生产锰酸钾的反应塔、生产系统及生产方法技术方案

本申请提供一种生产锰酸钾的反应塔、生产系统及生产方法，属于锰酸钾的生产技术领域。反应塔包括反应塔本体和气泡发生器。反应塔本体内具有反应室。气泡发生器包括外壳，外壳设置于反应室内，外壳内具有气体流通通道，外壳被配置成将外部反应气引入气体流通通道内，外壳上设置有多个直径小于10mm的第一气孔，气体流通通道与反应室通过第一气孔连通。此生产系统使用上述反应塔，可以通过气泡发生器的作用，使进入反应室内的反应气是小气泡的形式，提高反应气与锰矿粉和碱液的接触面积，从而提高了锰酸钾的生产速率和锰矿粉中二氧化锰的转化率，利于锰酸钾的生产。

Reaction tower, production system and production method for producing potassium manganate

【技术实现步骤摘要】
生产锰酸钾的反应塔、生产系统及生产方法
本申请涉及锰酸钾的生产
，具体而言，涉及一种生产锰酸钾的反应塔、生产系统及生产方法。
技术介绍
目前锰酸钾的生产工艺大多为固相氧化法(例如：平炉焙烧法和转炉加压氧化法)、液相氧化法(例如：三相加压氧化法、气动硫化塔法)等。其中，液相氧化法是指将反应气、碱液和锰矿粉(气-液-固三相)进行反应的过程。现有技术中，使用液相氧化法进行锰酸钾的制备时，锰矿粉中二氧化锰的转化率低，且锰酸钾的生产速率较慢。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种生产锰酸钾的反应塔、生产系统及生产方法，能够提高锰酸钾的生产速率和锰矿粉中二氧化锰的转化率，利于锰酸钾的生产。第一方面，本申请实施例提供一种生产锰酸钾的反应塔，包括反应塔本体和气泡发生器。反应塔本体内具有反应室。气泡发生器包括外壳，外壳设置于反应室内，外壳内具有气体流通通道，外壳被配置成将外部反应气引入气体流通通道内，外壳上设置有多个直径小于10mm的第一气孔，气体流通通道与反应室通过第一气孔连通。在生产锰酸钾的时候，反应室内具有锰矿粉和碱液，外部反应气引入到气体流通通道以后，反应气会经过多个第一气孔以后进入反应室内，由于反应室内填充有碱液，反应气进入碱液内以后会产生气泡，且由于第一气孔的直径小于10mm，所以，反应气通过第一气孔进入碱液内以后产生的气泡的直径较小(小气泡)，从而增大了反应气、碱液和锰矿粉的气-液-固三相接触面积，从而提高了锰酸钾的生产速率和锰矿粉中二氧化锰的转化率，利于锰酸钾的生产。在一种可能的实施方式中，气泡发生器包括多个，多个气泡发生器从上到下间隔设置于反应室内。竖向排布的多个气泡发生器产生气泡可以使反应室内形成多个反应区域，每个气泡发生器中的多个第一气孔可以使一个反应区域中产生多个反应位点，且反应物在反应室内流通，从而进一步提高反应速率和锰矿粉中二氧化锰的转化率。在一种可能的实施方式中，反应塔本体的侧壁从上到下设置多个第一反应气进口，每个第一反应气进口与一个气泡发生器的外壳连接且与相应地气体流通通道连通。通过多个反应气进口的设置，形成多级进气，多级进气不会受到相互影响。且反应气进口与气泡发生器一一对应设置，以便在反应室内形成多个反应区域。在一种可能的实施方式中，还包括循环管，循环管竖向设置于反应室内，循环管具有第一通道，第一通道的两端均连通反应室。反应气经过了多个第一气孔以后进入反应室内，由于气体密度较小，反应气会带动部分碱液和锰矿粉向上运动，当其运动至循环管的上端部时，由于碱液和锰矿粉的密度较大，所以，碱液和锰矿粉会进入到循环管内，从循环管的下端流出，从而使反应室内部形成自循环流，以便提高锰矿粉中二氧化锰的转化率。在一种可能的实施方式中，循环管与外壳连接，循环管的内周壁形成第一通道，循环管的外周壁与反应塔本体的内壁有间隙地设置以形成第二通道，第一气孔被配置成将反应气从气体流通通道输送至第二通道。气泡发生器周围的小气泡量较多，循环管安装在气泡发生器上，循环管外的物料的密度较小(第二通道内的物料)，可以增加循环管内外的物料的密度差，可以使自循环的效果更好，利于生产锰酸钾的化学反应的进行。在一种可能的实施方式中，循环管包括多根，相邻的两根循环管在竖向有间隙。多根循环管的设置，可以将流体的循环路径缩短，提高循环效率，增大反应速率，利于锰酸钾的生产。在一种可能的实施方式中，外壳包括第一壳体和第一孔板，第一壳体内具有气体流通通道，循环管贯穿第一壳体，第一孔板位于第一壳体外，第一孔板的两端分别连接第一壳体的周壁和循环管的周壁，使第一壳体的外壁、循环管的周壁和第一孔板围合形成第一空腔，第一气孔设置于第一孔板，第一气孔与第一空腔连通，第一壳体上设置有多个第二气孔，第二气孔使气体流通通道与第一空腔连通。第一空腔位于循环管的外周，多个第二气孔的设置，可以使反应气先均匀分布在循环管的外周(气体流通通道内)。第一孔板位于循环管的外周，多个第一气孔的设置，可以使反应气经过了第一气孔以后，分布在循环管外，且循环管的外周均分布有小气泡，以利于锰酸钾的生产，且利于自循环流的形成。在一种可能的实施方式中，第二气孔的孔径为第一气孔的孔径的5-20倍。通过限定第二气孔与第一气孔的孔径关系，可以先使气体流通通道内的反应气经过第二气孔以后均匀分布于第一空腔内，然后使反应气经过第一空腔以后，在反应室内形成小气泡，利于锰酸钾的生产。在一种可能的实施方式中，第一孔板上的第一气孔和第一壳体上的第二气孔围绕循环管的周向均匀分布。可以使第一空腔内的反应气分布均匀，反应气进入反应室内以后形成小气泡，小气泡均匀分布在循环管的外周，从而可以使循环管的周围均形成自循环流，有利于锰酸钾的生产。在一种可能的实施方式中，第一孔板位于第一壳体的上方，第一孔板的一端与第一壳体的上表面的外周连接，第一壳体的上表面均匀设置有多个第二气孔。由于反应气的密度较小，在将反应气通入了气体流通通道以后，反应气会朝上运动，所以，将第一孔板设置在第一壳体的上方，利于小气泡的形成，以便提高锰酸钾的生产效率。在一种可能的实施方式中，第一壳体的下表面设置有排液孔，通过排液孔使气体流通通道与反应室连通。由于第一气孔和第二气孔的设置，可能会有部分碱液或/和与碱液混合的锰矿粉进入气体流通通道内，会影响小气泡的产生。所以，在第一壳体的下表面设置排液孔，利于将碱液或/和与碱液混合的锰矿粉排出气体流通通道。在一种可能的实施方式中，第一孔板朝向远离第一空腔的方向凹陷；或第一孔板的轴向截面为直板。如果第一孔板朝向远离第一空腔的方向凹陷，可以使第一孔板的表面积增大，能够设置更多的第一气孔，以便产生小气泡。如果第一孔板的轴向截面为直板，则在碱液接触第一孔板的时候，会顺着倾斜的第一孔板下流，可以使第一气孔能够均匀与碱液接触，以便形成小气泡。在一种可能的实施方式中，反应塔本体的排液口处设置有第二反应气进口，第二反应气进口与反应塔本体内的反应室连通。反应后的物料从排液口排出反应室，由于可能部分锰矿粉中的二氧化锰还未反应，所以，在排液口处设置第二反应气进口，以便反应气集中与剩余的二氧化锰反应产生锰酸钾，提高二氧化锰的转化率。第二方面，本申请实施例提供一种锰酸钾的生产系统，包括锰酸钾结晶装置、锰酸钾分离装置和上述反应塔，反应塔本体的排液口连通锰酸钾结晶装置，锰酸钾分离装置与锰酸钾结晶装置连通。反应室内反应以后，物料从排液口排出，排出的物料在锰酸钾结晶装置内结晶，然后在锰酸钾分离装置内进行分离，以便得到较为纯净的锰酸钾。第三方面，本申请实施例提供一种锰酸钾的生产方法，适用于上述锰酸钾的生产系统，生产方法包括：反应气经过外壳通入气体流通通道内，并通过第一气孔进入反应塔本体的反应室内，使反应气转化成小气泡与反应塔本体的反应室内的碱液和锰粉混合反应。反应后的物料从排液口输出至锰酸钾结晶装置内进行结晶，再输出至锰酸钾分离装置内进行分离。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生产锰酸钾的反应塔，其特征在于，包括：/n反应塔本体，所述反应塔本体内具有反应室；/n气泡发生器，所述气泡发生器包括外壳，所述外壳设置于所述反应室内，所述外壳内具有气体流通通道，所述外壳被配置成将外部反应气引入所述气体流通通道内，所述外壳上设置有多个直径小于10mm的第一气孔，所述气体流通通道与反应室通过所述第一气孔连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种生产锰酸钾的反应塔，其特征在于，包括：
反应塔本体，所述反应塔本体内具有反应室；
气泡发生器，所述气泡发生器包括外壳，所述外壳设置于所述反应室内，所述外壳内具有气体流通通道，所述外壳被配置成将外部反应气引入所述气体流通通道内，所述外壳上设置有多个直径小于10mm的第一气孔，所述气体流通通道与反应室通过所述第一气孔连通。


2.根据权利要求1所述的反应塔，其特征在于，所述气泡发生器包括多个，多个所述气泡发生器从上到下间隔设置于所述反应室内。


3.根据权利要求2所述的反应塔，其特征在于，所述反应塔本体的侧壁从上到下设置多个第一反应气进口，每个所述第一反应气进口与一个所述气泡发生器的外壳连接且与相应地所述气体流通通道连通。


4.根据权利要求2所述的反应塔，其特征在于，还包括循环管，所述循环管竖向设置于所述反应室内，所述循环管具有第一通道，所述第一通道的两端均连通所述反应室。


5.根据权利要求4所述的反应塔，其特征在于，所述循环管与所述外壳连接，所述循环管的内周壁形成所述第一通道，所述循环管的外周壁与所述反应塔本体的内壁有间隙地设置以形成第二通道，所述第一气孔被配置成将所述反应气从所述气体流通通道输送至所述第二通道。


6.根据权利要求5所述的反应塔，其特征在于，所述循环管包括多根，且相邻的两根所述循环管在竖向有间隙。


7.根据权利要求4-6任一项所述的反应塔，其特征在于，所述外壳包括第一壳体和第一孔板，所述第一壳体内具有所述气体流通通道，所述循环管贯穿所述第一壳体，所述第一孔板位于第一壳体外，所述第一孔板的两端分别连接所述第一壳体的周壁和所述循环管的周壁，使所述第一壳体的外壁、所述循环管的周壁和所述第一孔板围合形成第一空腔，所述第一气孔设置于所述第一孔板，所述第一气孔与所述第一空腔连通，所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨观，林良芩，赵均良，
申请(专利权)人：广东航鑫科技股份公司，
类型：发明
国别省市：广东;44