所述攪拌機(jī)構(gòu)還包括用于傳輸氫氣的氣泵，所述氣泵的出氣端連接有氣管，所述氣管貫穿所述底座并伸入至所述攪拌柱的內(nèi)部；

3、所述攪拌柱的內(nèi)部緊貼其內(nèi)壁設(shè)置有兩端開口的內(nèi)管，所述內(nèi)管能夠沿所述攪拌柱的軸向進(jìn)行活動(dòng)，所述內(nèi)管的底部通過設(shè)于所述攪拌柱內(nèi)壁上的支撐機(jī)構(gòu)支撐，所述內(nèi)管的頂部通過吊繩吊有配重塊，所述攪拌柱位于各所述攪拌葉上方的位置處開設(shè)有通孔，所述吊繩穿過并搭靠在所述通孔上，所述配重塊隨重力垂落并搭靠在所述攪拌柱的外側(cè)壁上，所述內(nèi)管的側(cè)壁上開設(shè)有出氣孔，隨著所述內(nèi)管的軸向活動(dòng)，所述出氣孔能夠與所述單向氣閥對(duì)準(zhǔn)或者錯(cuò)開。

4、攪拌柱在旋轉(zhuǎn)時(shí)，在離心力的作用下將把吊繩以及配重塊甩起，此時(shí)吊繩以及配重塊將沿著攪拌柱的徑向延伸，期間吊繩受到自身長(zhǎng)度方向上的拉力逐漸趨于水平且繃直，隨著攪拌柱的轉(zhuǎn)速加快，吊繩受到的拉力逐漸增大，從而將內(nèi)管向上提起，攪拌柱轉(zhuǎn)速越快，內(nèi)管的上移距離越大，攪拌柱轉(zhuǎn)速越慢，內(nèi)管的上移距離越小，攪拌柱停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，離心力消失，此時(shí)吊繩以及配重塊垂落，僅依靠吊繩以及配重塊的重力無法拉動(dòng)內(nèi)管，從而此時(shí)內(nèi)管在重力的作用下至于支撐機(jī)構(gòu)上，基于上述工作原理，電機(jī)在啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)、切換為反轉(zhuǎn)的過程中，攪拌柱的轉(zhuǎn)速應(yīng)該是先增大，再減小，之后再增大，由此可見，電機(jī)在周期性的正反轉(zhuǎn)過程中，攪拌柱的轉(zhuǎn)速也是在周期性地變化，吊繩以及配重塊受到的離心作用也是在周期性變化的，從而導(dǎo)致內(nèi)管沿著攪拌柱的軸向被反復(fù)上拉和下放，而內(nèi)管在被上拉和下放的過程中，攪拌柱上的單向氣閥與內(nèi)管上的出氣孔也將在對(duì)準(zhǔn)與錯(cuò)開之間反復(fù)切換，當(dāng)單向氣閥與出氣孔對(duì)準(zhǔn)時(shí)，攪拌柱內(nèi)的氣體即可依次通過出氣孔和單向氣閥噴向攪拌釜內(nèi)，當(dāng)單向氣閥與出氣孔錯(cuò)開時(shí)，攪拌柱內(nèi)的氣體則無法噴向攪拌釜內(nèi)，此時(shí)的攪拌柱內(nèi)為密封狀態(tài)，需要注意的是，吊繩以及配重塊的總重量應(yīng)該小于內(nèi)管的重量，以確保當(dāng)攪拌柱停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)（離心力消失時(shí)），內(nèi)管能夠隨自身重量下墜至支撐機(jī)構(gòu)上；

5、在電機(jī)進(jìn)行周期性的正反轉(zhuǎn)期間，氣泵通過氣管持續(xù)地向攪拌柱內(nèi)通入氫氣，當(dāng)單向氣閥與出氣孔錯(cuò)開時(shí)，隨著氫氣的不斷通入，此時(shí)的攪拌柱為蓄壓過程，攪拌柱內(nèi)的氣壓增大，隨后當(dāng)單向氣閥與出氣孔對(duì)準(zhǔn)時(shí)，攪拌柱內(nèi)的氣壓將被瞬間釋放，形成的高壓氫氣流將高速向外噴射，隨著單向氣閥與出氣孔的反復(fù)對(duì)準(zhǔn)與錯(cuò)開，攪拌柱內(nèi)也將反復(fù)蓄壓與放壓，如此能夠?qū)崿F(xiàn)周期性地向攪拌釜內(nèi)噴射高壓氫氣流，相比于傳統(tǒng)平緩勻速地輸送氫氣，這樣周期性高壓噴射的加氫方式能夠讓氫氣噴射得更加分散，有利于釜內(nèi)反應(yīng)氣氛的快速達(dá)標(biāo)，能夠縮短加氫時(shí)間、減少氫氣浪費(fèi)，并且本發(fā)明對(duì)攪拌柱的蓄壓以及泄壓過程并不借助其它動(dòng)力部件，內(nèi)管的上下位移也不借助其它動(dòng)力部件，僅僅是通過旋轉(zhuǎn)離心力來帶動(dòng)內(nèi)管的位移，又通過內(nèi)管的位移來使攪拌柱上的單向氣閥與內(nèi)管上的出氣孔在對(duì)準(zhǔn)與錯(cuò)開之間反復(fù)切換，從而實(shí)現(xiàn)攪拌柱內(nèi)蓄壓與泄壓的反復(fù)進(jìn)行，而離心力的控制僅僅通過控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速即可，因此本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單，但卻能夠有效提升釜內(nèi)加氫效率。

6、在一些實(shí)施例中，所述若干攪拌葉分為多層設(shè)置，所述單向氣閥相應(yīng)地也設(shè)置有多個(gè)，各所述單向氣閥設(shè)于各層所述攪拌葉之間。以實(shí)現(xiàn)加入的氫氣能夠充分?jǐn)U散于各攪拌葉之間，借助攪拌葉的攪拌來將氫氣進(jìn)一步打散，從而有利于釜內(nèi)反應(yīng)氣氛的快速達(dá)標(biāo)。

7、在一些實(shí)施例中，所述支撐機(jī)構(gòu)包括支撐塊，所述支撐塊直接對(duì)所述內(nèi)管進(jìn)行支撐。

8、在一些實(shí)施例中，所述支撐機(jī)構(gòu)還包括導(dǎo)向柱，所述導(dǎo)向柱沿所述攪拌柱的軸向豎立設(shè)置于所述支撐塊上，所述內(nèi)管的底部開設(shè)有與所述導(dǎo)向柱相適配的插槽，所述插槽與所述導(dǎo)向柱活動(dòng)插接配合。導(dǎo)向柱用于限制內(nèi)管的自轉(zhuǎn)，避免內(nèi)管與攪拌柱之間出現(xiàn)打滑的情況，確保內(nèi)管與攪拌柱能夠同步轉(zhuǎn)動(dòng)，以及確保內(nèi)管僅能夠沿著攪拌柱的軸向活動(dòng)。

9、在一些實(shí)施例中，所述內(nèi)管為鋁材質(zhì)。該材質(zhì)耐磨、耐腐并且質(zhì)地輕。

10、在一些實(shí)施例中，所述出氣孔呈喇叭狀，其開口較大的一端朝向所述內(nèi)管的內(nèi)部，開口較小的一端朝向所述內(nèi)管的外部。氫氣在貫穿出氣孔時(shí)，其路徑為先大后小，如此的縮口設(shè)計(jì)能夠提升氫氣在從出氣孔內(nèi)噴射出去時(shí)的流速，更高速的噴射能夠提升氫氣在釜內(nèi)的混亂程度，有利于釜內(nèi)反應(yīng)氣氛的快速達(dá)標(biāo)。

11、在一些實(shí)施例中，所述內(nèi)管上開設(shè)有多塊鏤空部，用于減重。

12、一種加氫釜攪拌方法，包括以下步驟：

13、啟動(dòng)電機(jī)和氣泵，通過電機(jī)和轉(zhuǎn)軸來驅(qū)動(dòng)攪拌柱旋轉(zhuǎn)，并通過氣泵和氣管來向攪拌柱內(nèi)注入氫氣；

14、控制電機(jī)使其周期性地進(jìn)行正反轉(zhuǎn)；

15、對(duì)釜內(nèi)的反應(yīng)氣氛進(jìn)行檢測(cè)，反應(yīng)氣氛符合要求之后即停止向攪拌柱內(nèi)注入氫氣；

16、控制電機(jī)進(jìn)行持續(xù)的正轉(zhuǎn)或者反轉(zhuǎn)；

17、對(duì)釜內(nèi)物料進(jìn)行取樣檢測(cè)，物料狀態(tài)達(dá)標(biāo)之后即關(guān)閉電機(jī)，完成攪拌工序。

18、綜上所述，本發(fā)明具有以下有益效果：

19、本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)周期性地向釜內(nèi)噴射高壓高速的氫氣流，提高氫氣與反應(yīng)物料的接觸和混合效果，從而提高加氫反應(yīng)的效率和質(zhì)量；

20、本發(fā)明通過利用攪拌柱的旋轉(zhuǎn)離心力來帶動(dòng)內(nèi)管的位移，又通過內(nèi)管的位移來使攪拌柱上的單向氣閥與內(nèi)管上的出氣孔在對(duì)準(zhǔn)與錯(cuò)開之間反復(fù)切換，從而實(shí)現(xiàn)攪拌柱內(nèi)蓄壓與泄壓的反復(fù)進(jìn)行，而離心力的控制僅僅通過控制電機(jī)的正反轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)速即可，因此本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)單，但卻能夠有效提升釜內(nèi)加氫效率；

21、本發(fā)明還通過設(shè)置多層攪拌葉和多個(gè)單向氣閥，以及采用喇叭狀的出氣孔，使得加入的氫氣能夠充分?jǐn)U散于各攪拌葉之間，并且能夠以更高的流速噴射出去，有利于釜內(nèi)反應(yīng)氣氛的快速達(dá)標(biāo)；

22、本發(fā)明還通過設(shè)置支撐機(jī)構(gòu)和導(dǎo)向柱，以及采用鋁材質(zhì)的內(nèi)管和設(shè)置鏤空部，使得內(nèi)管能夠穩(wěn)定地沿著攪拌柱的軸向活動(dòng)，同時(shí)減輕內(nèi)管的重量，降低內(nèi)管的自轉(zhuǎn)和打滑的可能性，提高內(nèi)管的耐磨性和耐腐性。