一种制备超细粉体的撞击流反应釜制造技术

一种制备超细粉体的撞击流反应釜，涉及一种反应釜，釜体外侧设有换热夹套，顶盖上设置压力计、温度计及安装放空阀的气体出口，釜底下端设有循环出料口，釜体上部设溢流口；釜底下部循环出口与下层喷嘴相连；两组进料口为同轴对置，进料口中间开设三个出料口，三个中心出料口位置处于两层进料口中间，两层进料口中间设置互为120°的水平出料口，进料口上层安装弧形弧形换热挡板（10），进料口上下端也设有弧形弧形换热挡板，且挡板间距及曲率可调；弧形换热挡板设为上下两组，其中下组挡板在最低处开设导流口。本发明专利技术的结构包括换热板与中间出料口抑制副反应形成的条件，可进行循环混合，方便操作，特别适用于多种超细粉体的制备。

【技术实现步骤摘要】
一种制备超细粉体的撞击流反应釜
本专利技术涉及一种反应釜，特别是涉及一种制备超细粉体的撞击流反应釜。
技术介绍
撞击流技术在相间传递方面具有独特性质，现已成为工业应用上的一种重要流动形式，不乏国内外学者对其进行研究，已广泛应用于混合、干燥、吸收、燃烧、结晶、超细粉体制备等领域。经过几十年的发展，撞击流的结构形式不断完善，尤其在进入21世纪以来，流体力学实验和CFD模拟手段日新月异，对撞击流的研究发展起到了巨大的推动作用。液体连续相撞击流（LIS）具有高效微观混合、强烈压力波动和促进过程动力学等对分子尺度过程极有价值的性质。其中撞击流设备用于液相法制备纳米材料已被广泛应用，其原理是两股从不同方向喷射出的流动流体，在相遇处形成强烈撞击，并分别在撞击区域的横纵两向形成一个强烈湍动状态，同时液体连续相撞击流中的流向拟周期振荡不存在一个固定的周期，其振荡频率主要存在于低频区，一般为4Hz以下。根据专利CN103611487A描述，大幅低频震荡可以强化宏观混合，小幅高频震荡强化微观混合。研究发现：在小喷嘴间距L<10D(L为喷嘴间距；D为两对置喷嘴内径和的平均值)下，当喷嘴间距L从d增大到3d，振幅A也随之增大;而当L从3d增大到5d,A值将不再继续变大，而是随着L的增大逐渐减小，趋于稳定。两股流体相互撞击后，够极大的促进传热、传质效率并加速两种反应液的反应。目前已成功应用于吸收、混合、传热等化工过程。近年来，人们在使用撞击流反应釜制备纳米材料领域也取得了重要进展，如T型反应釜、Y型微通道道反应釜。如，中国专利CN103611487撞击流反应釜，其上下腔室过高，撞击面与腔室撞击作用不尽理想，喷嘴处喷出物料与周围流体卷吸作用强度弱，并且物料反应条件单一，不适用于复杂工况。本申请人曾申请专利CN106669582A，一组分层对称挡板式撞击流混合反应釜，经实际运行证明其反应釜内部结构过于复杂，不便安装和清洗，同时对生成物与反应物要求粘性不能过大，同时，各折流板间隙的确定非常不易，且对周围流场无卷吸作用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种制备超细粉体的撞击流反应釜，本专利技术的结构包括换热板与中间出料口抑制副反应形成的条件，可进行循环混合，方便操作，特别适用于多种超细粉体的制备。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种制备超细粉体的撞击流反应釜，所述釜体为立式直筒状，上部设有椭圆形顶盖，下部设有椭圆形釜底，反应釜包括温度表、压力表、排气口、换热夹套、右进料管、左进料管、右进料喷嘴、左进料喷嘴、出料口、右循环进料口、左循环进料口、右循环进料喷嘴、左循环进料喷嘴、弧形挡板、釜体、顶盖、釜底、变频器；釜体外侧设有换热夹套，顶盖上设置压力计、温度计及安装放空阀的气体出口，釜底下端设有循环出料口，釜体上部设溢流口；釜底下部循环出口与下层喷嘴相连；两组进料口为同轴对置，进料口中间开设三个出料口，三个中心出料口位置处于两层进料口中间，两层进料口中间设置互为120°的水平出料口，进料口上层安装弧形弧形换热挡板，进料口上下端也设有弧形弧形换热挡板，且挡板间距及曲率可调；弧形换热挡板设为上下两组，其中下组挡板在最低处开设导流口，两组挡板内设置换热管；进料管设为多组同轴对置，且直径、长度相同，进料管出口端安装有喷嘴，喷嘴间距与喷嘴直径比为L/d=3；反应釜外部设置四个变频器连接喷嘴，变频器调节阀连接出料口。所述的一种制备超细粉体的撞击流反应釜，所述出料口夹角互为120°所述的一种制备超细粉体的撞击流反应釜，所述水平撞击面振荡频率为4~10hz。所述的一种制备超细粉体的撞击流反应釜，所述撞击驻点震荡范围在0.1d~0.5d。本专利技术的优点与效果是：1.本专利技术的结构设计克服了物料撞击流反应通道单一，撞击面无序震荡以及无序小涡流消耗能量，高混合度产物与低混合度产物混合降低最终产物的品质等缺点。容易安装，对物料粘度要求不高，同时可以进行多种物料的混合，换热板与中间出料口抑制副反应形成的条件，也可进行循环混合，方便操作，特别适用于多种超细粉体的制备。2.本专利技术突显了撞击流强化相间传递的效果，弥补了物料在高混合度区域内未被利用的缺点，降低了混合时间，提高出料浓度。撞击面的大幅低频震荡可以强化宏观混合，同时循环出料口重复对物料的利用，增加了物料的利用率。弧形换热挡板强化了反应釜的传热传质效率。当反应釜内压力超过许用压力，可通过放空阀释放压力；当釜内液体达到反应（混合）要求时，可打开出料口再经后续处理，得到产物。反应釜壁外设有换热夹套，可以在反应期间加热或冷却工艺介质。进料管喷嘴设置为浸没状态可以增加物料的接触和停留时间，强化相间传递，使混合更充分。本反应釜独特的结构设计，具有处理效率高，操作简便，维护费用低的特点，适用于将物料进行均匀混合和快速反应的过程，拓宽了撞击流技术在工业生产中的应用范围。附图说明图1为本专利技术整体结构组成示意图。图中部件：温度表1、压力表2、排气口3、换热夹套4、右进料管5、左进料管14、右进料喷嘴6、左进料喷嘴15、出料口7、右循环进料口8、左循环进料口13、右循环进料喷嘴9、左循环进料喷嘴12、弧形弧形换热挡板10、釜体16、顶盖17、釜底18、变频器19。具体实施方式下面结合附图所示实施例对本专利技术进行详细说明。本专利技术为提高两种或两种以上液体的混合度和混合速率，提供了一种水平双层对置对称挡板制备超细粉体撞击流反应釜，包括温度表1、压力表2、排气口3、换热夹套4、右进料管5、左进料管14、右进料喷嘴6、左进料喷嘴15、出料口7、右循环进料口8、左循环进料口13、右循环进料喷嘴9、左循环进料喷嘴12、弧形弧形换热挡板10、釜体16、顶盖17、釜底18、变频器19。釜体外形为立式直筒型，上部为椭圆形顶盖，下部为椭圆形釜底，釜体外壁设置换热夹套；进料管为多组同轴对置，且直径、长度相同，顶盖上设置压力计、温度计及安装在放空阀的气体出口，釜底下端设有循环出料口；釜体上部设溢流口，进料口上下端设有弧形弧形换热挡板，在进料口中间开设三个出料口；进料管出口端安装有喷嘴，喷嘴直径、间距可根据实际工况需要调整，喷嘴间距与喷嘴直径比为L/d=3，釜底下部循环出口与下层喷嘴相连；进料管为多组同轴对置，且直径、长度相同，进料调节阀调节流量波动使撞击面震荡。反应釜的两组进料口为同轴对置，喷嘴间距与喷嘴直径比为L/d=3。三个中心出料口位置处于两层进料口中间，出料口夹角互为120°。出料口的大小按照生成物的粘度调节，或选择用泵抽取出料。弧形换热挡板分上下两组，其中下组挡板在最低处开设导流口，两组挡板内设置换热管，弧形弧形换热挡板曲率按照反应物或生成物的最大黏度调节。弧形挡板的间距视工况需要应可调。反应釜外部设置四个变频器连接喷嘴，用于调节喷嘴流量；液液在釜体内实现浸没状态下的流体撞击和混合，水平撞击驻点在规定范围内大幅低频振荡，水平撞击面振荡频率为4~10hz，并且撞击驻点震荡范围在0.1d~0.5d。变频器调节阀连接出料口，按照预设流量波动频率出料。进料口上层安装弧形弧形换热挡板10，且挡板间距及曲率可调。釜体外侧设置换热夹套根据工况需要进行加热或冷却；两层进料口中间设置互为120°的水平出料口，根据反应产物的黏性选择出料方式。物料通过多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备超细粉体的撞击流反应釜，所述釜体为立式直筒状，上部设有椭圆形顶盖，下部设有椭圆形釜底，其特征在于，反应釜包括温度表（1）、压力表（2）、排气口（3）、换热夹套（4）、右进料管（5）、左进料管（14）、右进料喷嘴（6）、左进料喷嘴（15）、出料口（7）、右循环进料口（8）、左循环进料口（13）、右循环进料喷嘴（9）、左循环进料喷嘴（12）、弧形挡板（10）、釜体（16）、顶盖（17）、釜底（18）、变频器（19）；釜体外侧设有换热夹套，顶盖上设置压力计、温度计及安装放空阀的气体出口，釜底下端设有循环出料口，釜体上部设溢流口；釜底下部循环出口与下层喷嘴相连；两组进料口为同轴对置，进料口中间开设三个出料口，三个中心出料口位置处于两层进料口中间，两层进料口中间设置互为120°的水平出料口，进料口上层安装弧形弧形换热挡板（10），进料口上下端也设有弧形弧形换热挡板，且挡板间距及曲率可调；弧形换热挡板设为上下两组，其中下组挡板在最低处开设导流口，两组挡板内设置换热管；进料管设为多组同轴对置，且直径、长度相同，进料管出口端安装有喷嘴，喷嘴间距与喷嘴直径比为L/d=3； 反应釜外部设置四个变频器连接喷嘴，变频器调节阀连接出料口。...

【技术特征摘要】
1.一种制备超细粉体的撞击流反应釜，所述釜体为立式直筒状，上部设有椭圆形顶盖，下部设有椭圆形釜底，其特征在于，反应釜包括温度表（1）、压力表（2）、排气口（3）、换热夹套（4）、右进料管（5）、左进料管（14）、右进料喷嘴（6）、左进料喷嘴（15）、出料口（7）、右循环进料口（8）、左循环进料口（13）、右循环进料喷嘴（9）、左循环进料喷嘴（12）、弧形挡板（10）、釜体（16）、顶盖（17）、釜底（18）、变频器（19）；釜体外侧设有换热夹套，顶盖上设置压力计、温度计及安装放空阀的气体出口，釜底下端设有循环出料口，釜体上部设溢流口；釜底下部循环出口与下层喷嘴相连；两组进料口为同轴对置，进料口中间开设三个出料口，三个中心出料口位置处于两层进料口中间，两层进料口中间设...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建伟，张一凡，冯颖，闫宇航，
申请(专利权)人：沈阳化工大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21