一種管道式沉澱反應器的製作方法

2023-05-09 00:08:31

專利名稱：一種管道式沉澱反應器的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種管道式沉澱反應器，特別是在管道中液體和液體瞬間混合 反應形成沉澱的反應器。屬於管道反應裝置技術領域。
背景技術：
工業上通過沉澱反應獲得粉體材料的方法一般都是在反應釜中進行的。無 論採用正加、反加還是並加等加料方式，沉澱晶核的生成與晶體的長大往往均 同時進行，相對來說顆粒的分布較寬，且加料過程大多採用人工控制，流量大 小控制的人為因素更容易導致產物的顆粒分布變寬或產物批次穩定性較差。要 得到窄分布的粉體顆粒，希望做到沉澱晶核的生成與晶體的長大分開，最好能 做到爆發成核。要使批次穩定性較好，希望沉澱條件的控制較為一致，且過程 保持恆定。

發明內容
本發明的目的在於提供一種基於管道反應，實現工業化生產的管道式沉澱 反應器。
本發明的目的是這樣實現的一種管道式沉澱反應器，該管道式沉澱反應
器由l、調速電機，2、反應器內壁，3、反應器外壁，6、攪拌葉輪，7、支架， 8、夾套，9及10、加熱或冷卻介質進、出口和ll、沉澱產物出料口所組成；
其中調速電機、攪拌葉輪與支架構成攪拌混合系統；管道式沉澱反應器內 部設有高速攪拌葉輪，分別由上封頭與下支架中的軸承固定，與管道式沉澱反 應器上部的電機連接；
反應器內壁(2)的上部封閉，底部除支架(7)外開放，為沉澱產物的出 口 (11);
反應器內壁(2)和外壁(3)間設有夾套(8)，反應器上、下部設有加熱 或冷卻介質進出口 (9)、 (10);
兩個進料口 (4)、 (5)設在反應器頂端側面、沿內壁切線方向，兩進料口 之間的角度為0 180度，視進料方式與要求決定
這種管道式沉澱反應器部分或完全安裝在反應釜內，使沉澱產物出口處於 反應釜內；將兩種物料進口的外端與相應恆壓加料器或加料泵的管道連接；生 產時，使整個加料過程兩股液體經進料口進入管道後，在攪拌葉輪的高速旋轉 下，實現瞬間的充分混合反應，沉澱產物由出口排入反應釜，在攪拌及其它條 件下繼續生長及陳化。所述的管道式沉澱反應器，調速電機速度可調，根據反應條件或要求確定 攪拌葉輪轉速；攪拌葉輪的類型為槳式或渦輪式。
所述的管道式沉澱反應器，若需要控制溫度，則將夾套的進出介質管道與 外界相應介質管道連接，否則可選擇無夾套管道式沉澱反應器。
所述的管道式沉澱反應器，夾套可根據要求設置；若該管道式沉澱反應器 置於較大的帶夾套或盤管的反應釜內，處於相對恆溫的環境中，或沉澱反應對 溫度控制要求不高，則不必設置夾套。
所述的管道式沉澱反應器，其可以是立式、臥式或介於兩者之間的角度； 若臥式，葉輪一端由產物出口支架軸承，另一端支撐軸承應具有密封性；臥式 及其它角度的反應器中，槳葉採用推進式槳葉。
一種管道式沉澱反應器，該管道式沉澱反應器為將上述管道式沉澱反應器 的攪拌混合系統改由高速剪切乳化系統代替，由1、調速電機，12、高速剪切乳 化系統的沉澱產物出料口， 15、反應器管道，16、反應釜或容器，17、夾套， 18及19、加熱或冷卻介質的進出口， 13及14、兩種料液進料口， 20、沉澱產 物出口所組成；反應器管道(15)的底部側面沿壁切線方向設有進料口 (13)、
(14)，兩進料口之間的角度為0 180度，同樣視進料方式與要求決定，兩種 料液分別由兩個進料口進入反應器，被高速剪切頭吸入，充分混合反應，產物 沉澱由管道式沉澱反應器產物出口 (12)排入反應釜或容器(16)，經一定時間 陳化後由沉澱產物出料口 (20)排出；此管道式沉澱反應器底部密閉，頂部設 有支架及產物出口 (12)。
本發明的有益效果本發明和現有技術相比，具有以下優點
(1) 由於兩種等濃度的反應物料液不斷沿切線方向進入小體積、具有高速 攪拌的腔體中，實現瞬間的充分混合反應，能近似做到整個反應體系的爆發成 核，使晶核的生成與晶體的長大能做到基本分開。因此採用本管道式沉澱反應 器所得到的沉澱顆粒粒度分布較窄，形貌均一。
(2) 由於本管道式沉澱反應器與恆壓加料器或加料泵配套使用，生產過程
的人為因素較少，對於控制產物顆粒大小及其分布的批次穩定性較好。


圖1管道式沉澱反應器示意圖。1、調速電機，2、反應器內壁，3、反應器 外壁，6、攪拌葉輪，7、支架，8、夾套，9及10、加熱或冷卻介質進、出口， 11、沉澱產物出料口。
圖2管道式沉澱反應器的上部俯視圖。
圖3釆用高速剪切乳化系統的管道式沉澱反應器示意圖。1、調速電機，12、 高速剪切乳化系統的產物出口， 15、反應器管道，16、反應釜或容器，17、夾 套，18及19、加熱或冷卻介質進出口， 13及14、兩種料液進料口， 20、沉澱產物出料口。
具體實施例方式
下面是本發明的具體實施例。具體實施例是說明本發明的而不是限制本發 明的。
實施例1:
目前工業上製備發光級碳酸鍶的方法主要為常規沉澱法，但常規沉澱法在 生產過程中，特別是反應釜較大的情況下，再加上人為因素，使得碳酸鍶沉澱 顆粒的大小及其分布的控制不是很理想，批次的穩定性也不好。
採用本管道式沉澱反應器，反應物Na2C03溶液和SrCl2溶液分別通過恆壓加 料器由圖l的進料口 (4)、 (5)進入管道式沉澱反應器管道內，在葉輪的高速旋 轉下，兩種料液在管道內瞬間混合反應，生成SrCCb沉澱，並由管道式沉澱反應 器底部出口排入正在攪拌、事先加入了稀分散劑溶液的反應釜中。對生成的 SrC03沉澱的粒度及其分布進行測定，發現其粒度分布比常規沉澱法的一般生產 方式所得的SrC03顆粒分布窄，且多次重複結果，批次穩定性良好。說明本發明 的管道式沉澱反應器確實可以實現顆粒大小、分布的有效調控，並提高產物的 批次穩定性。
小試驗中，管道式的十批次結果，粒徑分布基本落在0.5 2vm， D5。=1.6X vm，而常規方式中最好的一種加料方式粒徑分布落在0.1 2.5vm， Ao有較明 顯的波動。目前本管道式沉澱反應器尚未進行工業化放大試驗。工業化時，酉己 合恆壓式加料器的使用，兩種物料還是能夠做到在較小的腔體中實現瞬間混合， 產物粒徑分布以及平均粒徑等物理指標的穩定性仍會較好。而常規反應釜由於 瞬間攪拌的不均勻性，加料局部與反應釜本體的濃度差較大，且隨反應的進行， 兩種反應料液的濃度也在不斷改變，再加上加料過程中料液流量大小控制的人 為因素，管道式沉澱反應器與常規方式所得結果的區分度就會更為明顯。
權利要求
1、一種管道式沉澱反應器，其特徵在於該反應器由調速電機(1)、反應器內壁(2)、反應器外壁(3)、攪拌葉輪(6)、支架(7)，夾套(8)，加熱或冷卻介質進、出口(9)、(10)和沉澱產物出料口(11)組成；其中調速電機、攪拌葉輪與支架構成攪拌混合系統；管道式沉澱反應器內部設有高速攪拌葉輪，分別由上封頭與下支架中的軸承固定，與管道式沉澱反應器上部的電機連接；反應器內壁(2)的上部封閉，底部除支架(7)外為開放，為沉澱產物出料口(11)；反應器內壁(2)和外壁(3)間設有夾套(8)，反應器上、下部設有加熱或冷卻介質進、出口(9)、(10)；兩個進料口(4)、(5)設在反應器頂端側面、沿內壁切線方向，兩進料口之間的角度為0～180度，視進料方式與要求決定；這種管道式沉澱反應器部分或完全安裝在反應釜內，使沉澱產物出口處於反應釜內；將兩種物料進口的外端與相應恆壓加料器或加料泵的管道連接；生產時，使整個加料過程兩股液體經進料口進入管道後，在攪拌葉輪的高速旋轉下，實現瞬間的充分混合反應，沉澱產物由出口排入反應釜，在攪拌及其它條件下繼續生長及陳化。
2、 根據權利要求1所述的管道式沉澱反應器，其特徵在於調速電機速度可 調，根據反應條件或要求確定攪拌葉輪轉速；攪拌葉輪的類型為槳式或渦輪式。
3、 根據權利要求l所述的管道式沉澱反應器，其特徵在於若需要控制溫度， 則將夾套的進出介質管道與外界相應介質管道連接，否則可選擇無夾套管道式 沉澱反應器。
4、 根據權利要求1所述的管道式沉澱反應器，其特徵在於夾套可根據要求 設置；若該管道式沉澱反應器置於較大的帶夾套或盤管的反應釜內，處於相對 恆溫的環境中，或沉澱反應對溫度控制要求不高，則該管道式沉澱反應器不必 設置夾套。
5、 根據權利要求1所述的管道式沉澱反應器，其特徵在於其選用立式、臥 式或介於兩者之間的角度；若選用臥式，葉輪一端由產物出口支架軸承，另一 端支撐軸承應具有密封性；臥式及其它角度的反應器中，槳葉採用推進式槳葉。
6、 一種管道式沉澱反應器，其特徵在於該管道式沉澱反應器為將權利要求 l所述反應器的攪拌混合系統改由高速剪切乳化系統代替，由調速電機(l)，高 速剪切乳化系統的產物出口 (12)、反應器管道(15)、反應釜或容器(16)、夾 套(17)、加熱或冷卻介質的進出口 (18)、 (19)，兩種料液進料口 (13)、 (14)、產物出口 (20)組成；反應器管道(15)的底部側面沿壁切線方向設有進料口(13)、 (14)，兩進料口之間的角度為0 180度，同樣視進料方式與要求決定， 兩種料液分別由兩個進料口進入反應器，被高速剪切頭吸入，充分混合反應， 產物沉澱由管道式沉澱反應器產物出口 (12)排入反應釜或容器(16)，經一定 時間陳化後由沉澱產物出料口 (20)排出；此管道式沉澱反應器底部密閉，頂 部設有支架及產物出口 (12)。
全文摘要
一種管道式沉澱反應器，屬於管道反應裝置技術領域。該管道式沉澱反應器外壁設有夾套，上、下兩個介質進、出口，可根據反應需要通加熱或冷卻介質，實現加熱或冷卻操作。管道式沉澱反應器內部設有高速攪拌葉輪，分別由上封頭與下支架中的軸承固定，與反應器上部的電機連接。反應器頂端側面沿切線方向設有兩個進料口，分別與兩個恆壓加料器或加料泵的管道連接。兩種物料分別由該兩個進料口進入管道式沉澱反應器，在攪拌葉輪的高速旋轉下瞬間混合反應。反應器底部為開放式，沉澱產物由此排出。使用本管道式沉澱反應器，便於實現沉澱反應顆粒大小與分布的控制，減少人為因素，獲得窄分布，且批次穩定性好的沉澱顆粒產品。
文檔編號B01J14/00GK101422718SQ20081023456
公開日2009年5月6日 申請日期2008年11月21日 優先權日2008年11月21日
發明者傅成武, 瑛 劉, 商少明, 楊婷婷, 新 陳 申請人:江南大學