專利名稱：立式循環撞擊流反應器的制作方法
技術領域：
本實用新型名為“立式循環撞擊流反應器”，屬于化工反應技術裝備。
對于在液相和液固相體系中進行的反應以及反應-沉淀和結晶等過程，反應器中的混合狀況，尤其是分子尺度上的混合即微觀混合有重要影響。工業上廣泛用于這類過程的傳統裝置是攪拌槽反應器(簡記為STR)。這種反應器通常是在一個高度與直徑大致相等的容器中，依靠轉動的單層或多層攪拌槳帶動流體旋轉運動，使流團之間和液固相之間產生相對運動，從而發生混合。由于這種方式產生的流團間和液-固相間相對運動不夠劇烈，混合、尤其是微觀混合狀況不理想，因而液相和液固相中進行的上述過程效率不夠高；同時，旋轉引起的離心力使得攪拌槳輸入的機械能大部分消耗在流體與器壁碰撞上，能量利用率也不高。伍沅研發了一種“浸沒循環撞擊流反應器”，已獲得專利(ZL00230326.4)。該反應器具有下列重要特性和優點(1)全混流-無混合流串聯循環的特殊流動結構；(2)撞擊流微觀混合強烈；(3)通過循環的安排，可以根據需要任意設置反應時間，適應大多數反應體系的要求；(4)可以間歇、也可以連續操作；(5)可以提供換熱條件。它在制取超細粉體等應用中已顯示出優越的性能；還具有動力消耗低的優點。然而，該反應器在工業應用方面也存在一定的局限性。主要問題是反應器側壁形狀有相當大的一部分平面，受力情況比較苛刻。當用于在加壓或真空下進行的過程時，器壁勢必做得很厚，大大增加設備重量、材料消耗和投資。
本實用新型的目的是克服上述不足，通過改變結構、提供一種既能保持浸沒循環撞擊流反應器的優點和性能，又便于設計和制造成能在受壓條件下工作的反應技術裝備。
圖1是本實用新型立式循環撞擊流反應器的結構示意圖。
以下結合附圖，說明本實用新型的內容和實施方法。
本實用新型的基本部件包括圓筒型容器1、垂直同軸安裝在容器1中的上、下兩個導流筒2和同軸地分別安裝在兩個導流筒中的上螺旋槳3和下螺旋槳4，它們螺旋方向相反，即一個左旋，另一個右旋。容器1中裝工藝介質，液位沒過上導流筒，構成反應或其它加工過程的有效容積區；其上部保持為氣相空間，以適應大多數反應體系的要求。為提高流動效率、防止出現死角，容器1底部可做成半球形。兩個螺旋槳3和4推動流體(工藝介質)，分別從上部和下部經導流筒2流向容器1中部，并在該處相向撞擊，在撞擊面周圍形成撞擊區IZ。該區中來自不同方向的流團間劇烈的相對運動使得流團間和液固相間有效地混合和接觸，促進其中進行的化學反應或其它過程。撞擊后，流體經過上下導流筒2與容器1內壁間的環室分別返回容器1的上下兩端，然后又分別被螺旋槳3和4輸送通過上下導流筒2流向容器1中部并再次撞擊，如此反復循環。
本實用新型的反應器可以間歇操作，也可以連續操作。間歇操作時，適量反應物料一批加入容器1；經過一定時間完成反應后，物料通過底部放料管5卸出。連續操作時原料液體或懸浮體通過頂部進料管6連續加入反應器，經過反應的物料通過側壁出料管7連續流出；通過控制適當的進料流量，可以任意設置平均停留時間。還可以半間歇(半連續)操作，即一種或幾種反應物先一次加入反應器，另一種或幾種反應物則邊反應邊通過進料管6加入；待反應完成后全部物料通過底部出料管5卸出。反應過程中若有氣體產生，可通過頂部排氣管11排出。
本實用新型的反應器壁外設有換熱夾套10，可以在反應期間加熱或冷卻工藝介質。冷卻時通過下部接管8通入冷水或其它冷卻介質，換熱后經過上部接管9排出；需要加熱時加熱介質的進出管與冷卻時相反。必要時，導流筒2外還可以安排蛇管換熱(圖中未繪出)。
本實用新型的反應器設有頂蓋12。通過對容器1和頂蓋12機械強度以及它們之間聯接方式的適當設計，該反應器可適用于在加壓或真空下操作。對于需要敞口進行的過程，頂蓋12可以取消。
本實用新型立式循環撞擊流反應器具有傳統攪拌槽反應器可以任意設置平均停留時間、密閉、加壓或真空、加熱或冷卻、連續或間歇操作等所有功能；也保持了浸沒循環撞擊流反應器的微觀混合強烈和特殊流動結構等特性。此外，由于反應容器本體改為圓筒型，受力狀況溫厚，容易設計和制造成在受壓條件下工作的設備，克服了浸沒循環撞擊流反應器在這方面的局限性。與浸沒循環撞擊流反應器相比，本實用新型還具有兩個螺旋槳同軸、共用一臺驅動電機的優點，一定程度地使裝置的操作更為方便。
權利要求1.一種立式循環撞擊流反應器，其特征在于它由一個下部裝工藝介質、上部保持為氣相空間的圓筒型容器(1)，垂直同軸地安裝在容器(1)中的上、下兩個導流筒(2)和同軸分別安裝在上、下兩個導流筒中、螺旋方向相反、分別從上部和下部推動流體經導流筒向容器部流動的上、下兩個螺旋槳(3)和(4)，三種五個基本部件組成。
2.按權利要求1所述的立式循環撞擊流反應器，其特征在于安排有伸入到上導流筒進口處的進料管(6)、容器側壁出料管(7)和底部放料管(5)。
3.按權利要求1所述的立式循環撞擊流反應器，其特征在于容器(1)裝有可拆卸密封頂蓋(12)；壁外設置換熱夾套(10)。
專利摘要立式循環撞擊流反應器，屬化工反應技術裝備。能創造良好微觀混合、又適應大多數反應體系要求。基本部件包括上部保持氣相空間的圓筒型容器1、同軸安裝在容器1中并浸沒在工藝介質下的上下兩個導流筒2和同軸安裝在上下兩個導流筒內、螺旋方向相反的兩個螺旋槳3和4。螺旋槳3和4推動流體分別從上下經導流筒2循環流動并在容器1中部相向撞擊，有效地促進混合和相間接觸。可間歇、半連續或連續，加壓或負壓操作；可任意設置停留時間，可換熱。適用于液相或以液相為連續相的多相反應過程。圓筒形設計使容器受力條件溫厚，容易設計和制造成可在受壓條件下工作的設備。
文檔編號B01J19/18GK2659539SQ03235518
公開日2004年12月1日 申請日期2003年2月20日 優先權日2003年2月20日
發明者伍沅, 徐建民, 周玉新 申請人:武漢化工學院