多相動態反應器的製作方法

2023-07-30 19:16:36 1

本實用新型涉及多相動態反應器。

背景技術：

隨著重工業的發展及人們生活水平的提高，來自工業和生活的廢物也越來越多，給環境汙染治理造成很大的難題。廢棄汙染物主要包括固、液、氣三態，治理方法也不盡相同，但固、液、氣基本均需要與液體的化學試劑接觸進行反應。針對固態汙染物，傳統的治理方法有填埋及化學反應等方法，針對化學反應方法，需要將固體汙染物放入反應容器中並加入化學試劑與其進行反應，以使固體反應物逐漸與化學試劑反應轉化為無害的物質。但由於固體為顆粒或塊狀，其與化學試劑反應時是逐層溶解的方式，並且是依靠化學試劑與其逐層反應使其體積逐漸縮小，整個過程需要花費很長時間，對於有些表面有一層不與化學試劑反應的保護層的固體汙染物，化學試劑無法固體汙染物內部的可反應物質反應，嚴重影響反應效率，還有一些反應物可能會在反應容器的殼體上結疤，嚴重時甚至堵塞相關管道，使廢物處理速度和效率低下，造成設備長期運行時的能耗及化學試劑的過多消耗等，使其無法滿足日益增加的廢物的處理需求。

技術實現要素：

本實用新型的目的在於提供一種多相動態反應器，以解決固體廢物處理的效率低下的技術問題。

為實現上述目的，本實用新型多相動態反應器的技術方案是：多相動態反應器包括支架和安裝在支架上的滾筒，滾筒內部具有供物料反應的反應腔，滾筒的一端設有供物料進入的物料入口，滾筒的另一端設有供物料送出的物料出口，物料入口和物料出口與所述反應腔連通，所述滾筒傳動連接有驅動滾筒的驅動裝置。採用本實用新型的多相動態反應器，通過滾筒將滾筒內部的物料進行翻滾，物料內部的固體顆粒物在離心力作用下相互撞擊以使顆粒物被逐層剝離打碎，以增大物料中固體顆粒與化學試劑的接觸面積，提高反應效率；另外，此方式還可將具有不反應外部保護層的固體廢物打碎，使其內部可反應物質反應，提高固體廢除處理能力；另外，本實用新型多相動態反應器不僅可以針對固體廢物進行處理，還能同時對液體和氣體廢物進行處理，以便適用於更複雜的混合廢物的處理。

進一步地，所述反應腔內設有用於與物料碰撞以剝磨物料的磨剝件。採用磨剝件與物料中的固體顆粒相互碰撞方式對固體廢物逐層剝離打磨，增加反應面積，與此同時配合化學試劑進行反應，使反應速率大大提高，提高固體廢物的處理效率。

進一步地，所述反應腔內裝有相對滾筒轉動以對所述反應腔內的物料進行剝離打磨的活動碰撞件。採用活動碰撞件相對於固定在反應腔內壁上的磨剝件其碰撞機率更大，剝離效果更好。

進一步地，所述滾筒兩端具有兩塊對滾筒內的活動碰撞件進行擋止以防活動碰撞件甩出的擋板，擋板中心線處設有開口，兩個開口分別構成所述物料入口和物料出口。通過滾筒兩端的擋板的擋止作用，可防止滾筒內部的活動碰撞件在離心力作用下甩出，物料出、入口設在擋板中心線處的目的以為了配合旋轉接頭使用，使滾筒在旋轉時其物料依然連續流動。

進一步地，所述滾筒至少包括一個首級滾筒和一個末級滾筒，滾筒之間通過旋轉接頭和管道依次串連貫通，首級滾筒的所述物料入口處設有用於與進料管道連接的旋轉接頭。通過設置多個滾筒，相互之間通過旋轉接頭和管道串接，並且針對不同滾筒設置不同尺寸的活動碰撞件，物料先進入首級滾筒時其尺寸較大，相應的採用與之適配的第一種尺寸的活動碰撞件對其進行逐層磨剝反應，然後尺寸變小的物料進入中間滾筒，中間滾筒內設有與變小的物料尺寸相配的第二種尺寸的活動碰撞件，對其進行進一步剝磨，起到逐層剝磨、針對性更強，反應效率更高；首級滾筒的物料入口處設置旋轉接頭的目的是為了方便物料與首級滾筒之間的對接，保證輸送物料的同時不影響滾筒的轉動；另外，採用多個滾筒的方式相對於一根長滾筒，其轉動時中間部分因不同軸誤差導致離心力較大的問題也得以改善，使滾筒使用壽命更長，同時，滾筒轉動時對滾筒的支架的振動也更小，使之間與滾筒之間的連接部位不易損壞，且降低了振動時的噪聲。

進一步地，所述末級滾筒的物料出口處設有用於與出料管道連接的旋轉接頭。末級滾筒設置旋轉接頭的目的是為了方便物料出口與外部管道的對接，使正常輸送物料的同時不影響末級滾筒的轉動。

進一步地，所述滾筒外周上固設有齒圈，所述驅動裝置包括電機以及與電機的輸出軸傳動連接的主動齒輪，主動齒輪與所述齒圈嚙合傳動。通過在滾筒外周固設齒圈，並由電機及與之相連的齒輪和齒圈配合以帶動滾筒轉動的方式，使滾筒的端部得以空出來以便作為管道連通的接口，此方式布置合理，不僅方便滾筒之間的連接，而且便於減小整體的長度，使布局更緊湊。

進一步地，所述滾筒包括首級滾筒、中間滾筒和末級滾筒，中間滾筒的物料入口與首級滾筒的物料出口連接，中間滾筒的物料出口與末級滾筒的物料入口連接，三個滾筒上的所述齒圈依次嚙合傳動，三滾筒的齒圈中的一個與所述主動齒輪嚙合傳動。三個滾筒之間通過滾筒外部的齒圈依次嚙合傳動，只要其中一個滾筒轉動，其餘兩個滾筒便會作為首級滾筒的從動件跟隨滾動，因此只需要其中一個滾筒外部的齒圈與電極上的主動齒輪嚙合即可。

進一步地，所述支架包括上下兩層，上層設有一套軸承座組件，軸承座組件包括兩個對稱的軸承座，下層並列設有兩套所述軸承座組件，三套所述軸承座組件呈三角形布置，所述三個滾筒分別安裝在三套所述軸承座組件上。對於三個並列滾筒，呈三角形布置時其結構更緊湊，通過軸承從滾筒兩端滾動支撐滾筒，以便滾筒的中部留出足夠空間供齒圈之間嚙合傳動。

進一步地，所述活動碰撞件為鋼珠。鋼珠作為活動碰撞件，其本身的使用壽命較長，其對滾筒內部的反應腔內壁的損傷和磨損最小，以便增加滾筒的使用壽命，而且鋼珠相對與其他有稜角的活動碰撞件，其噪音也最小。

附圖說明

圖1為本實用新型多相動態反應器的具體實施例的主視結構示意圖；

圖2為圖1的左視圖；

圖3為圖1的俯視圖；

圖中：1-支架，2-滾筒，21-物料入口，22-物料出口，23-齒圈，3-電機，31-主動齒輪，4-旋轉接頭，5-連接管，6-軸承座。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型的實施方式作進一步說明。

本實用新型的多相動態反應器的具體實施例，如圖1至圖3所示，包括支架1和安裝在支架1上的滾筒2，滾筒2內部具有供待反應物料反應的反應腔，滾筒2的兩端分別設有供物料進出的物料入口21和物料出口22，物料入口21和物料出口22與反應腔連通，支架1上還安裝有驅動滾筒2轉動的驅動電機3，反應腔內裝有相對滾筒2轉動以對反應腔內的物料進行剝磨的鋼珠。物料（待處理廢物和參與反應的化學試劑）從滾筒2的物料入口21進入滾筒2內部的反應腔，反應腔內部鋼珠隨滾筒2的轉動而滾動，鋼珠、反應腔內壁以及物料中的顆粒物之間相互摩擦與撞擊，將顆粒物一層層剝離並打磨，使其與反應腔中的化學試劑充分接觸並反應，以提高反應速率和反應效率。

如圖1-3所示，支架1包括位於底部的支撐板和焊接在支撐板上的兩個對稱的梯形耳架，梯形耳架中部具有一根橫梁，以將支架1分為上下兩層，最上層的橫梁中間安裝有一個軸承座6，下層橫梁（即梯形耳架中部的橫梁）上安裝有兩個並列的軸承座6，兩個軸承座6與位於上層的軸承座6呈三角形布置，以使結構緊湊。在其他實施例中，滾筒2及相對應的軸承座也可採用一排的布置方式，以適應一個方向要求尺寸較小的情況。兩個梯形耳架對稱設置且梯形耳架上的六個軸承座6構成三對軸承座6組，每對軸承座6組可安裝一個滾筒2。安裝時滾筒2的兩端通過軸承與軸承座6連接，三個滾筒2安裝後保證三個滾筒2的軸線平行，且在轉動時相互無幹涉。

滾筒2包括一個圓柱筒，滾筒2的內部具有可供物料和化學試劑在其中反應的反應腔，滾筒2的兩端分別具有一個擋板，擋板可防止滾筒2轉動時其內部的鋼珠甩出。兩擋板上位於擋板的中心線處設有物料入口21和物料出口22，且物料入口21和物料出口22連接有旋轉接頭4，旋轉接頭4具有旋轉密封作用，以便在滾筒2轉動的同時不影響物料的進出。在其他實施例中，滾筒2也不僅僅只能為圓柱形，也可替換為多邊形稜柱，如六稜柱；滾筒2兩端的擋板可以是圓形或多邊形，擋板可以是與滾筒2一體加工也可以是相互密封連接。

滾筒2的反應腔內部裝有多個鋼珠，在其他實施例中，鋼珠也可替換為其他耐腐蝕、耐磨損的合金或不鏽鋼等材質。鋼珠可在滾筒2轉動時跟隨滾筒2在反應腔內部滾動，以便對反應腔內的物料的固體顆粒物進行剝離、打磨，以便物料可以更充分、迅速的反應。在其他實施例中，鋼珠作為也可替換為圓柱滾子或帶孔的小長方體等其他活動碰撞件；當鋼珠出現從物料出、入口甩出的情況時，可通過在物料出入口設置篩網的方式對其進行擋止，但需保證篩網的孔徑能供物料中的固體顆粒通過且鋼珠不會通過。

在其他實施例中，滾筒2內設置的活動碰撞件也可替換為固定在反應腔上的磨剝件，如在反應腔的內壁上均勻鉸接可在滾筒2的轉動方向上轉動的碰撞塊，或者反應腔內壁上均勻布置凸出的懸臂狀碰撞塊，以便在轉動時對物料內的固體顆粒進行碰撞打磨。

滾筒2的外周位於兩端之間固設有齒圈23，齒圈23的位置以方便與其他齒圈23或齒輪配合和方便整體的布置為準，可根據具體情況調整齒圈23距離滾筒2兩端的距離。滾筒2一共設有三個，分為首級滾筒、中間滾筒和末級滾筒，三個滾筒2呈三角形並列平行設置，位於支架1上層的首級滾筒的一端作為反應器的物料入口21，另一端與位於支架1下層的中間滾筒最近的一端通過連接管5和旋轉接頭4連接，保證連接處密封性能，中間滾筒的另一端與末級滾筒的一端通過連接管5和旋轉接頭4連接，同樣保證密封性能，末級滾筒的另一端即為反應器的物料出口22。物料通過首級滾筒的物料入口21，也即反應器的物料入口21後在首級滾筒的反應腔中一邊通過鋼珠剝離一邊反應，並連續的向中間滾筒中通入，經過中間滾筒後經更進一步的反應，同樣地，繼續經過末級滾筒反應並從物料出口22流出，物料連續的依次經過三個滾筒2並在三個滾筒2中依次反應，以最終將固體顆粒及其他物質反應充分。在三個滾筒2中設置的鋼珠的尺寸可根據反應的需要設置不同的粒徑尺寸，以針對逐漸變小的固體顆粒物進行更精細的剝離與進一步反應。

三個滾筒2外部的齒圈23可相互嚙合傳動，如圖2所示，首級滾筒的齒圈23與中間滾筒的齒圈23嚙合，中間滾筒的齒圈23與末級滾筒的齒圈23嚙合，末級滾筒的齒圈23通過固定在支架1的底板上的電機3及其輸出軸上的主動齒輪31帶動，電機3轉動帶動電機3輸出軸上的主動齒輪31轉動，主動齒輪31帶動與其嚙合的末級滾筒的齒圈23轉動，齒圈23與滾筒2相互固定，因此滾筒2隨齒圈23同步轉動，滾筒2內部的鋼珠在滾筒2內部的反應腔中也隨之滾動，同樣地，第二、首級滾筒也隨之轉動，使三個滾筒2同步轉動，內部的鋼珠同時對各自所在反應腔中的物料進行剝離打磨。

在其他實施例中，滾筒2之間齒圈23的傳遞順序也可替換為電機3的主動齒輪31帶動中間滾筒轉動，中間滾筒同時帶動首、末級滾筒隨其同步轉動；同樣的，電機3的主動齒輪31也可與首級滾筒的齒圈23嚙合傳動；滾筒2的數量也不僅僅只能是三個，也可根據反應物反應的難易調整為一個或四個等，針對容易剝離和反應的物料可採用滾筒2數較少的反應器，並可通過調整物料向反應器中的流速以控制反應的程度，針對較難剝離和反應的物料，尤其是其中含有大顆粒或難剝離的顆粒的物料，可採用多個滾筒2，逐層剝離，以使反應充分，多個滾筒2相對於一根長度很長的滾筒2，其不僅結構更緊湊也能避免一個滾筒2中部離心力太大而造成的一系列問題；反應器的物料入口21和物料出口22也可替換為物料入口21在下層，物料出口22在上層；當待反應物料需要加熱時，可在滾筒2的外部套裝加熱裝置。

本實用新型多相動態反應器在使用時：裝配時，將裝好鋼珠的滾筒2分別裝在軸承座6上，保證滾筒2在軸承座6內的軸承內轉動靈活，通過旋轉接頭4和連接管5分別將三個滾筒2串連成一個具有一個物料入口21和一個物料出口22的整體，並保證物料入口21和物料出口22之間的通道暢通。將物料輸送管連接在反應器物料入口21處的旋轉接頭4上，將接收物料的容器的管道連接在反應器的物料出口22的旋轉接頭4上，完成安裝對接。工作時，開動反應器，然後將待反應物料和反應的化學試劑通入反應器內，物料中的固體顆粒在反應腔內的鋼珠的碰撞打磨下逐層剝離，剝離的同時化學試劑與其不停的反應，使固體顆粒逐層變小，直至從反應器的物料出口22送出以前就完全被反應掉。當物料為液體、氣體或氣、液、固三相混合物時，其在反應器內與化學試劑反應的同時被反應腔中的鋼珠打散攪勻，以增加接觸面積，加快反應速率。當待處理廢物為熱解時才能反應或加熱能增大反應速率時，在滾筒2外部套設加熱裝置，如加熱爐套。