專(zhuān)利名稱(chēng)：混攪反應(yīng)設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種混攪反應(yīng)設(shè)備，特別是設(shè)有導(dǎo)流筒的混攪反應(yīng)設(shè)備，適用于兩種及兩種以上流體物料的快速混勻。
一般來(lái)說(shuō)，混攪的目的就是使混攪裝置中的流體濃度、密度、溫度等處于均勻狀態(tài)。達(dá)到均勻狀態(tài)的時(shí)間越短，則混攪設(shè)備的混合性能越好，通常均用加大流體循環(huán)速度和提高湍流強(qiáng)度予以實(shí)現(xiàn)。但實(shí)踐證明，過(guò)高地提高湍流強(qiáng)度對(duì)有化學(xué)反應(yīng)、特別是有結(jié)晶生成及長(zhǎng)大的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程是有害的，攪拌器的高速運(yùn)轉(zhuǎn)可能破壞結(jié)晶體，或者不利于結(jié)晶的長(zhǎng)大，導(dǎo)致懸浮液泥漿的沉降速度低、過(guò)濾性能差，從而達(dá)不到最佳的技術(shù)效果。
對(duì)于從含金屬離子的溶液中用堿，例如Ca(OH)2、NaOH、Na2CO3、KOH等(以下簡(jiǎn)稱(chēng)堿)，或酸，例如鹽酸、硫酸、碳酸(CO2氣)等(以下簡(jiǎn)稱(chēng)酸)作為中和劑中和沉淀或水解析出氫氧化物或堿式鹽的純化合物制備過(guò)程，或者凈化某些有害金屬離子的凈化過(guò)程，在制備或凈化金屬氫氧化物或堿式鹽時(shí)，通常不但要求從液相中沉淀出的金屬離子比較徹底，而且對(duì)結(jié)晶粒徑也提出不同技術(shù)要求，例如要求制備出大粒結(jié)晶或細(xì)粒結(jié)晶體，要求結(jié)晶粒徑大小均勻等。而中和沉淀或水解過(guò)程析出金屬氫氧化物或堿式鹽時(shí)，能否生成結(jié)晶體，及生成結(jié)晶粒徑的大小對(duì)析出物形成的懸浮物泥漿的沉淀速度及過(guò)濾速度有明顯的影響。當(dāng)析出物處于膠態(tài)時(shí)，懸浮物沉淀過(guò)濾極為困難；反之，析出物形成結(jié)晶，且結(jié)晶粒徑大時(shí)，則沉降速度高，很好過(guò)濾。
直到本實(shí)用新型之前，雖然有很多有關(guān)混攪裝置的發(fā)明申請(qǐng)，例如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)CN85101513A，CN8510891A說(shuō)明書(shū)分別公開(kāi)了一種對(duì)液體與液體、液體與固體以及液固與氣體進(jìn)行混攪的設(shè)備，前者采用軸流式攪拌器和導(dǎo)流筒，改進(jìn)了攪拌器漿葉，后者采用多個(gè)葉輪組成的混合器群，均明顯提高了混攪效率，但不能使物料的濃度、電位及溫度迅速攪拌均勻，也不能控制反應(yīng)產(chǎn)物的生成速度與結(jié)晶長(zhǎng)大速度，使生成物有一定的結(jié)晶粒徑，借以獲得沉降速度高，過(guò)濾速度高的泥漿。
本實(shí)用新型的目的，是提供一種能將流體物料迅速攪拌均勻，適應(yīng)于有析出物產(chǎn)生的化學(xué)過(guò)程的混攪設(shè)備。
本實(shí)用新型的特征是在位于導(dǎo)流筒的主軸上，同時(shí)裝有軸流攪拌器和徑流攪拌器；流體物料進(jìn)料管的出料端位于兩種攪拌器之間。
其進(jìn)一步的特征是所述進(jìn)料管的出料端接有給料器。
軸流攪拌器選用推進(jìn)式軸流攪拌器，也可選用螺帶式、螺桿式、三角葉往復(fù)回轉(zhuǎn)式等攪拌器；徑流攪拌器(包括徑向流為主的攪拌器)選用折葉漿式，也可為平直葉開(kāi)啟渦輪式、后彎葉開(kāi)啟渦輪式、平直葉圓盤(pán)渦輪式、后彎葉圓盤(pán)渦輪式、布爾馬金式、后掠式、鋸齒圓盤(pán)式、MIG及其改進(jìn)型INTERMIG式等攪拌器。徑流攪拌器通常裝在軸流攪拌器的前面。
給料器為開(kāi)有出料孔口的環(huán)形管，最好是采用環(huán)形胎式管，也可采用帶螺旋線的旋流噴嘴等能使料流均勻分布的類(lèi)似裝置。
如上所述，本實(shí)用新型提供了一個(gè)單軸驅(qū)動(dòng)的復(fù)式攪拌系統(tǒng)，設(shè)備內(nèi)流體的循環(huán)是由一個(gè)產(chǎn)生巨大軸向流的攪拌器完成的，而瞬時(shí)混勻則主要由一個(gè)徑向流很大的攪拌器與給料器的配合完成，這一特性使其可用作較深槽體的大型混攪裝置的葉輪系統(tǒng)。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是，能保證流體在給料器附近被瞬時(shí)混勻，使裝置內(nèi)各點(diǎn)和生成區(qū)的懸浮物泥漿處于均勻混合狀態(tài)，各點(diǎn)的泥漿電位值，溫度及濃度等工藝參數(shù)接近于相等；通過(guò)控制中和劑給料量還能控制前述化學(xué)反應(yīng)過(guò)程速度，提高結(jié)晶長(zhǎng)大的速度，特別是處理不同粘度及固、液密度差較大的泥漿體系時(shí)，不但完全避免了以往為了達(dá)到快速混勻而造成的結(jié)晶細(xì)化現(xiàn)象，而且能促使結(jié)晶均勻長(zhǎng)大。因此本實(shí)用新型特別適用于中和沉淀法制備出沉降速度高和過(guò)濾速度快的懸浮物泥漿。例如在含有一種或多種離子，諸如Mg2＋、Mn2＋、Cd2＋、Fe2＋、CO2＋、Zn2＋、Ni2＋、Cu2＋、Sn2＋、Fe3＋、Al3＋、Sb3＋、Ti3＋、CO3＋、Nd3＋、Yb3＋、Er3＋等離子的中性或酸性溶液中用堿沉淀出上述金屬氫氧化物或堿式鹽時(shí)，均能生成沉降速度高，過(guò)濾速度快的懸浮物泥漿，因而既適應(yīng)于從上述純凈金屬離子溶液中制備出純化合物，也適用于沉淀金屬鹽溶液中有害金屬元素的凈化過(guò)程，當(dāng)然，對(duì)含金屬離子的酸性廢水處理也是完全適宜的。


圖1為混攪設(shè)備剖視示意圖；圖2為
圖1的A－A剖視示意圖；圖3為環(huán)形胎式管的主視示意圖；圖4為圖3的B－B剖視圖即環(huán)形胎式管出料口的示意圖。
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的述敘。為便于說(shuō)明，以用于三種物料，即晶種泥漿、金屬離子溶液及流體狀堿或酸(簡(jiǎn)稱(chēng)中和劑)的混合為例，但并不局限于這些物料的種類(lèi)和數(shù)量。
如
圖1所示槽體(5)可用鋼材焊接而成，內(nèi)壁可用聚丙稀，玻璃鋼或橡膠襯內(nèi)，也可用耐酸鋼筋混凝土，加防腐蝕襯內(nèi)，或用鈦材或鈦復(fù)合鋼板制造而不用襯內(nèi)。槽體(5)下端最好用橢圓形封頭，也可采用錐底或者在平底槽內(nèi)底周邊安裝近似橢圓形封頭的導(dǎo)流板。(15)為懸浮物泥漿的排料口，(28)為入孔，(12)為卸泥管。攪拌器主軸(6)由安裝在鋼制承重支架(16)上的調(diào)頻式調(diào)速電機(jī)(1)和行星擺線針輪減速機(jī)(2)驅(qū)動(dòng)。為了防止運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中主軸(6)晃動(dòng)，尤其是當(dāng)槽體高度(H)超過(guò)2米以上時(shí)，最好將主軸(6)的下端固定在槽底承重架(27)上的軸承(26)中。安裝在主軸(6)的軸流攪拌器(9)最好采用推進(jìn)式軸流攪拌器，使流體處于層流狀態(tài)，同時(shí)產(chǎn)生足夠大的循環(huán)能力和排出量，其數(shù)量可為1～2個(gè)；徑流攪拌器(11)采用以徑向流為主的折葉漿式徑流攪拌器，按導(dǎo)流筒(7)內(nèi)流體流動(dòng)方向，由輪箍(10)裝在軸流攪拌器(9)的前面，即導(dǎo)流筒(7)內(nèi)的流體如
圖1所示從下往上流動(dòng)時(shí)，它位于軸流攪拌器(9)的下方。
進(jìn)料管(13、14、17)分別作為晶種泥漿添加管(13)、金屬離子溶液進(jìn)料管(14)、流體狀中和劑進(jìn)料管(17)，由出料端將物料送至攪拌器(9)、(11)之間，輸送液體狀(除氣體以外，如CO2等)中和劑時(shí)則需加裝一個(gè)循環(huán)泵(18)，它可裝在承重支架(16)上，液體中和劑從管(24)經(jīng)調(diào)節(jié)閥(19)先添加到循環(huán)泵(18)的進(jìn)料管(20)內(nèi)，再由循環(huán)泵(18)迅速?gòu)?qiáng)制地經(jīng)過(guò)管(17)送入。裝在槽體5上部的固體電極(3或4)用于連續(xù)測(cè)定泥漿的電位值，調(diào)節(jié)器(圖中末標(biāo)示)根據(jù)電位值信號(hào)控制調(diào)節(jié)閥(19)的開(kāi)度，調(diào)節(jié)液體中和劑的添加速度。
為使料流分布均勻，提高混勻速度，進(jìn)料管(13、14、17)的出料端分別與給料器(21、23、22)相接(或者說(shuō)是取代出料端)，通常采用開(kāi)有孔口的環(huán)形管，最好是采用如圖3、圖4所示的環(huán)形胎式管(30)，其構(gòu)造象車(chē)輪外胎，但其出料口(29)呈兩個(gè)相接的梯形狀，即開(kāi)口從進(jìn)料端(31)沿兩個(gè)半環(huán)逐漸擴(kuò)寬至另一端。環(huán)形管可置于不同平面位置上，也可置于同一平面位置上；可按需要改變數(shù)量、互換位置、設(shè)置間距。環(huán)形管的截面為圓形，也可為四邊、五邊等多邊形。環(huán)的直徑(d1、d2、d3)與徑流攪拌器直徑dj′有關(guān)，最大者為0.7～0.85dj′，最小者為0.4～0.5dj′。每個(gè)環(huán)形管的出料孔口均指向一共同的會(huì)聚區(qū)。一般來(lái)說(shuō)出料孔口的總面積S應(yīng)與環(huán)形管的截面積S1相近，例如S＝0.8～1S1，但是輸送泥漿狀流體時(shí)，出料口(29)應(yīng)當(dāng)較環(huán)形管截面積稍大，為S＝1.2～1.6S1。
各部件的尺寸關(guān)系參照附圖。槽體(5)的高度為H，由排料口(15)決定的液面(25)的高度H2＝0.75～0.85H。導(dǎo)流筒(7)直段部分的直徑為d′。一般導(dǎo)流筒(7)上段高度h1＝1.0～1.2d′，上喇叭口角度θ1為6～7°；直段高度h3可取漿葉輪轂(8)的高度；下段高度h4為給料器總裝高度的1～2倍加b，下喇叭口角度為θ2＝12～14°，導(dǎo)流筒(7)的總高度h2＝h1＋h3＋h4。槽體(5)的直徑為D，推進(jìn)式攪拌器(9)的直徑dj＝0.33～0.98D；導(dǎo)流筒(7)下緣距槽底高度C1＝0.8～0.85dj。推進(jìn)式攪拌器的安裝高度C可取1.2dj加h4，漿葉可取3～5葉，螺距最好在1.5～2dj范圍內(nèi)選擇，漿葉端的線速度以2.8～5.2m／s為宜。折葉漿式攪拌器(11)的直徑dj′＝1～1.2dj，折葉漿的寬度b＝0.1～0.25dj，漿葉的傾斜角度為25～40°。
權(quán)利要求1.一種混攪反應(yīng)設(shè)備，包括槽體(5)、進(jìn)料管(13、14、17)、導(dǎo)流筒(7)、攪拌器主軸(6)，導(dǎo)流筒(7)，本實(shí)用新型的特征是在位于導(dǎo)流筒(7)的主軸(6)上同時(shí)裝有軸流攪拌器(9)和徑流攪拌器(11)，徑流攪拌器(11)按導(dǎo)流筒(7)內(nèi)流體流向位于軸流攪拌器(9)的前面，進(jìn)料管(13、14、17)的出料端位于軸流攪拌器(9)和徑流攪拌器(11)之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混攪反應(yīng)設(shè)備，其特征是，所述進(jìn)料管(13、14、17)的出料端接有給料器(21、23、22)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的混攪反應(yīng)設(shè)備，其特征是，所述給料器(21、23、22)的構(gòu)造為環(huán)形胎式管(30)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混攪反應(yīng)設(shè)備，其特征是，所述環(huán)形胎式管(30)的出料口(29)呈從進(jìn)料端(31)沿兩個(gè)半環(huán)逐漸擴(kuò)寬至另一端的兩個(gè)相接的梯形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混攪反應(yīng)設(shè)備，其特征是，所述軸流攪拌器(9)為推進(jìn)式攪拌器；所述徑流攪拌器(11)為折葉式攪拌器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混攪反應(yīng)設(shè)備，其特征是，所述進(jìn)料管(17)裝有輸送液態(tài)物料的循環(huán)泵(18)、循環(huán)管(20)，循環(huán)管(20)還通過(guò)給料調(diào)節(jié)閥(19)與進(jìn)料管(24)相連，所述槽體(5)上部設(shè)有用于控制給料調(diào)節(jié)閥(19)的固體電極(3、4)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混攪反應(yīng)設(shè)備，其特征是，所述槽體(5)的內(nèi)壁設(shè)有內(nèi)襯。
專(zhuān)利摘要一種混攪反應(yīng)設(shè)備，包括槽體、進(jìn)料管、導(dǎo)流筒、裝有攪拌器的主軸、主軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，攪拌器位于導(dǎo)流筒內(nèi)，其特征是在位于導(dǎo)流筒的主軸上，同時(shí)裝有軸流攪拌器和徑流攪拌器，在兩種攪拌器之間裝有給料用的環(huán)形胎式管，還設(shè)有連續(xù)測(cè)定混合物料電位值的電極和由電位值信號(hào)控制的給料調(diào)節(jié)閥。本實(shí)用新型能使流體物料達(dá)到瞬時(shí)混勻的效果，特別適用于中和沉淀法制備出沉降速度高和過(guò)濾速度快的懸浮物泥漿，也可用作較深槽體的大型混攪裝置。
文檔編號(hào)B01F5/00GK2173109SQ9223538
公開(kāi)日1994年8月3日 申請(qǐng)日期1992年11月28日 優(yōu)先權(quán)日1992年11月28日
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