一种喷淋式聚合反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种喷淋式聚合反应装置，包括主反应器和热水槽，主反应器内设有反应框，主反应器和热水槽彼此独立；主反应器内平行的间隔排列有若干反应框，每个反应框上横向间隔设有若干纵置的反应袋；相邻两反应框之间沿水平方向延伸设有喷淋管，喷淋管上均匀间隔的设有喷淋头；热水槽内设有水和对水加热的加热装置；热水槽通过热水槽出水管连接至喷淋管。本实用新型专利技术的有益效果是：拥有控制温度精确、局部反应温度均衡、升降温迅速的优势，可很好满足水溶性聚合物的生产工艺要求。

【技术实现步骤摘要】
一种喷淋式聚合反应装置
本技术涉及化工生产设备领域，具体是一种喷淋式聚合反应装置。
技术介绍
水溶性高分子聚合物由于其带电性质和结构特征，在诸多领域如造纸、采煤、石油开采、纺织印染、生物、医药、日用化学品和水处理行业等都有广泛的应用，如何采用经济、高效的清洁工艺制备得到相对分子量高的产品，一直是该领域的研究重点。高相对分子质量水溶性聚合物产品的获得，除了与单体原料质量、聚合反应工艺相关外，还与聚合反应装置的设计有关。目前，用于生产水溶性聚合物的反应装置主要是聚合反应釜和锥形反应釜加振动流化床设备。聚合反应釜主要生产流动性好的液体产品因而产品相对分子质量较低；锥形反应釜加振动流化床主要用来生产粉状产品，但在聚合反应过程中存在局部聚合反应温度不均匀，出现产品相对分子质量降低或交联现象，影响产品质量。为了克服聚合反应釜和锥形反应釜两者的缺陷，中国专利文献CN203663842U于2014年6月25日公开了“一种用于生产水溶性聚合物胶体产品的反应装置”，包括恒温槽和框式反应器，恒温槽设有恒温槽夹层，恒温槽内的两侧壁上分布有插槽，框式反应器装入物料并插接入插槽中，恒温槽下部设加热环，水由恒温槽上端部的浮球进水器进入，需排水时由其下端部的出水管排出，恒温槽内侧壁的一端安装有温度控制器，框式反应器上盖通过上盖锁扣锁定，其内部设有均匀分布的插槽，插槽中配合安装有带均匀分布直缝的反应框隔板。该申请人宣称，该技术恒温槽与反应器组合方便，能保证聚合反应过程的反应液与水浴的充分热交换，聚合反应后反应器从恒温槽中取出，打开反应器即可取出胶体产物，胶体产物为条状，可直接进入造粒机造粒，操作方便。此类框式反应器主要用来生产胶体产品，对反应环境的温度变化不敏感。水溶性聚合物在生产过程中，反应温度的控制对合成产品的质量有很大的影响，对温度变化也远比胶体产品敏感，而前述技术方案存在温度控制不精确、局部聚合反应温度不均匀、升降温速度较慢的缺陷，无法满足水溶性聚合物的生产工艺要求。
技术实现思路
基于以上问题，本技术提供一种喷淋式聚合反应装置，拥有控制温度精确、局部反应温度均衡、升降温迅速的优势，可很好满足水溶性聚合物的生产工艺要求。为了实现专利技术目的，本技术采用如下技术方案：一种喷淋式聚合反应装置，包括主反应器和热水槽，主反应器内设有反应框，主反应器和热水槽彼此独立；主反应器内平行的间隔排列有若干反应框，每个反应框上横向间隔设有若干纵置的反应袋；相邻两反应框之间沿水平方向延伸设有喷淋管，喷淋管上均匀间隔的设有喷淋头；热水槽内设有水和对水加热的加热装置；热水槽通过热水槽出水管连接至喷淋管。本方案设计的喷淋式聚合反应装置，包括了彼此独立的主反应器和热水槽，这样的设计有两个好处：一是使热水槽的升温不会对主反应器的局部温度产生影响，从而保持反应温度整体的稳定性，二是主反应器和热水槽分离后，可以快速进入或终止加热状态，有助于反应效率提高，满足温度控制的及时性和精确性要求。在主反应器的具体设置上，本方案在主反应器内设置有固定装置，固定装置上纵置的并列设有若干个反应框，每个反应框上横向间隔的设置若干反应袋，反应袋纵向设置，反应物质就放置在反应袋中。两相邻的反应框之间设有水平延伸的喷淋管，喷淋管上设有喷淋头，喷淋头可向邻近的反应袋喷水。如果两相邻的反应框之间喷淋管为一条，则喷淋头的喷淋范围要覆盖两侧的反应袋；如果两相邻的反应框之间喷淋管为一边一条，则一侧喷淋管上的喷淋头仅需要朝向所在一侧的反应袋。喷淋管通过管路连接至热水槽，热水槽中设有喷淋用水，还设有加热装置，可将喷淋用水加热到合适的温度，通过管路输送到喷淋管，再由喷淋头喷出，热水淋在反应袋外侧，可以高效的给反应袋加热保温，也可以在需要时迅速关闭管路，使反应袋快速降温。通过这样的设计，不但保证了反应袋的温度变化控制灵敏迅速，而且可以杜绝热水槽的主动生降温操作对主反应器的局部区域的温度造成不稳定的影响。加热装置一般可选蒸汽加热器、电加热器等。作为优选，热水槽出水管上设有水泵；主反应器内设有主反应器温控装置，热水槽内设有热水槽温控装置；热水槽温控装置和加热装置信号连接，主反应器温控装置和水泵信号连接。该方案构成了一个信息采集与反馈结构，通过主反应器温控装置可以侦测主反应器内的环境温度，可以近似的视为反应的实际温度；通过热水槽温控装置可以侦测到热水槽内的喷淋水的水温，可以近似的视为预计的反应温度。当热水槽内的喷淋水的水温偏低或偏高时，就需要相应开启或关闭加热装置，使预计的反应温度保持在合理范围内；当主反应器内的环境温度偏低或偏高时，就需要相应调节水泵流量变大或变小，以使反应的实际温度尽量接近预计的反应温度。作为优选，位于同一反应框上的多条喷淋管，相邻两喷淋管之间的距离由上至下逐渐变大。这样设置可以保证反应袋在竖直方向上的受热均匀。具体间距可以由本领域技术人员根据实际情况进行设计。作为优选，主反应器内在反应框的下方设有集水槽，集水槽通过集水槽出水管连接热水槽。本设计为一个热水循环利用结构。在主反应器中喷淋下来的热水，在完成给反应袋加温后，依然携带不少热量，直接向外排放会形成大量的能源浪费和水资源浪费，不利于生产成本的控制，也不利于节约能源和水资源。通过在主反应器下方设计集水槽，可以将喷淋流下的热水收集起来回流至热水槽，经过加温再继续使用。集水槽出水管上可以设置阀门进行控制。作为优选，集水槽的水平位置高于热水槽的水平位置。这个设计可以利用重力，让集水槽中的水自然流向更低的热水槽，因此无再配备水泵，不但节约装置的设备成本，而且可以加速水流循环速度。作为优选，集水槽还设有集水槽快速排水孔，集水槽快速排水孔上设有排水快阀。该方案用来将集水槽中的热水快速排出，配合喷淋头喷淋动作的关闭，可以使主反应器内尽快降温。作为优选，主反应器的四周包覆有保温材料层，顶部设有可开启的盖板，盖板上贯通的设有若干散热缝隙。保温材料层可以对主反应器内的环境温度进行保温，不但可以节约能源，还能保持环境温度的稳定。主反应器是一个相对封闭的空间，热量集中在上部。盖板可开启，快速开启后可以迅速降低主反应器内的环境温度。散热缝隙可在不打开盖板的情况下，导出聚集在主反应器上部的温度。这样的设计都是为了保持主反应器内温度的相对均衡。作为优选，热水槽的四周包覆有保温材料层。同样的，保温材料层可以对热水槽内的喷淋用水的温度进行保温，可以节约能源。作为优选，各个喷淋管上均独立的设有喷淋管阀门。喷淋管阀门可以独立对所在喷淋管的供水量进行控制，间接的控制了该喷淋管带给反应袋的热量，从而可以精确的控制反应袋的局部反应温度。作为优选，喷淋头的喷淋展开角可调节，调节范围是60°-120°。喷淋头在喷淋时，喷淋水在刚离开喷淋头时形成的圆锥状空间体，其圆锥锥尖两侧的母线之间的夹角称为喷淋展开角。喷淋展开角表示的是喷淋头在喷淋时的覆盖效果。在喷淋水流量不变的情况下，喷淋展开角越大，喷淋的覆盖范围越大，而喷淋范围内单位面积内喷淋到的喷淋水越少。反之，喷淋展开角越小，喷淋的覆盖范围越小，但是喷淋范围内单位面积内喷淋到的喷淋水越多。热水槽还设有补水口，用来补充不足的喷淋水；集水槽出水管和热水槽出水管上相应的可设置阀门以控制启闭状态；集水槽的上端设置供水从上向下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷淋式聚合反应装置，包括主反应器（A）和热水槽（B），主反应器内设有反应框（1），其特征是，主反应器和热水槽彼此独立；主反应器内平行的间隔排列有若干反应框，每个反应框上横向间隔设有若干纵置的反应袋（2）；相邻两反应框之间沿水平方向延伸设有喷淋管（3），喷淋管上均匀间隔的设有喷淋头（4）；热水槽内设有水和对水加热的加热装置（31）；热水槽通过热水槽出水管（32）连接至喷淋管。

【技术特征摘要】
1.一种喷淋式聚合反应装置，包括主反应器（A）和热水槽（B），主反应器内设有反应框（1），其特征是，主反应器和热水槽彼此独立；主反应器内平行的间隔排列有若干反应框，每个反应框上横向间隔设有若干纵置的反应袋（2）；相邻两反应框之间沿水平方向延伸设有喷淋管（3），喷淋管上均匀间隔的设有喷淋头（4）；热水槽内设有水和对水加热的加热装置（31）；热水槽通过热水槽出水管（32）连接至喷淋管。2.根据权利要求1所述的一种喷淋式聚合反应装置，其特征是，热水槽出水管上设有水泵（33）；主反应器内设有主反应器温控装置（5），热水槽内设有热水槽温控装置（34）；热水槽温控装置和加热装置信号连接，主反应器温控装置和水泵信号连接。3.根据权利要求1或2所述的一种喷淋式聚合反应装置，其特征是，位于同一反应框上的多条喷淋管，相邻两喷淋管之间的距离由上至下逐渐变大。4.根据权利要求1或2所述的一种喷淋式聚合反应装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕可臻，吴盛恩，娄昀璟，唐栩靓，王立军，姚献平，赵文彦，
申请(专利权)人：浙江杭化新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33