一种带有搅拌驱动机构的低转速多功能搅拌装置及其一体式多级加压器，它具有组合式空心搅拌轴、反应液输出夹套、液位稳定器浮体、一体式多级加压器、搅拌桨。一体式多级加压器连接在搅拌装置的中心轴上，对反应液进行多级叠加加压。它的功能有：1、在较低低转速下其自吸气量足够大且从反应器底部吹出；2、在搅拌的同时，强制抽取反应液进行上下部介质交换，应用于气—液—固相催化剂之间的反应时，能高速冲刷催化剂而不是撞击，同时对反应液体有强制的乳化混合作用。3、能将反应液加压外送且自动调节外送量,以满足反应进料量任意变化时，反应器液位保持稳定。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于化工原料混合和反应的低转速多功能搅拌装置及其一体式多级加压器，尤其适用于石油化工、精细化工、医药及其生物工程行业中的气—液、液—液、液—固、气—液—固相反应过程，例如，液相催化加氢、胺化、氧化、烷基化羰基化、不饱和键加氢等。
技术介绍
气—液、液—液、液—固、气—液—固相反应广泛存在于化工生产中。在合适的反应温度及反应压力下，参与反应的各相物质的充分混合或在反应界面的充分接触和扩散是提高反应速度，缩短反应时间的最重要因素。对于有机化学反应，反应速度的快慢不仅影响着生产的产能和能耗，更重要的是它直接关乎着副反应的程度，从而影响着产品的质量。某些液—液相反应，存在着原料液体之间由于互溶性差的原因，在原料加入反应器后出现分层或者不能均匀的有效混合,而影响化学反应速度。气—液—固体催化剂不均相反应的动力学特点是：首先经溶解或混合的气—液相反应物混合液扩散到固相催化剂表面；继而扩散到具有大比表面积微孔结构的固相催化剂内部并被吸附后反应；继而反应产物被解吸并从固相催化剂的微孔结构内部扩散到固相催化剂表面；继而从固相催化剂表面扩散到混合液中。气—液—固相催化剂不均相反应的这些动力学特点说明：提高这类化学反应的速度不仅要求提高整个反应介质的均匀混合，而且气—液相与固相催化剂之间要有大的相对运动速度。为延长活化后具有大比表面积微孔结构的固相催化剂的寿命，应尽量降低搅拌桨或搅拌涡轮的转速，以便减少其对固相催化剂的撞击，因为活化后的固相催化剂强度较低易碎，易失去微孔结构而失活，而它们又是贵重的稀有金属组分(主要是钯、铂、镍等)。综上所述：达到理想的化学反应动力学条件的搅拌装置，一是有利于整个反应介质的混合均匀，二是对有难于混合的特例化学反应也适应，它包括:难溶物质间的液—液相化学反应，固相为催化剂的气—液—固相反应。目前用于气—液—固相反应的搅拌装置为：自吸式气液搅拌装置。它由安装在搅拌装置的中心轴上的涡轮或叶轮在料液中高速转动产生离心力，自吸反应器内顶部的气体。因此不用额外的气体输送机械而能自行吸入反应器上部空间气体，而进行气液接触的反应装置，它简化了传统工艺的流程。这类装置包括：中国专利(ZL87211458U)提供了一种自吸循环深层分散式加氢反应器，由叶轮和负压管构成。中国专利(ZL92231345.8)提供了一种用于大吨位的空气氧化反应过程的自吸气搅拌装置，由在槽体上装有由带有导流叶片和循环孔的稳流器、带有大小叶片的叶轮和进气吊管构成。中国专利(ZL97226395.0)提供了一种涡轮桨自吸式搅拌器，包括带吸气孔的接头、与接头连结的空心转轴、垂直固定在空心转轴下端并与其连通的返回管、返回管外壁上固定有与空心转轴平行的左右叶片。中国专利(ZL99232050.X)提供了一种气液反应加速增效装置，其特征在于装置包括气液反应釜、装于反应釜内的与电动机连结且其中有叶轮的空心搅拌轴、空心搅拌轴周壁上有若干小孔，可提高有机合成气液两相物资在反应釜中进行化学反应的效率。中国专利ZL200320109378.2公开了一种高效自吸式气液搅拌装置，它依次具有搅拌驱动装置、联轴器、空心搅拌轴、自吸式搅拌器、辅助搅拌器，自吸式搅拌器为空心涡轮型或空心风车型，自吸式搅拌器的下侧开有下进液孔，或者空心涡轮型自吸式搅拌器上侧开有上进液孔。上述已有技术的自吸式气液反应搅拌装置的相同或相似结构特征和和工作原理，使得它们共有以下的弊端：1、安装在搅拌装置中心轴上的涡轮或叶轮在料液中高速转动产生离心力自吸反应器内气体，为增加气体的吸入量要求搅拌转速很高，而反应器液相搅拌因功率大又要求搅拌转速不能很高。因此，已有的技术很难兼顾吸气量与搅拌转速的协调问题。这一 问题在较大容积的反应器应用时更加突出。商品化的中国专利ZL 200320109378.2制造的产品，为保证吸气量只能将吸气涡轮安装在搅拌装置中心轴的上半部分，降低了它浸在反应液中的深度(它使用在公称体积16立方的反应釜时，搅拌速度大于500r.p.m，浸在反应液中的深度只占1/3)，以便降低反应液高度压差对增加吸气量的阻止。而涡轮以下的反应液中悬浮的固相催化剂浓度是反应器中最高的，它不能接受涡轮所吸气体的冲击和混合，大大增加了无效搅拌，既浪费能源又降低产品质量。2、安装在搅拌装置中心轴上的搅拌叶轮的高速转动加快了贵金属催化剂的破碎失活。3、为保障安装在搅拌装置中心轴上的搅拌涡轮的高速转动它底部的搅拌桨几何尺寸被限制的很小，导致反应器内反应液上下部分传质交换能力严重不足。
技术实现思路
为了克服现有的气体自吸式气液反应搅拌装置存在的上述缺陷。本专利技术的目的是提供一种低转速多功能搅拌装置及其一体式多级加压器。它具有功能有：1、在较低低转速下仍然提供满足化学反应动力学要求的吸气量，其自吸气从反应器底部吹出。2、在搅拌的同时强制抽取反应液进行上下部介质交换，应用于气—液相与固相催化剂之间的反应时，通过高速冲刷催化剂产生大的相对运动速度而不是撞击；应用于原料液体之间互溶性差的液—液相反应时，对液体有较强的乳化混合作用。3、能将反应液加压外送并且自动调节外送量以满足反应进料量不管怎样变化，反应器液位稳定在设定高度。本专利技术的原理、结构与现有的气体自吸式气液反应搅拌装置不同。它解决问题所采用的技术方案是：低转速多功能反应器搅拌装置依次具有减速驱动机构、组合式空心搅拌轴、液位稳定器浮体、一体式多级加压器、搅拌桨、搅拌轴进气夹套管；组合式空心搅拌轴的液位稳定器轴段部分与液位稳定器浮体组成液位稳定器，变形文丘里吸收器是组合式空心搅拌轴的尾部的分段；一体式多级加压器的每一级都由叶轮层和通道层构成，各级结构相同并依次叠加连接成一体，其中叶轮层内有多个径向均布的叶轮片，叶轮片将叶轮层分成若干个入口相通又各自独立的小腔室，各级叶轮层与其通道层隔板面的外周上均布着多个液体出口。组合式空心搅拌轴与一体式多级加压器通过气体夹套管连接；液位稳定器浮体与通道调节滑块连接成一体结构，通道调节滑块嵌入液位稳定器轴段部分的通道槽中，两者间的间隙，在保障它能上下移动自如的前提下尽量小；组合式空心搅拌轴由构造不同且功能不同的各分段组合而成为整体，它包含液位稳定器轴段部分,也包含变形文丘里吸收器。当低转速多功能搅拌装置在减速驱动机构带动下旋转时，浸入反应液中的一体式多级加压器与组合式空心搅拌轴以相同的角速度旋转，在离心力的作用下，一体式多级加压器里面的液体在其叶轮作用下被加压甩出进入其通道层，继而逐级叠加加压，与此同时反应液体从一体式多级加压器液体入口进入，加压甩出的反应液体进入搅拌轴中部内心，其下行部分进入变形文丘里吸收器，与经过气体夹套管通道进入的液面以上气体进行喷射混合，其上行部分经过转动着的空心轴内心送到固定着的反应液输出夹套中，然后送到反应器外部，增加一体式多级加压器的加压级数可以增加加压后液体的压力，因而降低组合式空心搅拌轴转速也能得到加压液体所需的压力，从而实现低转速搅拌(一体式多级加压器的原理及计算参照关醒凡编著的《现代泵技术手册》，ISBN 7-80034-797-4)，受反应器液位的影响液位稳定器浮体上的通道调节滑块上下浮动，这一过程改变着空心轴的外送液体量大小，从而稳定反应器的液位。本专利技术的有益效果本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种具有搅拌驱动机构的低转速多功能搅拌装置，其特征在于它具有组合式空心搅拌轴(1)、反应液输出夹套(2)、液位稳定器浮体(3)、一体式多级加压器(4)、搅拌桨(5)。
【技术特征摘要】
1.一种具有搅拌驱动机构的低转速多功能搅拌装置，其特征在于它具有组合式空心搅拌轴(1)、反应液输出夹套(2)、液位稳定器浮体(3)、一体式多级加压器(4)、搅拌桨(5)。2.根据权利要求1所述的低转速多功能搅拌装置，其特征在于所说组合式空心搅拌轴(1)由搅拌轴上段部分(1.1)、液位稳定器轴段部分(1.2)、一体式多级加压器轴段部分(1.3)、变形文丘里吸收器(1.4)构成，各部分经过制造手段连接成为一体。3.根据权利要求1所述的低转速多功能搅拌装置，其特征在于所说反应液输出夹套(2)与搅拌轴上段部分(1.1)之间有夹套轴密封，且反应液输出夹套将搅拌轴上段部分的反应液输出出口(1.1.1)包裹。4.根据权利要求1所述的低转速多功能搅拌装置，其特征在于所说液位稳定器浮体(3)与通道调节滑块(3.1)连接成一体，环形结构的液位稳定器浮体的环形内腔是密闭的，通道调节滑块可移动的嵌入液位稳定器轴段部分的通道槽中，通道调节滑块数为2～4，优选3。5.根据权利要求1所述的低转速多功能搅拌装置，其特征在于所说一体式多级加压器(4)的每一级都由叶轮层和通道层构成，各级结构相同并依次叠加连接成一体，加压级数为2～10，优选3～8；叶轮层内有多个径向均布的叶轮片(4.8)，叶轮片数为为3～30，优选6～20,叶轮片将叶轮层分成若干个入口相通又各自独立的小腔室，一级叶轮层与其通道层隔板面的外周上均布着多个液体出口(4.6)，液体出口数为3～30，优选6～20,每一级的加压层液体入口数为2～4，优选3～4。6.根据权利要求1所述的低转速多功能搅拌装置，其特征在于所说搅拌桨(5)构成的搅拌为多层径流型或轴流型，搅拌层数1～2，优选1，其形式优选轴流型，每层搅拌桨叶片数为3～4，优选3。7.根据权利要求2所述的低转速多功能搅拌装置，其特征在于所说液位稳定器轴段部分(1.2)的外...
【专利技术属性】
技术研发人员：李良军，
申请(专利权)人：李良军，
类型：发明
国别省市：山东;37
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。