一种高剪切微泡射流反应釜制造技术

本发明专利技术公开了一种高剪切微泡射流反应釜，包括反应釜壳体、液体反应物进料管和微泡射流气体反应物进料器，反应釜壳体内设置有高剪切搅拌器；气体反应物微泡射流进料器管设置于釜内部；本发明专利技术的反应釜中的液体、微泡气体被内下外上的第一导流叶轮和锯齿型的第二导流叶轮分散、微气泡迅速膨胀爆炸、破碎形成极大的、不断更新的表面积，高速流动的微泡气体迅速膨胀爆炸加剧了气液体瞬间形成高能量极薄气液膜和表面的更新，在多个爆炸冲击波下形成了无数个超薄的气液膜；同时极薄气液膜在经过第二锯齿型导流叶轮后，在凸凹面上也均型成了超薄型气液相膜，使之形成膜间反应，同时由于微泡气体泡在高剪切力下迅速膨胀爆炸产生极高能量并使反应瞬间完成。量并使反应瞬间完成。量并使反应瞬间完成。

【技术实现步骤摘要】
一种高剪切微泡射流反应釜


[0001]本专利技术涉及高剪切微泡射流膜间工程技术及爆炸反应
，特别是涉及一种高剪切微泡射流反应釜。

技术介绍

[0002]高剪切微泡射流膜间技术的基本原理是利用20纳米~15微米微孔陶瓷膜及射流装置条件下产生极限微泡气体的独特流动及爆炸产生高能的行为，强化相与相之间的相对速度和相互接触，从而实现高效的传质传热过程和化学反应过程。获取超能的方式主要是通过微泡气体在射流情况下高速运动及膨胀爆炸产生的微重力场，涉及的多相流体系主要包括气
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固体系和气
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液体系﹣爆炸能量糸。射流力场(超重力场)及爆炸重力场(高能高温)被用于相间分离和快速反应，无论在日常生活还是在工业应用上，都已有相当长的历史。
[0003]现有高剪切技术中的反应釜由于剪切力度不能达到超重力条件，造成不能提高反应速度，气体不能迅速溶解于液体的问题，导致反应釜的生产效率降低及气体的外泄，造成生产成本提高和环境污染等。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的上述问题，本专利技术提供了一种高剪切微泡射流反应釜，解决了现有的反应釜中不能产生快速反应的超重力场及爆炸重力场，造成生产效率降低、反应条件不好控制、生产成本提高问题和气体外泄环境问题。
[0005]为了达到上述专利技术目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种高剪切微泡射流反应釜，包括反应釜壳体18、液体反应物进料管20、高剪切搅拌器、微泡射流气体反应物进料器；所述高剪切搅拌器位于反应釜壳体18内部，所述搅拌器包括变频电机12、第一导流叶轮15和第二导流叶轮16；变频电机12通过联轴器11与反应釜传动轴19连接，反应釜传动轴19上从上到下依次设有第一导流叶轮15和第二导流叶轮16，反应釜传动轴19的轴线、第一导流叶轮的轴线第二导流叶轮的轴线均重合。
[0006]第一导流叶轮15包括多个间隔均匀布置的、横截面呈“S型”字变形结构的第一层叶片，“S型”字变形结构第一层叶片可使液体由反应釜传动轴19处向下运动、由釜壁处向上运动；每个第一层叶片的一端均与转子外壁固定连接，第一叶片的长度方向与转子的长度方向同向，转子固定在反应釜传动轴19上。
[0007]第二导流叶轮16包括多个间隔均匀布置的第二层叶片，第二层叶片的长度方向与转子的长度方向同向；第二叶片为锯齿型桨叶，表面设有多个横截面呈“犁头”字形结构的锯齿，锯齿型桨叶由于凹面反射角及边延高剪切的存在，微气泡在此迅速膨胀爆炸，产生了高温、高能、高剪切反应。
[0008]所述微泡射流气体反应物进料器包括陶瓷膜微泡发生器13和气体反应物入口1，气体反应物入口1位于反应釜壳体18的一侧，所述陶瓷膜微泡发生器13为20纳米~15微米级多孔隙的陶瓷膜结构，产生20纳米~15微米的极限微小气泡，且以射流方式产生高动能并迅
速膨胀爆炸的高温高能反应。
[0009]所述反应釜壳体18底部侧壁上设置有与其内部连通的生成物出口5，生成物出口5的设置方便将反应釜壳体内的生产物取出，所述反应釜壳体18顶部一侧设有添加剂入口3，另一侧设有液体反应物进料管20，顶部设有观察孔4，添加剂入口3和液体反应物进料管20处均设有密封盖。
[0010]优选的，本专利技术所述液体反应物进料管20入口处的进料管上有定量液位自动关闭阀。
[0011]优选的，本专利技术所述反应釜壳体18内还设置有冷却装置，冷却装置包括呈螺旋结构的冷却管17和分别设置于反应釜壳体两侧的冷却液进口2和冷却液出口6，所述冷却液进口2和冷却液出口6分别与冷却管17的两端连通；所述搅拌器设置在冷却管内。
[0012]优选的，本专利技术所述反应釜壳体18上设有2个液位计接口7、1个 PH计接口8、2个温度计接口9、一个电导率仪接口10，2个液位计接口7分别位于反应釜壳体18的上部和下部，2个温度计接口9分别位于反应釜壳体18的中上部和中下部。
[0013]优选的，本专利技术所述陶瓷膜微泡发生器13的陶瓷膜外为射流孔板14，射流孔板14上间隔均匀设置有多个微泡射流气体反应物出口21，所述气体反应物进陶瓷膜微泡发生器13及射流孔板14产生高能微气泡，每个所述微泡射流气体反应物出口21的方向为气体反应物进料射流管的射流线方向。
[0014]进一步地，为了确保搅拌器的密封性能，避免润滑油向壳体内泄漏，所述反应釜传动轴19与反应釜壳体18的连接处设置有动密封轴承。
[0015]本专利技术的基本原理为：驱动装置实现搅拌器的离心转动，同时气体反应物通过20纳米~15微米的陶瓷膜微泡发生器进入反应釜内部，液体反应物通过液体反应物进料管进入反应釜内；在高速离心力、剪切力和气体压力的作用下，气体依次从陶瓷膜微泡发生器13产生20纳米~15微米气泡高速溶入液体中并迅速膨胀爆炸，爆炸同时产生高能高温极薄冲击波层碎片，同时第一导流叶轮15由于产生了内下外上的高剪切力，气液混合体即产生上下循环的流动环境，第二导流叶轮16的高剪切力，使微泡气体加速膨胀爆炸并产生高能高温重力场，因为两个导流叶轮中叶片形状的设置，在两个导流叶轮的凸面点上快速流动及气泡爆炸形成极限气膜；在高速剪切力和液体压力的作用下，液体流经第二导流叶轮16，与爆炸后的高能高温极限气膜接触后形成了超薄的气液膜；在此过程中，液体、气体被第一导流叶轮15和第二导流叶轮16分散、破碎形成极大的、不断更新的表面积，曲折的流道及爆炸的高温高能加剧了液体极薄和表面的更新；这样，在搅拌反应釜内部形成了极好的传质与反应条件，由于气体自动控制了进气量，使之通过陶瓷膜微泡发生器13后形成了超薄的气液膜，同时极薄气液膜在经过第二导流叶轮16后，在凸凹面及爆炸环境下均形成了超薄型气液相膜，使之在膜间形成反应，在气液膜外由于是无传质条件，故无物质参加反应，从而使反应在膜间瞬间完成。同时由于气液相通过第一导流叶轮15和第二导流叶轮16后可产生传质物体间的切线速度可在7m/s~12m/s之间可控，同时第一叶片和第二叶片凹面形成旋涡状流体，因此细粒生成物被第二叶片抛出，也使反应生成物粒径可控。使得整个反应釜反应迅速，避免了气体溶解率低及反应慢并且产生没反应完气体溢出的问题，使反应釜气液间能高速反应，提高了反应速率，减少了反应时间，提高了成生产效率和降低了生产成本。
[0016]本专利技术的有益效果为：
（1）本专利技术所述反应釜中的液体、微泡射流气体、微气泡在高速射流下迅速膨胀爆炸为极小气液膜碎片，同时没膨胀爆炸的更小气泡被第一导流叶轮和第二导流叶轮分散、破碎形成极大的、不断更新迅速膨胀的气泡并爆炸，从而形成不断更新的表面积，曲折的流道加剧了气泡的爆炸冲击波的形成，形成了高能量超薄的气液膜，同时极薄气液膜在经过第二导流叶轮后，在凸凹面上均型成了超薄型气液相膜，使之在膜间形成反应，在气液膜外由于是无传质条件，故无物质参加反应，从而使反应在膜间瞬间完成，加快反应效率。
[0017]（2）本专利技术所述驱动装置可以带动搅拌器以不同的速度进行离心转动，同时第一叶片和第二叶片凹面形成旋涡状流体，因此细粒生成物被叶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高剪切微泡射流反应釜，其特征在于：包括反应釜壳体（18）、液体反应物进料管（20）、高剪切搅拌器、微泡射流气体反应物进料器；所述高剪切搅拌器位于反应釜壳体（18）内部，所述搅拌器包括变频电机（12）、第一导流叶轮（15）和第二导流叶轮（16）；变频电机（12）通过联轴器（11）与反应釜传动轴（19）连接，反应釜传动轴（19）上从上到下依次设有第一导流叶轮（15）和第二导流叶轮（16），反应釜传动轴（19）的轴线、第一导流叶轮的轴线第二导流叶轮的轴线均重合；第一导流叶轮（15）包括多个间隔均匀布置的、且横截面呈“S型”字变形结构的第一层叶片，“S型”字变形结构第一层叶片可使液体由反应釜传动轴（19）处向下运动、由釜壁处向上运动；每个第一层叶片的一端均与转子外壁固定连接，第一叶片的长度方向与转子的长度方向同向，转子固定在反应釜传动轴（19）上；第二导流叶轮（16）包括多个间隔均匀布置的第二层叶片，每个第二层叶片的一端均与转子外壁固定连接，第二层叶片的长度方向与转子的长度方向同向；第二叶片为锯齿型桨叶，表面设有多个横截面呈“犁头”字形结构的锯齿，锯齿型桨叶由于凹面反射角及边延高剪切的存在，微气泡在此迅速膨胀爆炸，产生了高温、高能、高剪切反应；所述微泡射流气体反应物进料器包括陶瓷膜微泡发生器（13）和气体反应物入口（1），气体反应物入口（1）位于反应釜壳体（18）的一侧，所述陶瓷膜微泡发生器（13）为20纳米~15微米级多孔隙的陶瓷膜结构，产生20纳米~15微米的极限微小气泡，且以射流方式产生高动能并迅速膨胀爆炸的高温高能反应；所述反应釜壳体（18）底部侧壁上设置有...

【专利技术属性】
技术研发人员：张昕伟，邓宏卫，解家杰，刘毅，董正常，高飞，张宇航，宋来祥，
申请(专利权)人：湖北恒信石化设备有限公司，
类型：发明
国别省市：